沱口污水處理廠三期擴建工程支擋結構計算書

萬州沱口污水處理廠三期擴建工程萬州沱口污水處理廠三期擴建工程萬州沱口污水處理廠三期擴建工程支擋結構計算書工程概況1.1工程概況項目名稱：萬州沱口污水處理廠三期擴建工程項目業(yè)主：項目地點：重項目性質：市政污水工程項目類別：擴建工程圖1.1環(huán)境邊坡與基坑示意圖擬建場地按設計高程平場后，將在用地紅線附近形成多段環(huán)境邊坡，將各段邊坡以大寫字母A-L進行編號。新建污水池多為負地形構筑物，根據設計意圖，按設計高程平場后，將在各污水池四周形成多段基坑邊坡，將各段邊坡以小寫字母a-f進行編號，用不同字母組合指代各段邊坡。2設計依據、采用的技術規(guī)范2.1設計依據萬州沱口污水處理廠三期擴建項目設計合同；發(fā)改委對項目可行性研究報告的批復：渝發(fā)改環(huán)[2020]號；污水廠實測地形圖（1：500）；污水廠可行性研究報告；萬州沱口污水處理廠一期工程竣工圖；萬州沱口污水處理廠二期擴建工程竣工圖；工程有關征地、供電、供水等基礎資料；業(yè)主提供的其他有關文件及資料。2.2采用的技術規(guī)范《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50330-2013）《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）（2015版）《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2011）（2016版）《地質災害防治工程設計標準》（重慶市工程建設標準DBJ50/T-029—2019）；《城市道路工程設計規(guī)范》（CJJ37-2012）《城市道路路基設計規(guī)范》（CJJ194-2013）《城市道路工程施工質量驗收規(guī)范》（DBJ50-078-2008）《公路路基設計規(guī)范》（JTGD30-2015）《公路路基施工技術規(guī)范》（JTGF10-2006）《公路工程抗震規(guī)范》（JTGB02-2013）3工程地質條件（摘自補充地勘報告）3.1地形地貌擬建擬建場地位于重慶市萬州城區(qū)長江右岸，場地緊鄰長江，勘察區(qū)地貌總體屬構造剝蝕地貌區(qū)。地形一般0～15°，局部可達40°，場地高程172.4~190.6m，相對高差18.2m。場地除北東側外整體覆蓋層較薄，北東側堆填土為原污水處理廠修建時隨意拋填形成，訪問堆填時間大于10年。圖2.1-1場地衛(wèi)星圖3.2氣象與水文（1）氣象本區(qū)屬亞熱帶氣候，溫暖濕潤，雨量充沛。具春早夏長，秋雨連綿，冬暖多霧的特點。根據重慶市氣象臺相關資料所記載的極端值引用如下：氣溫：年平均氣溫18.2℃，極端最高氣溫42.2℃（2006年7月24日），最冷月（1月）平均氣溫7.6℃，最冷月（1月）平均最低氣溫5.5℃，最大平均氣溫差11.9℃（1953年8月）。蒸發(fā)量、濕度：年蒸發(fā)量1071mm，最大年蒸發(fā)量1347.3mm（1959年），年平均相對濕度79%，年平均絕對濕度17.7hPa。風：年平均風速1.30m/s，最大風速為26.70m/s（1984年5月10日），風向NW。降水量：1月最大降水量206.11mm（1996年7月21日），雨季在5月-9月，一次連續(xù)最大降水量190.9mm（1956年6月24日21：00時-6月25日15:46時，歷時18小時46分）。月平均最大降水量為167mm，多年平均年降水量1085.1-1141.80mm，最大日降雨量266.6mm(2007年7月17日)。水文場地位于長江右岸，受江水直接補給。長江自西向東橫貫市境北部，略呈“W”形。徑流量在時間分配上不均衡，豐水期4至10月徑流量占全年徑流量的85％。不少溪河會在冬春枯水期和8月左右的旱期斷流。三峽水庫運行特征：三峽庫區(qū)建成以來，正常蓄水位175m（吳淞高程），汛期（6月中旬～9月底）水庫限制水位為145m（吳淞高程），即三峽水庫壩前水位在145m～175m～145m（吳淞高程）之間波動，水庫水位變幅為30m。本工程西側為長江，最高水位為壩前水位173.27（吳淞高程約175m），水位變化對場地穩(wěn)定性和施工存在一定影響?？辈炱陂g江水位正處于枯水期，水位約162m。圖3-1場地水文情況圖3.3地質構造場區(qū)地質構造位于萬州向斜南東翼，為單斜巖層產出，巖層產狀為：傾向9°，傾角14°。根據周邊地表基巖露頭調查，巖層中主要發(fā)育兩組裂隙如下：LX1：傾向：158°，傾角：71°，裂隙寬度0.1~2.0mm，裂隙間距0.5~1.0m，延伸較遠，結合狀態(tài)分離，平直光滑，少量泥質充填，結合很差，為軟弱結構面。LX2：傾向：218°，傾角：68°，裂面平光滑，微張，裂隙間距0.5~3.0m，延伸較遠，結合狀態(tài)分離，平直光滑，少量泥質充填，結合很差，為軟弱結構面。LX1與LX2裂隙為共軛“X”裂隙，均為軟弱結構面，結合程度很差?；鶐r內裂隙發(fā)育程度為不發(fā)育。巖層層面：基巖呈中厚狀產出，層面結構面明顯，層面平直。結合程度很差，為軟弱結構面。場區(qū)未見斷層通過，層間裂隙較發(fā)育，巖體較完整，地質構造較簡單。3.4地層巖性場地覆蓋層為素填土（Q4ml）和粉質粘土（Q4el+dl），基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組泥巖、砂巖。（1）第四系全新統(tǒng)人工素填土（Q4ml）素填土（Q4ml）：雜色，主要由泥、砂巖塊碎石、角礫和粉質粘土組成；泥、砂巖塊碎石粒徑一般約20～500mm，地表可見最大約2.5m，總體含量約45～75%；粉質粘土總體含量約55～25%。均勻性差，稍濕，松散，系原污水處理廠修建時隨意拋填，未被污染，訪問回填年限大于10年。（2）第四系全新統(tǒng)粉質粘土（Q4el+dl）粉質粘土（Q4el+dl）：灰褐色、黃褐色，飽和，可塑狀，干強度及韌性中等，刀切面較光滑，稍有光澤，無搖震反應。在場地原始地貌處揭露。（3）侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）泥巖：紅褐色，主要礦物成份為粘土礦物，泥質結構，中厚層狀構造。