擋土墻的計算方法

擋土墻計算方法擋土墻的形式多種多樣，按結(jié)構(gòu)特點可分為：重力式、衡重式、輕型式、半重力式、鋼懸臂式、扶壁式、柱板式、錨桿式、錨定板式及垛式等類型。當墻高V時，采用重力式擋土墻，可以發(fā)揮其形式簡單，施工方便的優(yōu)勢。所以這里只介紹應用最為廣泛的重力式擋土墻的設計計算方法。一：基礎資料1.填料內(nèi)摩擦角。當缺乏試驗數(shù)據(jù)時，填料的內(nèi)摩擦角可參照表一選用。表一：填料內(nèi)摩擦角W土的種類塊石大卵石、碎石類土小卵石、礫石、粗砂、石屑中、細砂、砂質(zhì)土粉砂粘土內(nèi)摩擦角(o)454035302614-212.填料標準容重Y土的種類礫石、碎石、礫質(zhì)土砂、砂質(zhì)土粉土、粘性土(3l＜50%)石灰土(石灰10%)粉煤灰容重(KN/m3)2019181815墻背摩擦角基底摩擦系數(shù)基底摩擦系數(shù)u應依據(jù)基底粗糙程度、排水條件和土質(zhì)確定。地基容許承載力基底摩擦系數(shù)基底摩擦系數(shù)u應依據(jù)基底粗糙程度、排水條件和土質(zhì)確定。地基容許承載力填土與墻背間的摩擦角5應根據(jù)墻背的粗糙程度及排水條件確定。對于漿砌片石墻體、排水條件良好，均可采用5=^/2。按DL5077-1997〈水工建筑物荷載設計規(guī)范〉及SL265-2001＜水閘設計規(guī)范〉'墻背平滑，排水不良時：5=(0-0.33)中墻背粗糙，排水良好時：5=(0.33-0.5)中5墻背很粗糙，排水良好時：5=(0.5-0.67)中、墻背與填土不可能滑動時：5=(0.67-1.0)中從經(jīng)濟合理的角度考慮，對于漿砌石擋土墻，應要求施工時盡量保持墻后粗糙，可采用5值等于或略小于甲值。2)原蘇聯(lián)電站部水工擋土墻設計規(guī)范取用的外摩擦角5值如下表。g180-0＜（90-甲）（90-甲）~（90-里/2）(90-中/2)?(90+中/2)（90+里/2）?（90+甲）＞（90+甲）-甲~000甲/4甲/3甲/200甲/4甲/22甲/33甲/40~甲0甲/22甲/33甲/4甲&:填土表面傾斜角；0:擋土墻墻背傾斜角；中：填土的內(nèi)摩擦角。地基容許承載力可按照《公路設計手冊?路基》及有關設計規(guī)范規(guī)定選取。建筑材料的容重根據(jù)有關設計規(guī)范規(guī)定選取。砌體的容許應力和設計強度根據(jù)有關設計規(guī)范規(guī)定選取。砼的容許應力和設計強度根據(jù)有關設計規(guī)范規(guī)定選取。二：計算擋土墻設計的經(jīng)濟合理，關鍵是正確地計算土壓力，確定土壓力的大小、方向與分布。土壓力計算是一個十分復雜的問題，它涉及墻身、填土與地基三者之間的共同作用。計算土壓力的理論和方法很多。由于庫倫理論概念清析，計算簡單，適用范圍較廣，可適用不同墻背坡度和粗糙度、不同墻后填土表面形狀和荷載作用情況下的主動土壓力計算，且一般情況下計算結(jié)果均能滿足工程要求，因此庫倫理論和公式是目前應用最廣的土壓力計算方法。填土為砂性土并且填土表面水平時，采用朗肯公式計算土壓力較簡單。土壓力分為主動、被動、靜止土壓力，為安全計，應按主動土壓力計算。1)庫倫主動土壓力公式：F=-yH2K2aFh=Fcos(e+8)Fv=Fsin(e+8)cos2(甲一￡)K="“rsX、「j'sin(p+6)sin(p-p)12COS2￡cos(8+0)1+—Ycos(￡+8)cos(￡-p)8:墻背與鉛直面的夾角，p:墻后回填土表面坡度。朗肯主動土壓力公式：F=1yH2K2aK=tg2(45o-中/2)a注意：F為作用于墻背的水平主動土壓力，垂直主動土壓力按墻背及后趾以上的土重計算?；靥钔翞檎承酝習r的土壓力按等值內(nèi)摩擦角法計算主動土壓力，可根據(jù)工程經(jīng)驗確定，也可用公式計算。經(jīng)驗確定時：擋土墻高度＜6m時，水上部分的等值內(nèi)摩擦角可采用28。?300，地下水位以下部分的等值內(nèi)摩擦角可采用25。?280。擋土墻高度＞6m時，等值內(nèi)摩擦角隨擋土墻高度的加大而相應降低，具體可參照SL265-2001＜水閘設計規(guī)范〉。公式計算時：

邛H邛H2tg2(450一tg(450一#)={2)-B(450-§+彳yH2甲d:等值內(nèi)摩擦角，H:墻高，C:土的粘聚力，KN/m2。4）擋土墻的穩(wěn)定驗算及強度驗算4.1擋土墻沿基底的滑動穩(wěn)定系數(shù)K應不小于1.3。計算公式為:=乏=乏f:基底與地基的摩擦系數(shù)；ZG：所有垂直荷載之和；SH:所有水平荷載之和。ZG根據(jù)情況需要考慮擋土墻自重、墻背及后趾上的土重、揚壓力等，SH根據(jù)情況需要考慮水平土壓力、水壓力等。f值按SL265-2001＜水閘設計規(guī)范〉，根據(jù)巖土地基類別由下表查得。4.2擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定系數(shù)K0應不小于1.5。計算公式為:K0=（WZw+EyZx）/（ExZy）式中：Zx——Ey對墻趾O點的力臂（m），Zy——Ex對墻趾O點的力臂（m），Zw——W對墻趾O點的力臂（m）。4.3基底應力按下式計算：…ZG+6xZMminBB2ZM:所有作用力矩之和，KN?M。按照規(guī)范，應滿足，平均基底應力小