擋土墻設(shè)計實例

1、擋土墻設(shè)計實例擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物。在擋土墻橫斷面中，與被支承土體直接接觸的部 位稱為墻背；與墻背相對的、臨空的部位稱為墻面；與地基直接接觸的部位稱為基地；與基底相對的、墻的頂面稱為墻頂；基底的前端 稱為墻趾；基底的后端稱為墻踵。根據(jù)擋土墻的設(shè)置位置不同分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻等。設(shè)置于路堤 邊坡的擋土墻稱為路堤墻；墻頂位于 路肩的擋土墻稱為路肩墻；設(shè)置于路塹邊坡的擋土墻稱為路塹墻;設(shè)置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆蓋層土體或破碎巖層的擋土墻稱為山坡墻。本實例中主要講述了 5種常見擋土墻的設(shè)計計算實例。1、重力式擋土墻原始條件：墻身尺寸：

2、墻身高：(m)墻頂寬：(m)面坡傾斜坡度:仁背坡傾斜坡度:仁采用1個擴(kuò)展墻址臺階：墻趾臺階b1:(m)墻趾臺階hi： (m)墻趾臺階與墻面坡坡度相同墻底傾斜坡率：:1物理參數(shù)：垢工砌體容重：(kN/m3)垢工之間摩擦系數(shù)：地基土摩擦系數(shù)：砌體種類：片石砌體砂漿標(biāo)號：5石料強(qiáng)度(MPa): 30擋土墻類 型：一般擋土墻 墻后填土內(nèi)摩擦角：(度)墻后填土粘聚力：(kPa)墻后填土容重：(kN/m3)墻背與墻后填土 摩擦角：(度)地基土容重：(kN/m3)修正后地基土容許承載力：(kPa)地基土容許承載力提高系數(shù)：墻趾值 提高系數(shù)：墻踵值提高系數(shù)：平均值提高系數(shù)：墻底摩擦系數(shù)：地基土類型：土質(zhì)地基

3、地基土內(nèi)摩擦角： (度)土壓力計算方法：庫侖 坡線土柱：坡面線段數(shù)：2折線序號水平投影長(m)豎向投影長(m) 1 0換算土柱數(shù)2 0坡面起始距離：(m)地面橫坡角度：(度)墻頂標(biāo)高：(m)擋墻分段長度：(m)組合1 (僅取一種組合計算)組合系數(shù)：1. 擋土墻結(jié)構(gòu)重力分項系數(shù)=V2. 墻頂上的有效永久荷載分項系數(shù)=V3. 墻頂與第二破裂面間有效荷載分項系數(shù)=4. 填土側(cè)壓力分項系數(shù)=V5. 車輛荷載引起的土側(cè)壓力分項系數(shù)=V 土壓力計算計算高度為(m)處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=(度)按實際墻背計算得到：第1破裂角：(度)Ea= Ex= Ey=(kN)作用點高度 Zy=(m)因為俯斜墻

4、背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在墻身截面積=(m2)重量 =kN(一) 滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù)二采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動穩(wěn)定性，計算過程如下：基底傾斜角度= (度)Wn = (kN) En = (kN) Wt = (kN) Et = (kN)滑移力=(kN)抗滑力=(kN)滑移驗算滿足：Kc = 滑動穩(wěn)定 方程驗算：滑動穩(wěn)定方程滿足：方程值=(kN) 地基土摩擦系數(shù)=地基土層水平向：滑移力=(kN)抗 滑力=(kN)地基土層水平向：滑移驗算不滿足：Kc2 = 傾覆穩(wěn)定方程驗算：傾覆穩(wěn)定方程滿足：方程值=(kN-m) (三) 地基應(yīng)力及偏心距驗算基礎(chǔ)為天然地基，驗算墻底

5、偏心距及壓應(yīng)力取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基 承載力和偏心距 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力=(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=(kN-m)基礎(chǔ)底面寬度B =(m)偏心距e = (m)基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離Zn = (m)基底壓應(yīng)力：趾部=踵部 =(kPa)最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比=/ =作用于基底的合力偏心距驗算滿足：e=v=* = (m)墻趾處地基 承載力驗算滿足：壓應(yīng)力=(kPa)墻踵處地基承載力驗算滿足：壓應(yīng)力=(kPa)地基平均承載 力驗算滿足：壓應(yīng)力=(kPa)(四) 基礎(chǔ)強(qiáng)度驗算基礎(chǔ)為天然地基，不作強(qiáng)度驗算(五) 墻底截面強(qiáng)度驗算 驗算截面以上，墻身截面積=(m2)重量=kN相對

