重力式擋土墻課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、重力式擋土墻重力式擋土墻課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(1)了解設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定工作計(jì)劃，查閱資料。(2)按公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD30-2021)“5.4擋土墻”一節(jié)，采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行重力式擋土墻設(shè)計(jì)；(3)根據(jù)指導(dǎo)教師的要求，采用指定的初始條件進(jìn)行設(shè)計(jì)：重力式擋土墻的設(shè)計(jì)計(jì)算按所選方案手算；(4)在設(shè)計(jì)說明書(設(shè)計(jì)報(bào)告書)中應(yīng)畫計(jì)算圖，采用A4紙打印設(shè)計(jì)報(bào)告書。(5)出圖：重力式擋土墻，繪制構(gòu)造及鋼筋布置圖。重力式擋土墻設(shè)計(jì)報(bào)告書主要內(nèi)容(一)初始條件：(1)漿砌片石重力式仰斜路堤墻，墻頂填土邊坡1:1.5,墻身縱向分段長度為10m；路基寬度26ml路肩寬度3.0m；基底傾斜角”0:tanPi(KN

2、)=0.190,取汽車荷載邊緣距路肩邊緣d=0.5m；(3)設(shè)計(jì)車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值按公路-I級(jí)汽車荷載采用，即相當(dāng)于汽車超20級(jí)、掛車120(驗(yàn)算荷載)；(4)墻后填料砂性土容重C2=18kN/m,填料與墻背的外摩擦角(Pi/P)4.35許承載力(T0=250kPa；=0.5u;粘性土地基與漿砌片石基底的摩擦系數(shù)=0.30,地基容(5)墻身采用2.5號(hào)砂號(hào)砌25號(hào)片石，土虧工容重Yk=22kN/m,容許壓應(yīng)力合計(jì)：N1=EC1C2n1,容許剪應(yīng)力刀=,容許拉應(yīng)力(Pi/P)(6)以下設(shè)計(jì)參數(shù)區(qū)別為每人一題，根據(jù)指導(dǎo)教師的安排指定采用(對所采用的參數(shù)值打標(biāo)記)：墻后砂性土填料的內(nèi)摩擦角u：34

3、76;墻面與墻背平行，墻背仰斜坡度(1:n):1:0.25墻高H:10m墻頂填土高a:3.0m(二)要求完成的主要任務(wù)：按公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD302021)“5.4擋土墻”一節(jié)，采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)：(1)車輛荷載換算；(2)計(jì)算墻后主動(dòng)土壓力Ea及其作用點(diǎn)位置；(3)設(shè)計(jì)擋土墻截面，墻頂寬度和基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合規(guī)范要求。進(jìn)行抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算及抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算；(4)基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算與地基承載力驗(yàn)算；(5)擋土墻正截面強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算。重力式擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻墻高H=10m取基礎(chǔ)埋置深度D=1.5m,擋土墻縱向分段長度取L=10路基寬度26m,路肩寬度3.0m；墻面與墻背平行，墻背仰

4、斜，仰斜坡度1:0.25,=14.03°,墻底(基底)傾斜度tana0=0.190,傾斜角“0=10.76°墻頂填土高度a=3.0m,填土邊坡坡度1:1.5,H1(2.0m2.2m戶arctan(1.5)H2(0.9m1.1m)=33.69°,車荷載邊緣距路肩邊緣d=0.5m墻后填土砂性土內(nèi)摩擦角u=34,填土與墻背外摩擦角B=u/2=17°,填土容重丫=18kN/m；粘性土地基與漿砌片石基底的摩擦系數(shù)=0.30；墻身采用2.5號(hào)砂號(hào)砌25號(hào)片石，墻身砌體容重丫k=22kN/m,砌體容許壓應(yīng)力Ab=1.0=600kPa,砌體容許剪應(yīng)力r=100kPa,砌

5、體容許拉應(yīng)力口=60kPa;地基容許承載力bR=(rsp/Ks=250kPa。2 車輛荷載換算q14h0=0.78m3 主動(dòng)土壓力計(jì)算3.1 計(jì)算破裂角0ab+2h0(b+d)H(H+2a+2h0)tana(H+a)(H+a+2h0)3X4.5+2X0.78X(4.5+0.5)10X(10+2X3+2X0.78)tan(14.03°)(10+3)X(10+3+2X0.78)co=+a+B=34°14.03°+17°=36.97°tan3±+tan3)(tan3+A)tan36.97°±(cot34°+ta

