衡重式擋土墻設(shè)計(jì)

1、1.1 擋土墻設(shè)計(jì)1.1.1 擋土墻的類型擋土墻具有阻擋墻后土體坍滑， 保護(hù)與收縮邊坡等功能。 在路基工程中， 擋 土墻常用來防止路基填土或挖方坡體變形失穩(wěn)， 克服地形限制或地物干擾， 減少 土方量或拆遷和占地面積， 避免填方侵占河床和水流沖淘岸坡， 整治滑坡等病害。按照墻的設(shè)置位置，路基擋土墻可分為路肩墻、路堤墻和路塹墻等。擋土墻按結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)的不同可劃分為重力式、 薄壁式、錨固式、 垛式和 加筋土式等。重力式擋土墻驗(yàn)算現(xiàn)擬定采用俯斜衡重式路堤墻。墻高H=15.9m,上墻出=6.4口，墻背俯斜1:0.33 ( , = 18o15'),衡重臺(tái)寬 d=1.0m,下墻 H2=9.5m，墻

2、背仰斜 1:0.25 ( 2 = 14O02' ) $ 0.5m墻面坡度1:0.05,墻身分段長度按沉降伸縮縫的要求進(jìn)行。取此處擋土墻為例，驗(yàn)算擬定尺寸是否滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性等要求。山坡基礎(chǔ)為砂、頁巖，查得摩阻系數(shù) f 0.6 ，地基容許承載力 0 800kPa 填土邊坡為1: m = 1: 1.5,路基寬度為12米。墻背填料為就地開挖礫石土，容 重為 =18.6KN/m3，內(nèi)摩阻角35。墻體用50號(hào)砂漿砌片石，容重為=22.5KN /m3，容許壓應(yīng)力a 600kPa ,容許剪應(yīng)力j 500kPa ,外摩阻角S=/2=17.5 ° .穩(wěn)定系數(shù)：滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù) Kc=1.3,Ko=

3、1.5. 。計(jì)算圖示見圖 4圖7.2衡重式擋土墻計(jì)算圖示、上墻土壓力計(jì)算設(shè)計(jì)荷載采用公路U級(jí)，采用雙車道布置，選取分段長度L=12m ,車輛荷載換算等代土層高度為h0_G200 4boL18.6 5.5 120.651，分布寬度取5.5m。同理，驗(yàn)算荷載用掛車車輛荷載換算等代土層咼度為ho = 0.75m,分布寬度為5.5 m 。1、計(jì)算破裂角，判斷是否出現(xiàn)第二破裂面假象墻背傾角為:tan 1HJan ,diH16.4 0.33 1.06.40.5681 29 30假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)，按道路工程中表 5 - 28第一類公式:i 145/24535 /227.5tan 10.521驗(yàn)算破裂面位

4、置：第一破裂面距墻頂內(nèi)緣：Hdtan i tan J b0 5.5m,破裂面交于荷載而11，故外，與假設(shè)不相符，需要另外采用公式。由于破裂面交于荷載外 出現(xiàn)第二破裂面。2、計(jì)算第二破裂面上的主動(dòng)土壓力K1COS( i ) sin( i i5 (tan i tan J 0.6042h°h2H122 0.75 3.81.146.42主動(dòng)土壓力:E112E1 sin( iH1KK118.6 6.420.604262.29 sin (27.5E1XE1 cos( i262.29 cos(27.51.1435 )262.29kN232.65kN35 )121.11kN對(duì)上墻的力臂:Z1xnH2

5、 b2d1乙Ytan i)Z1Y0.05 9.5 3.43 1 2.35 0.25 4.33mH1 h0h2(4H1 3h2)23 3H1 K16.40.75 3.8(4 6.4 3 3.8)33 6.42 1.142.35m3，上墻實(shí)際墻背上的土壓力E；:E1XE1X 121.11kN1yE1X tan 1121.11 0.3339.97kN對(duì)上墻O1的力臂：1Z1xH12.13m1x 31、下墻土壓力計(jì)算采用力多邊形法(1)對(duì)于汽車設(shè)計(jì)荷載求破裂角2假設(shè)破裂角交于荷載外，貝U：tan 2 tantan )(tanBoRsi n( i)A A sin cos0.66923517.514.03

6、38.47ta n3 =0.794A1尹2 H1)2126.41B°1尹2(出2H1)tan 2-H212tann 1 l0 d H1 (tan 1 tan 1) h0 12,20R1E1X121.11263.28cos(1)cos(3527.5 )2 33.80驗(yàn)算破裂面位置5.5mH tan 2 H2 tan 2 H,tan ,15.9 0.699 9.5 0.256.4 0.64212.54 b0破裂面交于荷載之外，與原假定相符，故采用公式正確。計(jì)算土壓力E2cos( 2sin( 21')2(A°tan 2 Bo) R1sin( 2)sin( 2)0.3620