6、于驗算截面外邊緣，墻身重力 的力臂Zw = (m)相對于驗算截面外邊緣，Ey的力臂Zx = (m)相對于驗算截面外邊緣，Ex的力臂Zy = (m)容許應(yīng)力法:法向應(yīng)力檢算：作用于驗算截面的總豎向力=(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合 力作用力臂Zn = (m)截面寬度B = (m)偏心距e1 = (m)截面上偏心距驗算滿足:e1=* = (m) 截面上壓應(yīng)力：面坡二背坡=(kPa)壓應(yīng)力驗算滿足：計算值=(kPa)切向應(yīng)力檢算：剪應(yīng)力驗算滿足：計算值=(kPa)極限狀態(tài)法：重要性系數(shù)0二驗算截面上的軸向力組合設(shè)計值Nd = (kN)軸心力偏心影響系數(shù)晉=擋墻構(gòu)

7、件的計算截面每沿米面積A = (m2)材料抗壓極限強(qiáng)度Ra = (kPa)垢工構(gòu)件或材料的抗力 分項系數(shù)鋁二偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)獲二計算強(qiáng)度時：強(qiáng)度驗算滿足：計算值=(kN)計算穩(wěn)定時：穩(wěn)定驗算滿足：計算值=(kN)(六) 臺頂截面強(qiáng)度驗算土壓力計算計算高度為(m)處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=(度)按實際墻背計算得到：第1破裂角：(度)Ea= Ex= Ey=(kN)作用點高度Zy=(m)因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二 破裂面不存在墻身截面積=(m2)重量=kN強(qiáng)度驗算驗算截面以上，墻身截面積=(m2)重量=kN相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力

8、臂Zw =(m)相對于驗算截面外邊緣，Ey的力臂Zx = (m)相對于驗算截面外邊緣，Ex的力臂Zy = (m)容許應(yīng)力法:法向應(yīng)力檢算：作用于驗算截面的總豎向力=(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合 力作用力臂Zn = (m)截面寬度B = (m)偏心距e1 = (m)截面上偏心距驗算滿足:e1=* = (m) 截面上壓應(yīng)力：面坡=背坡=(kPa)壓應(yīng)力驗算滿足：計算值=(kPa)拉應(yīng)力驗算滿足：計算 值=(kPa)切向應(yīng)力檢算：剪應(yīng)力驗算滿足：計算值=(kPa)極限狀態(tài)法：重要性系數(shù)0二驗算截面上的軸向力組合設(shè)計值Nd = (kN)軸心力偏心影響系數(shù)晉二擋墻

9、構(gòu)件 的計算截面每沿米面積A = (m2)材料抗壓極限強(qiáng)度Ra = (kPa) 構(gòu)件或材料的抗力分項系數(shù) 鋁二偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)獲計算強(qiáng)度時：強(qiáng)度驗算滿足：計算值=(kN)計算穩(wěn)定時：穩(wěn)定驗算滿足：計算值=滑動穩(wěn)定 方程驗算：滑動穩(wěn)定方程滿足：方程值=(kN) 地基土摩擦系數(shù)=地基土層水平向：滑移力=(kN)抗滑力=(kN)地基土層水平向：滑移驗算滿足:Kc2 = (二) 傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾，墻身重力的力臂Zw = (m)相對于墻趾，上墻Ey的力臂Zx = (m)相 對于墻趾，上墻Ex的力臂Zy = (m)相對于墻趾，下墻Ey的力臂Zx3 = (m)相對于墻趾，下墻E

10、x 的力臂Zy3 = (m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=(kN-m)抗傾覆力矩=(kN-m)傾覆驗 算滿足：K0 = 傾覆穩(wěn)定方程驗算：傾覆穩(wěn)定方程滿足：方程值=(kN-m) (三) 地基應(yīng)力及偏心距驗算 基礎(chǔ)為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應(yīng)力取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基 承載力和偏心距 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力=(kN)作用于墻趾下點的總彎矩 基礎(chǔ)底面寬度B = (m)偏 心距e = (m)基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離Zn = (m)基底壓應(yīng)力：趾部=踵部=(kPa)最 大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比=/ =作用于基底的合力偏心距驗算滿足：=(kN-m)e= = * = (m)墻趾處地

