擋土墻課程設計計算書

設計資料基礎資料省道S313,路基寬10米，路面寬7米，兩側路肩寬各1.5米，在樁號段為填方路堤，填方邊坡坡度為1:1.5。為保證路堤邊坡穩(wěn)定，少占地拆遷，擬采用重力式擋土墻。墻高6.2米，墻背仰斜坡度1:0.24（=13.5°），墻身分段長度20米。墻背填土重度Y ，內(nèi)摩擦角0 °;填土與墻背間摩擦角&°,地基為巖石，地基容許承載力o ，基底摩擦系數(shù)f=0.45砌體重度Y —，砌體容許壓應力o ，容許剪應力T設計依據(jù)擋土墻課程設計任務書《公路路基設計規(guī)范》JTGD30-245《路基路面工程》第四版——人民交通出版社2014初擬擋土墻結構形式、尺寸墻身結構形式、尺寸擋土墻高6.2m，擋墻以上邊坡高a=1m，初擬擋墻頂寬1.0m基礎結構形式、尺寸采用擴大淺基礎，初選基礎埋深為1.0m，厚度為0.5m,凈邊寬為0.25m,高寬比為2：1。擋墻形式如圖2-11.07.6265.0斗I51.07.6265.0斗I5圖2-1擋墻形式確定車輛荷載及當量土柱高度擋土墻設計中，換算均布土層厚度()可直接由擋土墻高度確定的付家何在強度計算。即- (3-1)Y式中：Y 墻后填土重度q——附加荷載強度(KPa)，按表3-1取值表3-1附加荷載強度q墻高H(m)q(KPa)20.010.0注：H=2.0~10.0m時，q由線性內(nèi)插法確定。H=6.2m,由線性內(nèi)插法確定 ( ) =14.75(KPa)換算均布土層厚度 一二——Y破裂面棱體位置確定4.1破裂角e計算假設破裂面交于荷載中部，如圖4-1，則有：ip a8 ° ° ° °式中：a 墻背傾斜角（°），俯斜墻背為正，仰斜墻背為負8——墻背與填土間的摩擦角（°）e——填土的內(nèi)摩擦角（°）因為p°1.5圖4-1假設破裂面位置圖令破裂棱體的斷面面積S==31.68=9.24ep=-0.95+=0.7129

e°驗算破裂面是否交于荷載范圍內(nèi)破裂棱體長度 e a=2.14m車輛荷載分布寬度L=10m所以 ，即破裂面交于荷載范圍內(nèi)，符合假設破裂面如圖4-28.0圖4-2破裂面示意圖8.0圖4-2破裂面示意圖土壓力計算主動土壓力計算根據(jù)路堤擋土墻破裂面交于荷載內(nèi)部的土壓力計算公式eeye e屮TOC\o"1-5"\h\z=18.5 ° ——=72.47KNa 8 °a 8 °土壓力作用點位置計算一 一 m表示土壓力作用點到墻踵的垂直距離土壓力對墻趾力臂計算穩(wěn)定性驗算受力分析,如圖6-1摩擦力f圖6-1受力分析圖墻體重量及其作用點位置計算：擋土墻按單位長度計算，為方便計算，把擋土墻和基礎分成兩個部分，上部分為四邊形，下部分為矩形：Y0.5+—a1.49mY抗滑穩(wěn)定性驗算滑動穩(wěn)定方程水平基底，a，驗算公式:YaYa|iaYY（6-1）式中：G 擋土墻自重

