擋土墻計(jì)算書(共19頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上省道S206重力式擋土墻設(shè)計(jì) 專業(yè)：土木工程 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 二零一七年六月XXXXXXX大學(xué)建筑工程學(xué)院土木系道橋方向?qū)Ｐ?專注-專業(yè)目錄1、 設(shè)計(jì)資料1.1基礎(chǔ)資料 省道S313，路基寬12米，路面寬9米，兩側(cè)路肩寬各1.5米。在樁號(hào)K5+100-K5+200路段為填方路段，填方邊坡坡度1：1.5。為了保證路堤邊坡穩(wěn)定，少占地拆遷，故設(shè)置路堤擋土墻，擬采用重力式擋土墻。最大墻高見表1。表1 擋土墻相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)墻背形式墻背斜度擋墻高度（m）擋墻以上邊坡高度俯斜無擴(kuò)大基礎(chǔ)前墻垂直1:0.256a=0 墻高、墻背仰斜坡度等初始擬定的尺寸詳見表1所示，擋土墻頂寬1

2、米，基底水平。擋土墻分段長(zhǎng)度為12-20米不等，初始擬定的擋墻斷面形式如圖1所示。圖1 初始擬定的路肩式擋土墻斷面示意圖1.土質(zhì)情況詳見表2 所示。表2 墻背填土及地基設(shè)計(jì)參數(shù)重度（kNm）內(nèi)摩擦角（）填土與墻背間的內(nèi)摩擦角（）地基容許承載力【】基底摩擦系數(shù)f19.840.5205100.55 2.墻身材料： 詳見表3所示。表3 墻身材料設(shè)計(jì)參數(shù)砌體重度（kNm）砌體容許壓應(yīng)力【】砌體容許剪應(yīng)力【】2134090 3.參數(shù) 1、擋土墻前的被動(dòng)土壓力不計(jì)算；擋土墻上暫不考慮欄桿作用。 2、車輛荷載換算，按照墻高確定附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行換算，墻高小于2米時(shí)，取20kN/，墻高大于10米時(shí)，取10kN/

3、，墻高在2-10米之間時(shí)，附加荷載強(qiáng)度用直線內(nèi)插法計(jì)算。 3、按照最小墻高1.5米，最大墻高如表1所示，頂面高度相同，擋墻設(shè)置長(zhǎng)度100米，擋土墻分段長(zhǎng)度可以取1220米不等，繪制擋土墻立面布置示意圖，并標(biāo)明泄水孔、沉降縫等設(shè)施。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)1.擋土墻課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2.公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D30-2015 3.路基路面工程（第四版）黃曉明，人民交通出版社股份有限公司，20142、 初擬擋土墻結(jié)構(gòu)形式和尺寸表1 擋土墻相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)墻背形式墻背斜度擋墻高度（m）擋墻以上邊坡高度俯斜無擴(kuò)大基礎(chǔ)前墻垂直1:0.256a=0 墻高、墻背仰斜坡度等初始擬定的尺寸詳見表1所示，初擬擋土墻頂寬1米，基底

4、水平。擋土墻分段長(zhǎng)度為12-20米不等，初始擬定的擋墻斷面形式如圖1所示。圖2 初始擬定的路肩式擋土墻斷面示意圖3、確定車輛荷載 1.可按表3-1確定車輛荷載，當(dāng)墻高H=2-10米時(shí)，q由線性內(nèi)插法確定。3-1 附加荷載強(qiáng)度墻高H（m）q(kN/m2)墻高H（m)q(kN/m2)20.010.0 故 2.荷載當(dāng)量土柱高度計(jì)算 墻高6m，按墻高確定附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。 式中： 墻后填土重度 附加荷載強(qiáng)度4、破裂棱體位置確定4.1破裂角的計(jì)算4.2驗(yàn)算破裂面是否交于荷載范圍內(nèi) 破裂棱體長(zhǎng)度： 車輛荷載分布寬度： 所以,即破裂面交于荷載范圍內(nèi)，符合假設(shè)。5、土壓力計(jì)算5.1土壓力計(jì)算根據(jù)路堤擋土墻

5、破裂面交于荷載內(nèi)部的土壓力計(jì)算公式：5.2土壓力作用點(diǎn)位置計(jì)算 表示土壓力作用點(diǎn)到墻踵的垂直距離。土壓力對(duì)墻趾力臂計(jì)算基底水平，土壓力對(duì)墻趾的力臂：6、穩(wěn)定性驗(yàn)算6.1受力分析圖6-1 受力分析圖6.2抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 擋土墻按單位長(zhǎng)度計(jì)算，為方便計(jì)算，從墻趾處沿豎直方向把擋土墻分為倆部分，右部分為三角形，左部分為矩形。 6.2.1 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算基底水平（），驗(yàn)算公式：式中：G擋土墻自重力 墻背主動(dòng)土壓力的水平與垂直分力 墻前被動(dòng)土壓力的水平與垂直分力，當(dāng)浸水擋土墻時(shí)，=0； 基底傾斜角； 基底摩擦系數(shù)，可通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定； 主動(dòng)土壓力和墻前被動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)；6.2.2抗滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)式中：