局部砂質含量較高，含砂質團塊或條帶。上部強風化泥巖巖層中風化裂隙發(fā)育，巖芯破碎，呈塊狀、碎塊狀；下部中等風化帶，巖質較新鮮，巖芯較完整，多呈短柱狀、柱狀。分布于整個場地。砂巖：灰白色，主要礦物成份為長石、石英、云母等，中細粒結構，中厚層狀構造，鈣、泥質膠結，局部泥質膠結。局部含泥質團塊、條帶。強風化巖層中風化裂隙發(fā)育，巖芯破碎，呈塊狀、碎塊狀；下部中等風化帶，巖質較新鮮，巖芯較完整，多呈短柱狀、柱狀。分布于整個場地。?；鶐r風化帶及基巖頂面特征：1、強風化帶：巖芯呈碎塊狀，少量短柱狀，網狀裂隙發(fā)育，強度較低。2、中等風化帶：巖質較新鮮，鉆探巖芯較完整，多呈柱狀、長柱狀、局部巖芯短柱狀，強度高。3、基巖頂面：場地基巖面形態(tài)受原始地形控制，與原始地形基本一致，呈起伏狀，局部較陡。根據本次鉆探揭露情況，基巖面傾角較緩，一般5-15°，陡坎處約40°。各孔巖土層埋深、厚度及風化帶埋深、高程等見鉆孔情況一覽表。3.5水文地質條件根據地下水的賦存條件，場區(qū)地下水可分為第四系松散層孔隙水和基巖裂隙水。分述如下：1、松散層孔隙含水巖組勘察區(qū)第四系堆積層中的孔隙潛水，區(qū)內地表覆土以人工素填土、粉質粘土為主。人工素填土層滲透性較強，為透水層，直接接受長江和大氣降水及地表水補給，含水量大，受季節(jié)影響變化大。粉質粘土滲透性較差，為相對不透水層；土層孔隙水接受大氣降水及地表水補給，含水微弱，水量較少。2、基巖裂隙含水巖組該類地下水主要賦存于強風化帶，主要受大氣降水和松散土層孔隙水補給。降水多以地表徑流形式運移，對裂隙水的補給微弱。裂隙水具有就地補給、就近排泄、逕流途徑短的特點，水量小，受氣象因素影響變化明顯?？辈炱陂g，對所施鉆孔進行了簡易水文觀測，終孔24小時后，未發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定地下水位。綜上，本場地地下水貧乏，水文地質條件簡單。3.6不良地質作用通過工程地質測繪和工程鉆探工作，勘察期間，場地內未見滑坡、泥石流及已挖切坡滑塌等不良地質作用。3.7特殊性巖土本場地特殊性巖土為素填土及強風化巖體。素填土為雜色，主要由泥、砂巖塊碎石、角礫和粉質粘土組成；泥、砂巖塊碎石粒徑一般約20～500mm，地表可見最大約2.5m，總體含量約45～75%；粉質粘土總體含量約55～25%。均勻性差，稍濕，松散，系原污水處理廠修建場平時隨意拋填形成，未被污染，訪問回填年限大于10年。分布于整個場地。通過動力觸探表明，素填土均勻性差，為松散-稍密狀態(tài)。素填土具有欠固結等不良特點，未經處理，不能直接作為基礎持力層。且應考慮樁側負摩阻力的影響，負摩阻力系數(shù)取0.3。強風化巖體巖芯呈碎塊狀，少量短柱狀，網狀裂隙發(fā)育，強度較低。3.8基坑抗浮評價本工程西側為長江，三峽大壩壩前水位173.27（吳淞高程175m）即為場地最高水位，污水處理池最低底高程為174.00m大于173.27m。在完善場地內地表水排泄措施后可不考慮基坑抗浮問題。3.9巖土物理力學性質1.巖體基本質量等級及土、石工程分級1、巖石堅硬程度根據上述巖石試驗成果統(tǒng)計表，按《市政工程地質勘察規(guī)范》DBJ50-174-2014表3.1.1，中等風化泥巖天然抗壓強度標準值4.4MPa，軟化系數(shù)0.6，為易軟化的極軟巖。中等風化砂巖飽和抗壓強度標準值29.7MPa，軟化系數(shù)0.7，為易軟化的較軟巖。有關巖石的其它參數(shù)平均值、標準差、變異系數(shù)、標準值等見上述統(tǒng)計表3.2-1～3.2-2。2、巖體完整程度鉆孔鉆入中等風化巖體巖芯多呈柱狀、長柱狀、采取率＞80％，據波速測井報告可知：中等風化泥巖巖體完整程度為較完整；中等風化砂巖巖體完整程度為較完整。故場地中等風化巖體屬較完整。3、巖體基本質量等級分類根據巖石堅硬程度及完整性，依據《工程地質勘察規(guī)范》（DBJ50/T-043-2016）表3.1.7，場地中等風化巖石基本質量等級：泥巖為V類，砂巖IV類，強風化基巖破碎，基本質量等級為V類。4、土、石工程分級根據《市政工程地質勘察規(guī)范》DBJ50-174-2014附錄A對市政工程的土層及巖石進行土石工程分級如下：1、素填土：主要由泥、砂巖塊碎石、角礫和粉質粘土組成；泥、砂巖塊碎石粒徑一般約20～500mm，地表可見最大約2.5m，總體含量約45～75%；粉質粘土總體含量約55～25%。松散～稍密，土石類別為硬土，土石等級為III類。2、粉質粘土：主要由粉質粘土構成，偶含角礫，軟塑～可塑狀，土石類別為普通土，土石等級為Ⅱ類。3、強風化泥巖：土石類別為硬土，土石等級為Ⅲ類。4、中等風化泥巖：土石類別為軟石，土石等級為Ⅳ類。5、強風化砂巖：土石類別為硬土，土石等級為Ⅲ類。6、中等風化砂巖：土石類別為次堅石，土石等級為Ⅴ類。2.巖土設計參數(shù)選取根據野外鑒別、原位測試、室內試驗成果統(tǒng)計結果，結合區(qū)域經驗，綜合提供本場地內各巖土物理力學參數(shù)歸納見表3.8-1。表3.8-1巖土設計參數(shù)一覽表項目素填土粉質粘土中等風化泥巖中等風化砂巖巖土體重度（kN/m3）天然20.0*19.725.2*24.7*飽和21.0*20.0巖體抗拉強度t（kPa）//240*1000*巖土體抗剪強度C（kPa）天然/25.57001780飽和/18.0φ（°）天然26*14.831.836.4飽和23*10.4巖體破裂角（無外傾結構面時）θ（°）//6163巖體等效內摩擦角標準值（°）////變形模量E50(MPa)//18005416壓縮模量Es0.1-0.2(MPa)/3.76//泊松比(μ50)//0.310.22巖石單軸抗壓強度標準值（MPa）天然//4.429.7飽和//2.622.1地基承載力特征值（kPa）粉質粘土/（可塑）140*//強風化//300*350*中等風化//9628177基底摩擦系數(shù)土層0.25*0.25*/強風化0.3*0.3*中等風化//0.4*0.5*巖土體水平抗力系數(shù)土比例系數(shù)（MN/m4）素填土8*粉質粘土20*強風化基巖200*//巖體（MN/m3）//40*300*巖土體與錨固體極限粘結強度標準值（M30）kpa/20*270*760*負摩阻力系數(shù)0.3///備注表中帶*號值為經驗值。