6、n36.97°)(tan36.97°+0.344)=0.81290=39.10°墻底到路肩的水平距離為3.75m,路肩寬3m,墻底至破裂面與路基交點(diǎn)距離為(7+2.5)X0.86=8.17m,3+3.75=6.75<8.17破裂面交于荷載內(nèi)進(jìn)行計(jì)算。直線形仰斜墻背，且墻背傾角a較小，不會(huì)出現(xiàn)第二破裂面。3.2 計(jì)算主動(dòng)土壓力Ea及其作用點(diǎn)位置3.2.1計(jì)算主動(dòng)土壓力Ea=0.89mtan0+tana0.81290.25batan04.53x0.8129h3=3.66mtan0+tana0.81290.25cos(0+)tan0+tana)sin(0+w)co

7、s(39.10°+34°)tan39.10°=+tan(14.03°)sin(39.10°+36.97°戶0.168h1=Hh2h3=100.893.66=5.45mKa=h32hh2a(1)+021H2HH2<33.662X0.78X5.45=1+(1)+102X10100=1.58TH2KaK1=<18X100X0.168x1.58=238.896mEx=Eacos(a+B)=91.02xcos(17°14.03°)=90.9mEa=Ey=Easin(a+B)=91.02Xsin(17°1

8、4.03°)=4.72m3.2.2計(jì)算主動(dòng)土壓力的合力作用點(diǎn)位置Ha(HZx=+h3)2+h0h1(3h12H)3H2K1103X(103.1)2+0.78X5.45X(3X5.452X10)33x100X1.58=3.60mB=b1+b1tanatana0=1.7+1.7xtan(14.03°)X0.190Zy=BZxtana=1.61+2.55x0.25=2.25m墻底(基底)傾斜，需把求得的Zx、Zy修正為Zx1、,即：Zx1=Zxb1tana0,=b1Zx1tana(見“附錄”的圖)Zx1=Zxb1tana0=2.551.7x0.190=2.18mZy1=b1Zx1

9、tana=1.72.18xtan(14.03°)=2.24m3.3 被動(dòng)土壓力墻前的被動(dòng)土壓力忽略不計(jì)。偏于安全。4 擋土墻計(jì)算只對荷載組合II進(jìn)行計(jì)算。4.1 擬定擋土墻頂寬經(jīng)試算，取擋土墻頂寬為b1=1.6m4.2 抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算墻身體積計(jì)算：V1=b1(Hb1tana0)=1.6x(101.6x0.190)=15.51m3V2=0.5b1tana0=0.5x1.62x0.190=0.24m3V=V1+V2=15.51+0.24=15.75m3墻身自重計(jì)算:G1=VT=15.51X22=341.22kN,G2=VT=0.24X22=5.28kN,=G1+G2=341.22+5.

10、28=346.5kN1.1G+y抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算：(Ey+Extana0)+(1.1G+TQ1Ey)tan50=1.1X240.9+1.4X(4.72+90.9X0.190)X0.3+(1.1X240.9+1.40X4.72)X0.1901.40X90.9=13.08>0墻身自重力臂計(jì)算：(ZG1=0.5(Hb1tana0)n+b1=0.5x101.6x0.190)x0.25+1.6=2.01ZG2=1/2+1/3(1/2tanatana0)b1=0.5+(0.5+0.047)x1.6=1.09(GZ+G2ZG2)(341.22X1.65+5.28X1.09)ZG=1G1=1.64N=G1

11、+G2+Ey=346.5+4.72=351.22kN抗滑穩(wěn)定系數(shù)：N+Extana0351.22+90.9X0.190X0.3KC=1.57>1.3ExNtana090.9351.22x0.190滿足要求4.3 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算0.8GZG+rQ1(EyZy1ExZx1)=0.8X346.5X1.63+1.4X(4.72X2.2590.9X2.55)抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：G1ZG1+G2ZG2+EyZy1341.22X1.65+5.28X1.09+4.72X2.2490.92.18=2.92>1.54.4基底合力偏心距驗(yàn)算N至墻趾A的距離G1ZG1+G2ZG2+EyZy1ExZx1341.22X1.65+5.28X1.09+4.72X2.2490.9X2.18基底合力偏心距e0=ZN=0.95=0.145;6eN351.226X0.035(1+0)=x(1+)=246.6