懸臂式擋土墻設計全解

1、懸臂式擋土墻工程實例 成都市三環(huán)路與鐵路立交工程設計路段為K23+385.728K23+486.726右幅快車道；已知，填方最大高度5米，地基承載力設計值s=150kpa,墻身設計高度H=4m；填土標準重度g=18KN/m3，填土表面均布荷載q=10KN/m2,填土內(nèi)摩擦角=35。,底板與地基摩擦系數(shù)f=0.3,墻身采用C20混凝土，HRB335鋼筋。一、 截面選擇選擇懸臂式擋土墻。尺寸按懸臂式擋土墻規(guī)定初步擬定，如圖所示根據(jù)規(guī)范要求H1=H=400mm, H2=H-H1=3600mm, H0=810mm,b=250mm,B=0.8H=3200mm；地面活荷載q的作用，采用換算立柱高： B3的

2、初步估算： B1 =B-B3-B2=3200-2230-470=500mm 二、 荷載計算1.土壓力計算由于地面水平，墻背豎直且光滑，土壓力計算選用朗金理論公式計算：地面處水平壓力：sA=gH。*Ka=180.271=2.71 kpa懸臂底B點水平壓力：sB=g(H。+H2) Ka =18(+3.6)0.271=20.27 kpa 底板c點水平壓力：sc =g(H。+ H2 + H1 )Ka =18(+3.6+0.4)0.271=22.22 kpa 土壓力及合力作用點位置：Ea1=sA H2 =2.713.6=9.76 KN/m；Za1= + H1 =2.2 mEa2=(sB-sA)H=（20

3、.27-2.71）3.6=31.61 KN/m；Za2= H2 + H1 =1.6 mEa3= (sc -sA)H= (22.22-2.71)4=39.02 KN/m；Za3= （H1 + H2）=1.333 m2豎向荷載計算（1）立臂自重力鋼筋混凝土標準容重k 25kN/m3，其自重力G1k=(3.6+0.81)25=39.69 KN/m X1=0.5+0.224.410.50.22+0.254.41(0.22+0.125)(0.50.224.41+0.254.41) =0.7844 m（2）底板自重力G2k=(0.5+0.47+2.23) 0.425=32 KN/mX2=1.6 m（3）地

4、面均布活載及填土的自重力G3k=(q+H2)B1 =(10+183.6) 2.23=166.81 KN/m X3=0.5+0.47+=2.085 m三、抗傾覆穩(wěn)定驗算穩(wěn)定力矩=39.690.7844+321.6+166.812.085=430.13 KN*m/m傾覆力矩 Mqk=Ea1*Za1+Ea3*Za3=9.672.2+39.021.333=73.49 KN*m/m 故穩(wěn)定四、抗滑穩(wěn)定驗算豎向力之和Gk=Gik=39.69+32+166.81=238.50 KN/m抗滑力Ff=Gk*f=238.500.3=71.55 KN/m滑移力E= Ea1+ Ea3=9.76+39.02=48.78

5、 KN/m 故穩(wěn)定五、地基承載力驗算地基承載力采用設計荷載，分項系數(shù)：地面活荷載r11.30；土荷載r21.20；自重r31.20。基礎底面偏心距e0，先計算總豎向力到墻趾的距離：MH =1.3Ea1*Za1+1.Ea3*Za3=1.39.762.2+1.239.02 1.333e0=90.33 KN/mGk=1.2 (39.69+32+18 3.6 2.23 2.085) =288.42 KN/mMv=1.2 (39.690.7844+321.6+183.62.232.085)+1.3（102.232.085）=520.79 KN*m/m偏心距e=1.49 m =-e=-1.49=0.11

6、m=0.53 m地基壓力smax =(1+6)=108.72 kpasmin =(1-6)=71.54 kpasmax =108.72 s=150 kpa故地基承載力滿足要求.六、結(jié)構(gòu)設計立臂與底板均采用C20混凝土和HRB335級鋼筋，查表得fcd 9.2 Mpa，ftd 1.06 Mpa，ftk=1.54 Mpa, Ec=2.55104 Mpa, fsd 280 Mpa，f1sd=280 Mpa , Es 2105 Mpa（1） 立臂設計底截面設計彎矩 M=1.39.76+1.231.61=68.36 KN*m/m 標準彎矩 Mk=9.76+31.61=55.50 KN*m/m 有效高度

7、h0=250-30=220 mm由fcd*b*X= fsd*As得X=0.03As其中混凝土保護層厚度C=30 mmM= fsd* As*(250-30-)代入化簡得：0.0152 A2s-220 As+244143=0即As=13257 mm2（舍），As=1217 mm2取f16165鋼筋，As=1219 mm2 裂縫驗算= 最大裂縫寬度不滿足，改用f16125鋼筋，As=1609 mm2故裂縫寬度滿足要求墻踵板根部D點設計彎矩： 墻趾板根部B點設計彎矩：標準彎矩計算，由前面計算可知，標準荷載作用時： 此時地基壓力： 墻踵板強度設計：混凝土保護層厚度C=30 mm，有效高度h0=400-30=370 mm,b=1000 mm 同理受壓區(qū)高度X=0.03As = fsd* As*(370- ) 代入化簡得：0.015 A2s-370As+