邊坡坡率及坡形按照各章節(jié)中建議方式進行設計。層面結合程度極差，抗剪強度指標標準值φ=12°，C=0.025MPa、裂隙結構面結合很差，其抗剪強度指標標準值φ=15°，C=0.035MPa巖土界面抗剪強度參數(shù)選取，若上部為粉質粘土，則選用粉質粘土抗剪強度參數(shù)0.9折減取值；若基巖直接出露，或清除表層粉質粘土后進行回填的，則應選用填土抗剪強度參數(shù)0.9折減取值；現(xiàn)狀填土與基巖界面選用抗剪強度參數(shù)0.9折減取值。4支擋結構驗算4.11#衡重式擋墻（西側環(huán)境邊坡）（1）地質評價邊坡主要由未來填土組成，高5.0~7.9m，直立回填可能沿原始地面滑移。建議采用重力式擋墻進行支擋,擋墻以基巖作為基礎持力層。（2）支擋設計該段環(huán)境邊坡安全等級為二級永久邊坡，安全系數(shù)1.30。根據《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50330-2013），擋墻最大高度為11m，主動土壓力考慮1.2的增大系數(shù)。設計使用年限50年，設計水位取三峽大壩壩前水位173.27m。設計采用衡重式擋墻支護，擋墻采用C20毛石混凝土澆筑，墻高5.0~11.0m，擋墻以中風化泥巖作為持力層，基底進入基巖面內不少于1.0m。墻頂荷載取20kN/m2。（3）擋墻穩(wěn)定性及結構計算4.1.1最大墻高處（5-5'剖面）選用5-5'剖面為典型橫斷面計算。根據地勘報告，基地摩擦系數(shù)按中風化泥巖取0.4，設計要求填土抗剪強度參數(shù)為天然φ=30°，c=0kpa，飽和值φ=28°，c=0kpa填土抗剪強度參數(shù)去飽和值φ=28°，c=0kpa。墻頂荷載：城-A級。衡重式擋土墻驗算[執(zhí)行標準：公路]計算項目：5剖面計算時間：2020-12-2916:20:15星期二原始條件:墻身尺寸:墻身總高:11.000(m)上墻高:4.400(m)墻頂寬:2.000(m)臺寬:1.200(m)面坡傾斜坡度:1:0.000上墻背坡傾斜坡度:1:0.500下墻背坡傾斜坡度:1:-0.250采用1個擴展墻址臺階:墻趾臺階b1:0.600(m)墻趾臺階h1:0.900(m)墻趾臺階與墻面坡坡度相同墻底傾斜坡率:0.100:1下墻土壓力計算方法:力多邊形法物理參數(shù)：圬工砌體容重:23.000(kN/m3)圬工之間摩擦系數(shù):0.600地基土摩擦系數(shù):0.840墻身砌體容許壓應力:5400.000(kPa)墻身砌體容許彎曲拉應力:430.000(kPa)墻身砌體容許剪應力:850.000(kPa)材料抗壓極限強度:21.000(MPa)材料抗力分項系數(shù):1.540系數(shù)αs:0.0020場地環(huán)境:浸水地區(qū)墻背與墻后填土摩擦角:14.000(度)地基土容重:25.200(kN/m3)修正后地基承載力特征值:600.000(kPa)地基承載力特征值提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.200墻踵值提高系數(shù):1.300平均值提高系數(shù):1.000墻底摩擦系數(shù):0.400地基土類型:巖石地基地基土內摩擦角:31.800(度)地基浮力系數(shù):0.700墻后填土土層數(shù):1土層號層厚容重浮容重內摩擦角粘聚力土壓力(m)(kN/m3)(kN/m3)(度)(kPa)調整系數(shù)111.00020.00010.00028.0000.0001.200土壓力計算方法:庫侖坡線土柱:坡面線段數(shù):1折線序號水平投影長(m)豎向投影長(m)換算土柱數(shù)120.0000.0001第1個:定位距離0.000(m)城-A級地面橫坡角度:0.000(度)填土對橫坡面的摩擦角:28.000(度)墻頂標高:0.000(m)擋墻內側常年水位標高:-8.000(m)擋墻外側常年水位標高:-9.000(m)擋墻分段長度:10.000(m)荷載組合信息:結構重要性系數(shù):1.100荷載組合數(shù):1=====================================================================第1種情況:水位驟降工況=============================================組合系數(shù):1.0001.擋土墻結構重力分項系數(shù)=0.900√2.填土重力分項系數(shù)=1.000√3.填土側壓力分項系數(shù)=1.400√4.車輛荷載引起的土側壓力分項系數(shù)=1.400√5.計算水位的浮力分項系數(shù)=1.000√6.計算水位的靜水壓力分項系數(shù)=1.000√=============================================[土壓力計算]計算高度為11.424(m)處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=30.996(度)城-A級路基面總寬=20.000(m),路肩寬=0.000(m)安全距離=0.600(m)單車車輛外側車輪中心到車輛邊緣距離=0.350(m),車與車之間距離=0.600(m)經計算得，路面上橫向可排列此種車輛7列布置寬度=6.043(m)布置寬度范圍內車輪及輪重列表:第1列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)010.6000.25030.00030.000022.4000.25030.00030.000030.6000.60070.00070.000042.4000.60070.00070.000050.6000.60070.00070.000062.4000.60070.00070.000070.6000.600100.000100.000082.4000.600100.000100.000090.6000.60080.00080.000102.4000.60080.00080.000第2列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)013.7000.25030.