7、.10918.6(126.410.642 12.20)263.280.9520.9522XE2 cos(22)458.99 cos(14.0317.5 )2yE2 sin(22)458.99 sin( 14.0317.5 )H2U01dH1(tan 1tan JE458.99kNE458.15kN /mE27.78kN /m(H1 H2) tan 2 H2 tan 2 H1 tan 12.77(m)2X32H 2 3H 1 H 2 3hohi(2H 1 hi)3 H 2 (H 2 2H i)2hohi329.539.56.430.755.54(29.55.54 )三、墻身截面計(jì)算3 9.5(9

8、.526.4)20.755.54Z2y B Z2X tan 23 5.62 0.254.41m0.74 .m經(jīng)試算后，取墻頂寬b1 1 m,則上墻底寬b2 3.43m，下墻底寬B= 1.54m o1,墻身自重及對(duì)墻趾的力臂每延米上墻重及對(duì)墻趾力臂1W12 kH1(b1 6)Zw1 n H2 直b| b21-22.5 6.4 4.432b22 (2b1b2) n*318.96kN/m3( bib2)1.82m每延米下墻及對(duì)墻趾的力臂ZW212B2 B(b2 d1) (b2 d1)2K H 2 ( d1 b2 B)22.52(b29.5 (1 3.43d1)B1.54)638.04kN /m3(

9、B b2 djnH21.04m第二破裂面與墻背之間的土重及力臂對(duì)于汽車設(shè)計(jì)荷載d2 H 1(ta n 1 tan1W3- H1(d1d2)21)26.418.6(0.6426.4 (10.521)0.77m0.77)105.35kN /m其中，對(duì)墻趾的力臂:ZW3 n(H1 H 2) bi H1tan0.05 15.9 1 6.4 0.33 垃2d1(2d2 dJHJa n 13(d2 dj1 0.77 12 (2 0.77 1)6.4 0.333 1.77d22d1d20.795 1 1.98 0.573.21miv 土楔上的荷載重及力臂對(duì)于設(shè)計(jì)荷載汽一20h°b°Lh&

10、#176;d280018.618.6Z w4n(H1H2)0.65112 5.50.651 0.779.32kN/m1b1-d20.05 15.9 120.7712.18m2穩(wěn)定性及強(qiáng)度計(jì)算1、汽車設(shè)計(jì)荷載1)抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算/(W1 W2K cW3W4E1Y E2Y ) fE1XE2X318.96 638.04 105.359.32 232.6527.28121.11458.150.61.381.3滿足抗滑穩(wěn)定性要求。2 )抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算E2YZ2YW1 Zw1 W2ZW2 W3ZW3 W4ZW4 E1YZ1YK0E1X (Z1X H 2) E 2X Z2X318.96 1.82 638.0

11、4 1.04105.35 3.219.32 2.18 232.65 4.33 27.78 4.41121.11 (2.35 9.5) 458.15 0.741.541.5滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。3)偏心距及基底應(yīng)力驗(yàn)算ZnMy(W由道路工程表5B3e Zn 22因此基地應(yīng)力按偏心荷MxEYT33知,1.192732.44 177431 1.19798.76當(dāng)?shù)鼗鶠槭|(zhì)較差 的砂頁互巖地基時(shí)，e01.2 ,即:B0.31m 1.2( 0.6m)6載作用下應(yīng)力計(jì)算：maxA W798.763 0.56、(1 )3 3415.36kPa0 800kPa滿足要求。截面應(yīng)力驗(yàn)算已知作用于上墻墻后土體第二破

12、裂面上的土壓力Ei及水平分力Eix，上墻實(shí)際墻背上的土壓力E；為:E1XE1X 121.11kNE1yE1X tan 1 121.11 0.33 39.97kN對(duì)上墻。1的力臂:Z1x1-H12.13m3選上墻墻底水平截面驗(yàn)算:Z1Yb? Z1 x ta n 14.5 2.13 0.33 3.79meib?Znb2W1 (ZW1nH2)E1YZ1XE1X Z1YW1E1Y0.96m 0.3b2( 1.03m)0.75盲(0.43m)maxminW1E1Yb2(1雯）318.96 39.973.43(16 0.96、3.43)280.36 a ( 600kPa)71.161 ( 60kPa)Ex 121.11b23.4335.31kPaj ( 500kPa)2、對(duì)于驗(yàn)算掛車荷載按上述相同的方法與步驟，以掛車驗(yàn)算荷載計(jì)算。結(jié)果如下:E1 =340.65kN;E2=1008.31kN;Kc=1.49