11、基承載力驗算滿足：壓應(yīng)力=(kPa)墻踵處地基承載力驗算滿足：壓應(yīng)力=(kPa)地基平均承載力驗算滿足：壓應(yīng)力=(kPa)(四) 基礎(chǔ)強(qiáng)度驗算基礎(chǔ)為天然地基，不作強(qiáng)度驗算(五) 上墻截面強(qiáng)度驗算上墻重力Ws = (kN)上墻墻背處的 Ex = (kN)上墻墻背處的Ey = (kN)相對于上墻墻趾，上墻重力的力臂Zw = (m)相對于上墻墻趾，上墻Ex的力臂Zy = (m)相對于上墻 墻趾，上墻Ey的力臂Zx = (m)容許應(yīng)力法:法向應(yīng)力檢算：相對于上墻墻趾，合力作用力臂Zn = (m)截面寬度B = (m)偏心距e1 = (m)截面上偏心距驗算不滿足：= 截面上壓應(yīng)力：面坡=背坡=(kPa)

12、壓應(yīng)力驗算滿足：計 算值= (kPa)切向應(yīng)力檢算：剪應(yīng)力驗算滿足：計算值=(kPa)斜截面剪應(yīng)力檢算斜剪應(yīng)力驗算滿足：計算值=(kPa)極限狀態(tài)法：重要性系數(shù)0二驗算截面上的軸向力組合設(shè)計值Nd = (kN)軸心力偏心影響系數(shù)晉二擋墻構(gòu)件 的計算截面每沿米面積A = (m2)材料抗壓極限強(qiáng)度Ra = (kPa)垢工構(gòu)件或材料的抗力分項系數(shù)鋁=偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi) 的縱向彎曲系數(shù)獲二計算強(qiáng)度時：強(qiáng)度驗算滿足：計算值=(kN)計算穩(wěn)定時：穩(wěn)定驗算滿 足：計算值=(kN)(六) 墻底截面強(qiáng)度驗算 驗算截面以上，墻身截面積=(m2)重量=kN相對于驗算截面外邊緣，墻身重力 的力臂Zw = (m)

13、容許應(yīng)力法：法向應(yīng)力檢算：作用于截面總豎向力=(kN)作用于墻趾下點的總彎矩 相對 =(kN-m)于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn = (m)截面寬度B = (m)偏心距e1 = (m)截面上偏心距驗算滿足：e1=v=* = (m)截面上壓應(yīng)力：面坡二背坡=(kPa)壓應(yīng)力驗算滿足：計 算值=(kPa)切向應(yīng)力檢算：剪應(yīng)力驗算滿足：計算值=(kPa)極限狀態(tài)法：重要性系數(shù)0二驗算截面上的軸向力組合設(shè)計值Nd = (kN)軸心力偏心影響系數(shù)晉二擋墻構(gòu)件 的計算截面每沿米面積A = (m2)材料抗壓極限強(qiáng)度Ra = (kPa)垢工構(gòu)件或材料的抗力分項系數(shù)鎧二偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi) 的縱向彎曲系

14、數(shù)獲二計算強(qiáng)度時：強(qiáng)度驗算滿足：計算值=(kN)計算穩(wěn)定時：穩(wěn)定驗算滿足：計算值=(kN)(七) 臺頂截面強(qiáng)度驗算土壓力計算計算高度為(m)處的庫侖主動土壓力計算上墻土壓力無荷載時的破裂角=(度)按假想墻背計算得到：第1破裂角：(度)Ea= Ex= Ey=(kN) 作用點高度 Zy=(m)因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面存在：第2破裂角=(度)第1 破裂角=(度)Ea= Ex= Ey=(kN) 作用點高度 Zy=(m)計算下墻土壓力無荷載時的破裂角=(度)按力多邊形法計算得到：破裂角：(度)Ea= Ex= Ey=(kN) 作用點高度 Zy=(m)強(qiáng)度驗算驗算截面以上

15、，墻身截面積=(m2)重量=kN相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw = (m)容許應(yīng)力法：法向應(yīng)力檢算：作用于截面總豎向力=(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用 力臂Zn = (m)截面寬度B = (m)偏心距e1 = (m)截面上偏心距驗算滿足：e1=v=* = (m)截面上壓應(yīng)力：面坡二背坡=(kPa)壓應(yīng)力驗算滿足：計 算值=(kPa)切向應(yīng)力檢算：剪應(yīng)力驗算滿足：計算值=(kPa)極限狀態(tài)法：重要性系數(shù)0 =驗算截面上的軸向力組合設(shè)計值Nd = (kN)軸心力偏心影響系數(shù)晉=擋墻構(gòu)件的計算截面每沿米面積A = (m2)材料抗壓極限強(qiáng)度Ra =