00030.000025.5000.25030.00030.000033.7000.60070.00070.000045.5000.60070.00070.000053.7000.60070.00070.000065.5000.60070.00070.000073.7000.600100.000100.000085.5000.600100.000100.000093.7000.60080.00080.000105.5000.60080.00080.000布置寬度B0=6.043(m)分布長度L0=20.740(m)荷載值SG=1400.000(kN)換算土柱高度h0=0.558(m)計算上墻土壓力按假想墻背計算得到:第1破裂角：31.500(度)Ea=250.661(kN)Ex=103.174(kN)Ey=228.443(kN)作用點高度Zy=1.615(m)因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面存在：第2破裂角=30.985(度)第1破裂角=30.996(度)Ea=204.102(kN)Ex=105.167(kN)Ey=174.922(kN)作用點高度Zy=1.615(m)計算下墻土壓力無荷載時的破裂角=38.147(度)城-A級路基面總寬=20.000(m),路肩寬=0.000(m)安全距離=0.600(m)單車車輛外側車輪中心到車輛邊緣距離=0.350(m),車與車之間距離=0.600(m)經計算得，路面上橫向可排列此種車輛7列布置寬度=10.617(m)布置寬度范圍內車輪及輪重列表:第1列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)010.6000.25030.00030.000022.4000.25030.00030.000030.6000.60070.00070.000042.4000.60070.00070.000050.6000.60070.00070.000062.4000.60070.00070.000070.6000.600100.000100.000082.4000.600100.000100.000090.6000.60080.00080.000102.4000.60080.00080.000第2列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)013.7000.25030.00030.000025.5000.25030.00030.000033.7000.60070.00070.000045.5000.60070.00070.000053.7000.60070.00070.000065.5000.60070.00070.000073.7000.600100.000100.000085.5000.600100.000100.000093.7000.60080.00080.000105.5000.60080.00080.000第3列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)016.8000.25030.00030.000028.6000.25030.00030.000036.8000.60070.00070.000048.6000.60070.00070.000056.8000.60070.00070.000068.6000.60070.00070.000076.8000.600100.000100.000088.6000.600100.000100.000096.8000.60080.00080.000108.6000.60080.00080.000第4列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)019.9000.25030.00030.0000211.7000.25030.0000.000039.9000.60070.00070.0000411.7000.60070.0000.000059.9000.60070.00070.0000611.7000.60070.0000.000079.9000.600100.000100.0000811.7000.600100.0000.000099.9000.60080.00080.0001011.7000.60080.0000.000布置寬度B0=10.617(m)分布長度L0=24.796(m)荷載值SG=2450.000(kN)換算土柱高度h0=0.465(m)按力多邊形法計算得到:破裂角：38.633(度)Ea=313.110(kN)Ex=313.110(kN)Ey=-0.198(kN)作用點高度Zy=3.120(m)墻身截面積=45.298(m2)重量=1041.855(kN)地下水作用力及合力作用點坐標(相對于墻面坡上角點)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墻面坡側:20.00-6.60-0.30-10.33墻背坡側:-58.6314.663.93-10.28墻底面:8.0680.571.71-11.23衡重臺上填料重(包括超載)=93.196(kN)重心坐標(3.582,-2.187)(相對于墻面坡上角點)(一)滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù)=0.400采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性,計算過程如下:基底傾斜角度=5.711(度)Wn=1041.229(kN)En=218.519(kN)Wt=104.123(kN)Et=429.239(kN)滑移力=325.117(kN)抗滑力=503.899(kN)滑移驗算滿足:Kc=1.550>1.300滑動穩(wěn)定方程驗算：滑動穩(wěn)定方程滿足:方程值=95.283(kN)>0.0地基土層水平向:滑移力=448.853(kN)抗滑力=1037.260(kN)地基土層水平向:滑移驗算滿足:Kc2=2.311>1.300(二)傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾,墻身重力的力臂Zw