6、 N作用于基底上合力的豎向力（KN），浸水擋土墻應(yīng)計(jì)浸水部分的浮力; 墻前被動(dòng)土壓力水平分量的0.3倍。所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求6.3抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算6.3.1抗傾覆穩(wěn)定性方程 式中：墻身、基礎(chǔ)及其上的土重力重心及作用于墻頂?shù)钠渌奢d的豎向力合力重心到墻趾的水平距離。墻后主動(dòng)土壓力垂直分力作用點(diǎn)到墻趾的水平距離；墻后主動(dòng)土壓力水平分力作用點(diǎn)到墻趾的垂直距離；墻前被動(dòng)土壓力的水平分量到墻趾的距離。6.3.2抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù) 所以滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。 6.4基底應(yīng)力和合力偏心矩驗(yàn)算 6.4.1 合力偏心矩計(jì)算 上式中，彎矩為作用與基底形心的彎矩，所以計(jì)算時(shí)，先計(jì)算對(duì)形心的力臂： 根據(jù)前面計(jì)算的對(duì)墻

7、趾的力臂，可以計(jì)算對(duì)形心的力臂。 所以基底合力偏心矩滿足規(guī)范規(guī)定。 6.4.2 基底應(yīng)力計(jì)算 所以基底應(yīng)力滿足要求。 6.5墻身截面應(yīng)力計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取1/2墻高處進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，當(dāng)構(gòu)件采用分項(xiàng)安全系數(shù)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計(jì)值，應(yīng)小于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值。 1、強(qiáng)度計(jì)算 按每延米墻長(zhǎng)計(jì)算：式中：設(shè)計(jì)軸向力（KN)重要性系數(shù)，取荷載組合系數(shù)，取=1.0分別為恒載（自重及襟邊以上土重）引起的軸向力（KN)和相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。主動(dòng)土壓力引起的軸向力（KN)被動(dòng)土壓力、水浮力、靜水壓力、動(dòng)水壓力、地震力引起的軸向力。以上各項(xiàng)軸向力的分項(xiàng)系數(shù)?？沽Ψ猪?xiàng)系數(shù)材料極限抗壓強(qiáng)度（KPa)A

8、擋土墻構(gòu)件的計(jì)算截面面積。軸向力偏心系數(shù)，按下式計(jì)算：所以，滿足,故強(qiáng)度滿足要求。2、 穩(wěn)定計(jì)算因?yàn)?，故為矮墻。可取所以，滿足穩(wěn)定性要求。7、 改善措施7.1改善措施 進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)全部滿足要求，故不需要再做改善。確定擋墻高6米，墻背仰斜坡度1:0.25，頂寬1.5m；墻背填土重度19.8kN/m³，內(nèi)摩擦角40.5°，填土與墻背間摩擦角20°；地基為巖石，地基容許承載力510KPa，基底摩擦系數(shù)f=0.55，砌體重度21kN/m³，砌體容許壓應(yīng)力340kPa，容許剪應(yīng)力90kPa。擋土墻尺寸如圖7-1所示：圖7-1改善后的擋土墻尺寸圖進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)

9、滿足要求，具體在第6章已經(jīng)驗(yàn)算，故不需要再做改善。7.2工程數(shù)量表表7-1工程數(shù)量表墻高（m）斷面尺寸（m）M7.5漿砌片石（）HBb6631.54.848、附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)8.1泄水孔設(shè)計(jì)通常在非干砌擋土墻身的適當(dāng)高度處設(shè)置一排或數(shù)排泄水孔，如圖8-1所示。泄水孔尺寸可根據(jù)泄水量大小分別采取5cm10cm、10cm10cm、15cm20cm的方孔，或直徑為510cm的圓孔。對(duì)重力式擋土墻應(yīng)沿墻高和墻長(zhǎng)設(shè)置泄水孔，泄水孔應(yīng)具有向墻外傾斜的坡度，其間距一般為2.03.0m，上下交錯(cuò)設(shè)置。最下排泄水孔的底部應(yīng)高出地面0.3m，泄水孔的進(jìn)水側(cè)應(yīng)設(shè)反濾層，厚度不應(yīng)小于0.3m。在最下排泄水孔的底部，應(yīng)設(shè)

10、置隔水層。當(dāng)墻背料為非滲水性土?xí)r，應(yīng)在最底排泄水孔的底部至墻頂以下0.5m高度內(nèi)，填筑厚度不小于0.3m的砂礫石豎向反濾層，反濾層的頂部應(yīng)以0.3-0.5m厚的不滲水材料做封閉。故泄水孔尺寸為，每3m布置一個(gè)，泄水孔高出地面30cm。如下圖所示： 圖81 排水設(shè)施示意圖8.2沉降縫與伸縮縫重力式擋土墻，一般沿墻長(zhǎng)1015m或與其他建筑物連接處應(yīng)設(shè)置伸縮縫。擋土墻高度突變或基底地質(zhì)、水文情況變化處，應(yīng)設(shè)置沉降縫伸縮縫與沉降縫可全高設(shè)置，其寬度宜取0.020.03m，縫內(nèi)沿墻內(nèi)外頂三邊填塞瀝青麻筋或?yàn)r青木板，塞入深度不應(yīng)小于0.15m。當(dāng)墻背為填石且凍害不嚴(yán)重時(shí)，可僅留空隙，不塞填料。故路肩墻墻體間隔20m設(shè)置沉降縫一道，按折線布置時(shí)，轉(zhuǎn)折處設(shè)沉降縫，其寬度取0.02m?？p內(nèi)用瀝青麻絮嵌塞，塞入深度不小于0.15m。8.3墻厚排水層墻背均應(yīng)設(shè)置50cm厚的砂礫透水層，并做土工布封層，排水管3%的橫坡