16、 (kPa)垢工構(gòu)件或材料的抗力分項系數(shù)鋁=偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi) 的縱向彎曲系數(shù)獲二計算強(qiáng)度時：強(qiáng)度驗算滿足：計算值=(kN)計算穩(wěn)定時：穩(wěn)定驗算滿足：計算值=(kN)3、加筋土擋土墻原始條件墻身尺寸：墻身總高：(m)筋帶豎向間距是否不等：否單個筋帶厚筋帶水平方向間距：(m)筋帶豎直方 向間距：(m)筋帶長度豎向分段數(shù)：2分段序號高度(m)筋帶長(m)12筋帶序號筋帶寬(m)1234567891011121314151617181920物理參數(shù)：加筋土容重：(kN/m3)加筋土內(nèi)摩擦角：(度)筋帶容許拉應(yīng)力:(MPa) 土與筋帶之間的摩擦系數(shù)：加筋土浮容重：(kN/m3) 地基土浮重度：(

17、kN/m3)筋帶抗拔力計算調(diào)節(jié)系數(shù)：筋帶材料抗拉計算調(diào)節(jié)系數(shù)：筋帶材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：(MPa)筋帶材料抗拉性能的分項系數(shù)：擋土墻類 型：一般擋土墻 墻后填土內(nèi)摩擦角：(度)墻后填土粘聚力：(kPa)墻后填土容重：(kN/m3)地基土容重： (kN/m3)修正后地基土容許承載力：(kPa)地基土容許承載力提高系數(shù)：墻趾值提高系數(shù)：墻踵值提高系 數(shù)：平均值提高系數(shù)：墻底摩擦系數(shù)：地基土類型：土質(zhì)地基 地基土內(nèi)摩擦角：(度)坡線土柱：坡面線段數(shù)：2折線序號水平投影長(m)豎向投影長(m)1 0換算土柱數(shù)2 0地面橫坡角度：(度)墻頂標(biāo)高：(m)擋墻分段長度：(m)計算參數(shù)：穩(wěn)定計算目標(biāo)：給定圓心，半徑

18、計算安全系數(shù)圓心X坐標(biāo)：仲)圓心丫坐標(biāo):(m)半徑:(m)筋帶對穩(wěn)定的作用：筋帶力沿圓弧切線 內(nèi)部穩(wěn)定分析 采用方法：應(yīng)力分析法條分法的土條寬度：(m)墻后填土粘聚力：(kPa)墻體填土粘聚力:(kPa)地基 土粘聚力：(kPa) 土條切向分力與滑動方向反向時：當(dāng)作下滑力對待第1種情況：組合1組合系數(shù)：1. 擋土墻結(jié)構(gòu)重力分項系數(shù)=V2. 填土側(cè)壓力分項系數(shù)=V3 車輛荷載引起的土側(cè)壓力分項系數(shù)=V內(nèi)部穩(wěn)定性驗算采用應(yīng)力分析法(一) 應(yīng)力分析法筋帶號寬度總長度穩(wěn)定區(qū)豎向壓應(yīng)水平應(yīng)最大拉力抗拉力抗拔力(m) (m)長度(m)力(kPa)力(kPa)設(shè)計值(kN) (kN) (kN) 010203

19、0405060708091011121314151617181920單個筋帶結(jié)點抗拔穩(wěn)定滿足：拉力設(shè)計值=(kN)筋帶截面抗拉強(qiáng)度驗算滿足：拉力設(shè)計值=外部穩(wěn)定性驗算土壓力計算計算墻背處的庫侖主動土壓力按假想墻背計算得到：第1破裂角：(度)Ea= Ex= Ey=(kN) 作用點高度 Zy=(m)墻身截面積=(m2)重量=kN墻頂上的土重(包括超載)= (kN)重心坐標(biāo)，(相對于墻面坡上角點)墻頂上的土重(不包括超載)=(kN)重心坐標(biāo),(相對于墻面坡上角點)(一)滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù)=滑移力=(kN)抗滑力=(kN)滑移驗算滿足：Kc = 滑動穩(wěn)定方程驗算：滑動穩(wěn)定方程滿足：方程值=(k

20、N) Ea= Ex= Ey=(kN)作用點高度Zy=(m)(二) 傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾點，墻身重力的力臂Zw = (m)相對于墻趾點，墻土壓力 Ey的力臂Zx =(m)相對于墻趾點，墻土壓力 Ex的力臂Zy = (m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩=(kN-m)抗傾覆力矩=(kN-m)傾覆驗算滿足：K0 = 傾 覆穩(wěn)定方程驗算：傾覆穩(wěn)定方程滿足：方程值=(kN-m) (三) 地基應(yīng)力及偏心距驗算 基礎(chǔ)為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應(yīng)力作用于基礎(chǔ)底的總豎向力=(kN)作用于墻趾下點的總彎矩 墻計算寬度B = (m)偏心距e = (m)墻底面合力作用點距離墻趾點的距離 Zn = (m)