=2.670(m)相對于墻趾,上墻Ey的力臂Zx=5.030(m)相對于墻趾,上墻Ex的力臂Zy=8.215(m)相對于墻趾,下墻Ey的力臂Zx3=5.024(m)相對于墻趾,下墻Ex的力臂Zy3=2.696(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=2004.193(kN-m)抗傾覆力矩=4065.944(kN-m)傾覆驗算滿足:K0=2.029>1.500傾覆穩(wěn)定方程驗算：傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=1095.766(kN-m)>0.0(三)地基應力及偏心距驗算基礎類型為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應力取傾斜基底的水平投影寬度驗算地基承載力和偏心距作用于基礎底的總豎向力=1221.146(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=2061.751(kN-m)基礎底面寬度B=4.244(m)偏心距e=0.434(m)基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離Zn=1.688(m)基底壓應力:趾部=464.123踵部=111.359(kPa)最大應力與最小應力之比=464.123/111.359=4.168作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=0.434<=0.200*4.244=0.849(m)墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應力=464.123<=720.000(kPa)墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應力=111.359<=780.000(kPa)地基平均承載力驗算滿足:壓應力=287.741<=600.000(kPa)(四)基礎強度驗算基礎為天然地基，不作強度驗算(五)上墻截面強度驗算上墻重力Ws=313.720(kN)上墻墻背處的Ex=105.167(kN)上墻墻背處的Ey=52.584(kN)相對于上墻墻趾，上墻重力的力臂Zw=1.615(m)相對于上墻墻趾，上墻Ex的力臂Zy=1.615(m)相對于上墻墻趾，上墻Ey的力臂Zx=3.392(m)[容許應力法]:法向應力檢算:相對于上墻墻趾，合力作用力臂Zn=1.406(m)截面寬度B=4.200(m)偏心距e1=0.694(m)截面上偏心距驗算滿足:e1=0.694<=0.250*4.200=1.050(m)截面上壓應力:面坡=173.622背坡=0.808(kPa)壓應力驗算滿足:計算值=173.622<=5400.000(kPa)切向應力檢算:剪應力驗算滿足:計算值=-27.289<=850.000(kPa)斜截面剪應力檢算:驗算斜截面與水平面的夾角=22.052(度)斜剪應力驗算滿足:計算值=8.858<=850.000(kPa)[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.100 驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=355.965(kN) 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.704 擋墻構件的計算截面每沿米面積A=4.200(m2) 材料抗壓極限強度Ra=21000.000(kPa) 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)γf=1.540 偏心受壓構件在彎曲平面內的縱向彎曲系數(shù)Ψk=1.000 計算強度時: 強度驗算滿足:計算值=391.562<=40327.453(kN) 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足:計算值=391.562<=40327.453(kN)(六)墻底截面強度驗算驗算截面以上，墻身截面積=44.375(m2)重量=1020.625(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=2.666(m)地下水作用力及合力作用點坐標(相對于墻面坡上角點)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墻面坡側:20.00-6.60-0.30-10.33墻背坡側:-45.0011.254.00-10.00[容許應力法]:法向應力檢算:作用于截面總豎向力=1283.896(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=2245.045(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=1.749(m)截面寬度B=4.350(m)偏心距e1=0.426(m)截面上偏心距驗算滿足:e1=0.426<=0.250*4.350=1.087(m)截面上壓應力:面坡=468.728背坡=121.568(kPa)壓應力驗算滿足:計算值=468.728<=5400.000(kPa)切向應力檢算:剪應力驗算滿足:計算值=-80.933<=850.000(kPa)[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.100 驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=1251.722(kN) 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.686 擋墻構件的計算截面每沿米面積A=4.350(m2) 材料抗壓極限強度Ra=21000.000(kPa) 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)γf=1.540 偏心受壓構件在彎曲平面內的縱向彎曲系數(shù)Ψk=0.977 