墻背主動土壓力的水平與垂直分力（KN）; 墻前被動土壓力的水平分量（KN），當為浸水擋土墻時， =0a——基底傾斜角（°）——基底摩擦系數(shù)，取0.45——基底摩擦系數(shù)，取0.45;Y,Y——主動土壓力和墻前被動土壓力分項系數(shù)。Y a y a[iY Y=(1.2=-11.22<0滑動穩(wěn)定系數(shù)6-2)a|i6-2)a式中：N——作用于基底上合理的豎向分力（KN），浸水擋土墻應計浸水部分的浮力;墻前被動土壓力水平分量的0.3倍（KN）1.03<1.3所以抗滑穩(wěn)定性不足抗傾覆穩(wěn)定性驗算滑動穩(wěn)定方程0.9GY Y （6-3）式中：——墻身、基礎及其上的土重合力重心及作用于墻頂?shù)钠渌奢d的豎向合力重心到墻趾的水平距離（m）;墻后主動土壓力垂直分力作用點到墻趾的水平距離（m）; 墻后主動土壓力水平分力作用點到墻趾的垂直距離(m); 墻前被動土壓力的水平分量到墻趾的距離(m)。0.9GY Y=0.9 72.02=68.35>0抗傾覆穩(wěn)定系數(shù) (6-4)=2.14>1.3所以抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求?；讘秃狭ζ木囹炈愫狭ζ木囹炈阋?(6-5)Yy ay a式中：M——作用于基底形心的彎矩——由填土恒載土壓力所引起的彎矩;——由墻身及基礎自重和基礎上的土重引起的彎矩上式中，彎矩為作用于基底形心的彎矩，所以計算時，先要計算對形心的力臂：根據(jù)前面計算過的對墻趾的力臂，可以計算出對形心的力臂。=0.080m〈-=0.25m所以基底合力偏心距滿足規(guī)范的規(guī)定基底應力驗算〈地基容許承載力a截面應力就算為了保證墻身具有足夠的強度，應根據(jù)經(jīng)驗選擇1~2個控制斷面進行驗算如1/2墻高處，以及墻身與基礎的銜接截面。強度計算按下式6-1a一 （6-6）Y按每延米墻長計算：Y Y Y屮式中：——軸向設計力（KN）;——重要性系數(shù)；屮——荷載組合系數(shù)（表6-1）;、Y——分別為恒載引起的軸向力和相應的分項系數(shù);——主動土壓力引起的軸向力（KN）；——被動土壓力、水浮力、靜水壓力、動水壓力、地震力引起的軸向力（KN）;——以上各項軸向力的分項系數(shù);Y——抗力分項系數(shù)，按表6-2選用——材料極限抗壓強度——容許偏心距，按表6-3選用A——擋土墻構件的計算截面積（）a 軸向力偏心影響系數(shù)，按下式計算a （6-7）表6-1荷載組合系數(shù)表荷載組合屮1、II1.0III0.8施工荷載0.7表6-2抗力分項系數(shù)圬工種類受力情況受壓受彎、剪、拉石料1.852.31片石砌體2.312.31塊石砌體、粗料砌體1.921.31混凝土1.542.31表6-3圬工結構容許偏心距荷載組合容許偏心距1、II0.25BIll0.30B施工荷載0.33B1/2墻高處截面驗算：YY Y Y屮1.0（ ）=95.18KN

=0.5691a Ya— ,強度滿足。Y墻身與基礎銜接截面驗算：Y Y Y屮1.0（）=150.98a—=150.98a—Y，強度滿足。改善措施改善措施應采取改進措施以增強抗滑穩(wěn)定性。更換地基持力層填土，選用質(zhì)量較好的碎石類土，以增大基底摩擦系數(shù)，U取重新驗算抗滑動穩(wěn)定性方程：Y a丫 a |d 丫 aY Y=(1.2=18.65>0抗滑動穩(wěn)定性系數(shù)：‘a(chǎn)|i‘a(chǎn)()1.37>1.3所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求。確定擋墻高6.2米，墻背仰斜坡度1:0.24(=13.5°)，墻身分段長度20米。

墻背填土重度丫 ，內(nèi)摩擦角e角& °,地基為巖石，地基容許承載力Of=0.60°；填土與墻背間摩擦，基底摩擦系數(shù)T，砌體容許壓應力O，容許剪應力砌體重度Y工程數(shù)量表砌體重度Y表7工程數(shù)量表墻高(m)斷i?面尺寸(m)混凝土()H6.206.26.21.01.06.2附屬設施設計泄水孔布置對于重力式擋土墻，應沿墻高和墻長設置泄水孔，泄水孔應具有向墻外傾斜的坡度，其間距一般為2.0~3.0m,上下交錯設置。如圖8-1b)a)b)圖8-1擋土墻排水設施示意圖沉降縫地基不均勻沉降而引起墻身開裂，應根據(jù)地基地址條件及墻高、墻身斷面的變化情況，設置沉降縫。重力式擋土墻，擋土墻高度突變或基底地質(zhì)、水文情況變化處，應設沉降縫；平曲線路段擋土墻按折現(xiàn)布置時，轉(zhuǎn)折處宜設置沉降縫。沉降縫可全高設置，其寬度宜取0.002~0.03m。墻后排水層如圖7-2設計圖紙及工程量整體布局，如圖8-1圖