21、基底壓應(yīng)力：墻趾=墻踵=(kPa)最大應(yīng)力與最小應(yīng)力=(kN-m)之比=/ =作用于基底的合力偏心距驗算滿足：e= v= J (m)墻趾處地基承載力驗算滿足：壓應(yīng)力=(kPa)墻踵處地基承載力驗算滿足：壓應(yīng)力=(kPa)地基平均承載力驗算滿足：壓應(yīng)力=4、樁板式擋土墻原始條件：墻身尺寸：樁總長：(m)嵌入深度：(m)截面形狀：方樁 樁寬：(m)樁高：(m)樁間距：(m)擋土板的類 型數(shù)：2板類型號板厚(m)板寬(m)板塊數(shù)嵌入段土層數(shù)：1柱底支承條件：較接計算方法：M法土層序號土層厚(m)重 度 (kN/m3) M(MN/m4)1初始彈性系數(shù)A: (MN/m3)初始彈性系數(shù)A1: (MN/m3

22、)物理參數(shù)：樁混凝土強(qiáng)度等級：C40樁縱筋合力點到外皮距離：35(mm)樁縱筋級別：HRB335樁箍筋級別： HPB235樁箍筋間距:150(mm)板混凝土強(qiáng)度等級：C30板縱筋合力點到外皮距離：35(mm)板縱筋 級別：HRB335擋土墻類型：一般擋土墻 墻后填土內(nèi)摩擦角：(度)墻后填土粘聚力：(kPa)墻后填土 容重：(kN/m3)墻背與墻后填土摩擦角：(度)土壓力計算方法：庫侖坡線土柱：坡面線段數(shù)：2折線序號水平投影長(m)豎向投影長(m)換算土柱數(shù)1020地面橫坡角度：(度)墻頂標(biāo)高：(m)擋墻分段長度:(m)鋼筋混凝土配筋計算依據(jù)：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50010-2002)第1

23、種情況：組合1注意：內(nèi)力計算時，土壓力分項(安全)系數(shù)=土壓力計算計算高度為(m)處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=(度)第1破裂角：(度)(一) 樁身內(nèi)力計算計算方法：m法背側(cè)一一為擋土側(cè)；面?zhèn)纫灰粸榉菗跬羵?cè)。背側(cè)最大彎矩=(kN-m)距離樁頂(m)面 側(cè)最大彎矩=(kN-m)距離樁頂(m)12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940最大樁頂點號力=(kN) 距離樁頂(m)2_八移=107(mm)位移土反力距顏巨離彎矩剪力(r(kN-m) (kN) (mm) (kPa)107104102-99

24、-97-94-92-89-87-84-82-79-77-74-72七9-67-64-62-59-57-54-52-50-47-45-43-40-38-36-33-31-29-27-25-23-21-19-17-1541-1442-1243-1044945746647448349-1500293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293293背側(cè)縱筋箍筋(二) 樁身配筋計算點號距頂距離面?zhèn)瓤v筋(m) (mm2) (mm2) (mm2)1384830002300038

25、483300038484300038485300038486300038487300038488300038489300038481030003848113000384812300038481330003848143000384815300038481630003848173000384818300038481930003848203000384821300038482230003848233000384824300038482530004252263000476527300053202830005917293000655930300072483130007987323000877929333

26、30009628293343000104332933530001114529336300011725293373000121392933830001235929339300012367293403000121522934130001171129342300011047293433000101722934430009103293453000786229346300064762934730004975293483000384829349300038482935038483000293(三) 擋土板內(nèi)力配筋計算單塊板全部縱筋面積(mm2)板類型 板厚 板下緣距頂最大土壓力單塊板彎矩 號(mm)距離(m) (kPa) (kN-m)1 200 4372 200 7625、錨桿式擋土墻原始條件：墻身尺寸：墻身總高：(m)肋柱的寬：(m)肋柱的高：(m)肋柱的間距：(m)擋土板的類型數(shù)：2板類型號板厚(m)板寬(m)板塊數(shù)1828錨桿數(shù)：3錨桿序號距頂距離(m)入射角(度)自由段長度(m)錨固段長度(m)12鋼筋直徑：20(mm)錨孔直徑:100(mm)柱底支承條件：較接物理參數(shù)：立柱混凝土強(qiáng)度等級：C30鋼筋縱筋合力點到外皮距離：35(mm)立柱縱筋級別： HRB335立柱箍筋級別：HPB235立柱箍筋