計算強度時: 強度驗算滿足:計算值=1376.895<=40672.168(kN) 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足:計算值=1376.895<=39718.516(kN)(七)臺頂截面強度驗算[土壓力計算]計算高度為10.100(m)處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=30.996(度)城-A級路基面總寬=20.000(m),路肩寬=0.000(m)安全距離=0.600(m)單車車輛外側車輪中心到車輛邊緣距離=0.350(m),車與車之間距離=0.600(m)經計算得，路面上橫向可排列此種車輛7列布置寬度=6.043(m)布置寬度范圍內車輪及輪重列表:第1列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)010.6000.25030.00030.000022.4000.25030.00030.000030.6000.60070.00070.000042.4000.60070.00070.000050.6000.60070.00070.000062.4000.60070.00070.000070.6000.600100.000100.000082.4000.600100.000100.000090.6000.60080.00080.000102.4000.60080.00080.000第2列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)013.7000.25030.00030.000025.5000.25030.00030.000033.7000.60070.00070.000045.5000.60070.00070.000053.7000.60070.00070.000065.5000.60070.00070.000073.7000.600100.000100.000085.5000.600100.000100.000093.7000.60080.00080.000105.5000.60080.00080.000布置寬度B0=6.043(m)分布長度L0=20.740(m)荷載值SG=1400.000(kN)換算土柱高度h0=0.558(m)計算上墻土壓力按假想墻背計算得到:第1破裂角：31.500(度)Ea=250.661(kN)Ex=103.174(kN)Ey=228.443(kN)作用點高度Zy=1.615(m)因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面存在：第2破裂角=30.985(度)第1破裂角=30.996(度)Ea=204.102(kN)Ex=105.167(kN)Ey=174.922(kN)作用點高度Zy=1.615(m)計算下墻土壓力無荷載時的破裂角=37.631(度)城-A級路基面總寬=20.000(m),路肩寬=0.000(m)安全距離=0.600(m)單車車輛外側車輪中心到車輛邊緣距離=0.350(m),車與車之間距離=0.600(m)經計算得，路面上橫向可排列此種車輛7列布置寬度=9.762(m)布置寬度范圍內車輪及輪重列表:第1列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)010.6000.25030.00030.000022.4000.25030.00030.000030.6000.60070.00070.000042.4000.60070.00070.000050.6000.60070.00070.000062.4000.60070.00070.000070.6000.600100.000100.000082.4000.600100.000100.000090.6000.60080.00080.000102.4000.60080.00080.000第2列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)013.7000.25030.00030.000025.5000.25030.00030.000033.7000.60070.00070.000045.5000.60070.00070.000053.7000.60070.00070.000065.5000.60070.00070.000073.7000.600100.000100.000085.5000.600100.000100.000093.7000.60080.00080.000105.5000.60080.00080.000第3列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)016.8000.25030.00030.000028.6000.25030.00030.000036.8000.60070.00070.000048.6000.60070.00070.000056.8000.60070.00070.000068.6000.60070.00070.000076.8000.600100.000100.000088.6000.600100.000100.000096.8000.60080.00080.000108.6000.60080.00080.000第4列車:中點距全部破裂體輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)019.9000.25030.0000.0000211.7000.25030.0000.000039.9000.60070.00018.8580411.7000.60070.0000.000059.9000.60070.00018.8580611.7000.60070.0000.000079.9000.600100.00026.9400811.7000.600100.0000.000099.9000.60080.00021.5521011.7000.60080.0000.000布置寬度B0=9.762(m)分布長度L0=24.031(m)荷載值SG=2186.208(kN)換算土柱高度h0=0.466(m)按力多邊形法計算得到:破裂角：38.284(度)Ea=238.900(kN)Ex=238.900(kN)Ey=-0.151(kN)作用點高度Zy=2.545(m)[強度驗算]驗算截面以上，墻身截面積=40.359(m2)重量=928.251(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=2.709(m)地下水作用力及合力作用點坐標(相對于墻面坡上角點)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墻面坡側:6.050.00-0.00-9.73墻背坡側:-22.055.514.15-9.40[容許應力法]:法向應力檢算:作用于截面總豎向力=1190.706(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=1652.646(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=1.388(m)截面寬度B=3.975(m)偏心距e1=0.600(m)截面上偏心距驗算滿足:e1=0.600<=0.250*3.975=0.994(m)截面上壓應力:面坡=570.633背坡=28.465(kPa)壓應力驗算滿足:計算值=570.633<=5400.000(kPa)切向應力檢算:剪應力驗算滿足:計算值=-93.171<=850.000(kPa)[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.100 驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=1167.789(kN) 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.593 擋墻構件的計算截面每沿米面積A=3.975(m2) 材料抗壓極限強度Ra=21000.000(kPa) 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)γf=1.540 偏心受壓構件在彎曲平面內的縱向彎曲系數(shù)Ψk=0.972 計算強度時: 強度驗算滿足:計算值=1284.568<=32169.658(kN) 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足:計算值=1284.568<=31267.303(kN)=================================================各組合最不利結果=================================================(一)滑移驗算安全系數(shù)最不利為：組合1(水位驟降工況)抗滑力=503.899(kN),滑移力=325.117(kN)。滑移驗算滿足:Kc=1.550>1.300滑動穩(wěn)定方程驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)滑動穩(wěn)定方程滿足:方程值=95.283(kN)>0.0安全系數(shù)最不利為：組合1(水位驟降工況)抗滑力=1037.260(kN),滑移力=448.853(kN)。地基土層水平向:滑移驗算滿足:Kc2=2.311>1.300(二)傾覆驗算安全系數(shù)最不利為：組合1(水位驟降工況)抗傾覆力矩=4065.944(kN-M),傾覆力矩=2004.193(kN-m)。傾覆驗算滿足:K0=2.029>1.500傾覆穩(wěn)定方程驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=1095.766(kN-m)>0.0(三)地基驗算作用于基底的合力偏心距驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=0.434<=0.200*4.244=0.849(m)墻趾處地基承載力驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應力=464.123<=720.000(kPa)墻踵處地基承載力驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應力=111.359<=780.000(kPa) 地基平均承載力驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)地基平均承載力驗算滿足:壓應力=287.741<=600.000(kPa)(四)基礎驗算不做強度計算。(五)上墻截面強度驗算[容許應力法]:截面上偏心距驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)截面上偏心距驗算滿足:e1=0.694<=0.250*4.200=1.050(m)壓應力驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)壓應力驗算滿足:計算值=173.622<=5400.000(kPa)拉應力驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)拉應力驗算滿足:計算值=0.000<=430.000(kPa)剪應力驗算最不利為:組合1(水位驟降工況)剪應力驗算滿足:計算值=-27.289<=850.000(kPa)斜截面剪應力檢算最不利為:組合1(水位驟降工況)斜剪應力驗算滿足:計算值=8.858<=850.000(kPa)[極限狀態(tài)法]:強度驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)強度驗算滿足:計算值=391.562<=40327.453(kN)穩(wěn)定驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)穩(wěn)定驗算滿足:計算值=391.562<=40327.453(kN)(六)墻底截面強度驗算[容許應力法]:截面上偏心距驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)截面上偏心距驗算滿足:e1=0.426<=0.250*4.350=1.087(m)壓應力驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)壓應力驗算滿足:計算值=468.729<=5400.000(kPa)拉應力驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)拉應力驗算滿足:計算值=0.000<=430.000(kPa)剪應力驗算最不利為:組合1(水位驟降工況)剪應力驗算滿足:計算值=-80.933<=850.000(kPa)[極限狀態(tài)法]:強度驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)強度驗算滿足:計算值=1376.895<=40672.168(kN)穩(wěn)定驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)穩(wěn)定驗算滿足:計算值=1376.895<=39718.516(kN)(七)臺頂截面強度驗算[容許應力法]:截面上偏心距驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)截面上偏心距驗算滿足:e1=0.600<=0.250*3.975=0.994(m)壓應力驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)壓應力驗算滿足:計算值=570.633<=5400.000(kPa)拉應力驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)拉應力驗算滿足:計算值=0.000<=430.000(kPa)剪應力驗算最不利為:組合1(水位驟降工況)剪應力驗算滿足:計算值=-93.171<=850.000(kPa)[極限狀態(tài)法]:強度驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)強度驗算滿足:計算值=1284.568<=32169.658(kN)穩(wěn)定驗算最不利為：組合1(水位驟降工況)穩(wěn)定驗算滿足:計算值=1284.568<=31267.303(kN)============================================================================4.1.2最大水深處(9-9'剖面)選用9-9'剖面為典型橫斷面計算。根據地勘報告，基地摩擦系數(shù)按中風化泥巖取0.4，設計要求填土抗剪強度參數(shù)為天然φ=30°，c=0kpa，飽和值φ=28°，c=0kpa填土抗剪強度參數(shù)去飽和值φ=28°，c=0kpa。墻頂荷載：城-A級。衡重式擋土墻驗算[執(zhí)行標準：公路]計算項目：墻高8m高（最大水深）計算時間：2020-12-2915:59:16星期二原始條件:墻身尺寸:墻身總高:8.000(m)上墻高:3.200(m)墻頂寬:1.500(m)臺寬:0.900(m)面坡傾斜坡度:1:0.000上墻背坡傾斜坡度:1:0.500下墻背坡傾斜坡度:1:-0.250采用1個擴展墻址臺階:墻趾臺階b1:0.600(m)墻趾臺階h1:0.900(m)墻趾臺階與墻面坡坡度相同墻底傾斜坡率:0.100:1下墻土壓力計算方法:力多邊形法物理參數(shù)：圬工砌體容重:23.000(kN/m3)圬工之間摩擦系數(shù):0.600地基土摩擦系數(shù):0.840墻身砌體容許壓應力:5400.000(kPa)墻身砌體容許彎曲拉應力:430.000(kPa)墻身砌體容許剪應力:850.000(kPa)材料抗壓極限強度:21.000(MPa)材料抗力分項系數(shù):1.540系數(shù)αs:0.0020場地環(huán)境:浸水地區(qū)墻背與墻后填土摩擦角:14.000(度)地基土容重:25.200(kN/m3)修正后地基承載力特征值:600.000(kPa)地基承載力特征值提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.200墻踵值提高系數(shù):1.300平均值提高系數(shù):1.000墻底摩擦系數(shù):0.400地基土類型:巖石地基地基土內摩擦角:31.800(度)地基浮力系數(shù):0.700墻后填土土層數(shù):1土層號層厚容重浮容重內摩擦角粘聚力土壓力(m)(kN/m3)(kN/m3)(度)(kPa)調整系數(shù)111.00020.00010.00028.0000.0001.200土壓力計算方法:庫侖坡線土柱:坡面線段數(shù):1折線序號水平投影長(m)豎向投影長(m)換算土柱數(shù)120.0000.0001第1個:定位距離0.000(m)城-A級地面橫坡角度:0.000(度)填土對橫坡面的摩擦角:26.000(度)墻頂標高:0.000(m)擋墻內側常年水位標高:-3.700(m)擋墻外側常年水位標高:-4.700(m)擋墻分段長度:10.000(m)荷載組合信息:結構重要性系數(shù):1.100荷載組合數(shù):1=====================================================================第1種情況:水位驟降工況=============================================組合系數(shù):1.0001.擋土墻結構重力分項系數(shù)=0.900√2.填土重力分項系數(shù)=1.000√3.填土側壓力分項系數(shù)=1.400√4.車輛荷載引起的土側壓力分項系數(shù)=1.400√5.計算水位的浮力分項系數(shù)=1.000√6.計算水位的靜水壓力分項系數(shù)=1.000√=============================================[土壓力計算]計算高度為8.332(m)處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=30.996(度)城-A級路基面總寬=20.000(m),路肩寬=0.0