重力式擋土墻設(shè)計

北京交通大學(xué)土建1111班路基工程課程設(shè)計彭鵬11232045第頁俯斜式擋墻的斷面設(shè)計姓名：彭鵬學(xué)號：11232045班級：土建1111班指導(dǎo)教師：田亞護單位：北京交通大學(xué)土建學(xué)院時間：2014年5月目錄第一章 概述 31.1 設(shè)計任務(wù) 31.2 基本資料 3第二章 路基斷面設(shè)計 42.1橫斷面各部尺寸擬定 42.2繪制路基橫斷面圖 5第三章 土壓力計算 53.1擋土墻基礎(chǔ)標(biāo)高及墻截面尺寸的擬定 53.2庫倫土壓力計算 6判斷是否存在第二破裂面： 6計算庫倫土壓力 9第四章?lián)跬翂Φ姆€(wěn)定性檢算： 134.1抗滑穩(wěn)定性檢算： 134.2抗傾覆穩(wěn)定性檢算： 134.3合力偏心距檢算： 134.4基底承載力檢算： 134.5擋土墻墻身H/2截面強度檢算： 14第五章施工方法及程序 155.1路基施工方法及主要機具設(shè)備 155.1.1施工特征： 155.1.2施工方法： 155.1.3工藝流程框圖 165.2質(zhì)量檢驗方法及主要設(shè)備： 175.2.1地基系數(shù)的檢測（K30法)： 175.2.2路基壓實度的檢測(灌砂法) 175.2.3動態(tài)變形模量 185.2.4動力觸探法 185.2.5路基密實度的檢測(探地雷達法) 18參考文獻： 19續(xù)表1-1項目基床表層厚度基床底層厚度路基上荷載換算土柱寬度換算土柱重度換算土柱高度單位mmKN/mKN/m3mmⅠ級鐵路0.61.960.1203.53（次重型）（旅客列車設(shè)計行車速度120km/h）2.2繪制路基橫斷面圖見附圖1。土壓力計算3.1擋土墻基礎(chǔ)標(biāo)高及墻截面尺寸的擬定（1）擋土墻高設(shè)計：試取擋土墻的墻高為5米，相當(dāng)于擋土墻基礎(chǔ)埋深為1米，對于基礎(chǔ)埋深設(shè)置的一般規(guī)定：1）一般情況下不小于1.0米；設(shè)計高度滿足；2）當(dāng)凍結(jié)深度小于或等于1.0米時，基礎(chǔ)埋深在凍結(jié)深度線以下不小于0.25米，同時不小于1.0米。任務(wù)中凍結(jié)深度為0.2米，因此滿足。（2）墻頂、墻底設(shè)計：擋土墻墻頂寬取1.8米，因此墻底寬為3.05米。（3）擋土墻的其它參數(shù)：根據(jù)墻背填料為單一碎石類，墻后填料土內(nèi)摩擦角，土與墻背摩擦角：δ=查表得基底與地基間的摩擦系數(shù)：?。粔Φ嫩毓ぶ囟龋?。路堤邊坡斜率為1:1.75，路基標(biāo)高160.630米，則路堤高出擋土墻頂部a=3.5m；寬度b=6.125m；換算土柱邊距離路肩邊緣d=2m；。如圖。（4）路基中心距墻趾的距離：1.8+6.125+2+1.75=11.675m＜15m滿足鐵路征地紅線的要求。3.2庫倫土壓力計算判斷是否存在第二破裂面：假設(shè)第一破裂面的位置如圖3.2.1，則`圖3.2.1校核假定：故破裂面交于荷載分布范圍內(nèi)側(cè)，與假定相符合。故不存在第二破裂面。假定第一破裂面的位置如圖3.2.2；則：圖3.2.2校核假定：計算結(jié)果與假定不相符，舍去。假定第一破裂面的位置如圖3.2.3，則：圖3.2.3校核假定：計算結(jié)果與假定不符合。計算庫倫土壓力假定破裂面交于荷載分布范圍內(nèi)側(cè)，如圖3.2.4,所示。圖3.2.4校核假定：計算結(jié)果與假定不符合。重新假定破裂面的位置如圖3.2.5所示：圖3.2.5校核假定：故破裂面交于荷載分布范圍內(nèi)側(cè)，與假定相符合。土壓力系數(shù)：假定破裂面的位置如圖3.2.6：圖3.2.6校核假定：計算結(jié)果與假定不相符合，故舍去。所以庫倫土壓力的應(yīng)力圖為圖3.2.5.

第四章?lián)跬翂Φ姆€(wěn)定性檢算：4.1抗滑穩(wěn)定性檢算：被動土壓力設(shè)為0，即因此抗滑穩(wěn)定性檢算合格。4.2抗傾覆穩(wěn)定性檢算：因此抗傾覆穩(wěn)定性檢算合格。4.3合力偏心距檢算：檢算合格。4.4基底承載力檢算：檢算合格。4.5擋土墻墻身H/2截面強度檢算：如圖4.5.1所示，取H/2截面。圖4.5.1（檢算合格）剪應(yīng)力為：（檢算合格）。因此所擬定擋土墻尺寸滿足穩(wěn)定要求。第五章施工方法及程序5.1路基施工方法及主要機具設(shè)備5.1.1施工特征：路基填筑工程可用配套的機械化施工。形成挖、裝、運、攤、平、壓機械化流水作業(yè)，能保證路基填筑高質(zhì)量，高速度的完成。5.1.2施工方法：恢復(fù)路基中線并加密中樁，測標(biāo)高，放出坡腳樁，樁上注明樁號，標(biāo)上填筑高度。清除填方范圍內(nèi)的草皮，樹根，淤泥，積水，并翻松，平整壓實地基，經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可，實測填前標(biāo)高后，方能上土填筑路基。選擇適宜的填筑材料，提前作好標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗，并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)試驗資料和選擇的取料場。地面橫坡陡于1：5時，原地面應(yīng)挖成臺階后填筑，地面橫坡陡于1：2.5時，應(yīng)作特殊處理，防止路堤沿基底滑動。采用水平分層的方法填筑路堤，根據(jù)壓實設(shè)備和技術(shù)規(guī)范確定壓實厚度，一般控制每層壓實厚度20cm。土方的挖、裝、運均采用機械化施工，一般用挖裝機械配備自卸汽車運土，按每延米用土量嚴(yán)格控制卸土，推土機把土攤開，平地機整平。當(dāng)路基填土含水量大于最佳含水量時可在路外晾、曬也可在路基上用鏵犁翻拌晾曬；當(dāng)含水量不足時，可用水車灑水補充，使填土達到最佳含水量的要求，確保達到壓實度標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)路堤寬度、厚度和填土含水量等符合要求后，用壓路機從路邊向路中，從低側(cè)向高側(cè)順序碾壓。壓實遵照先輕后重的原則，直到達到設(shè)計的壓實度為止。根據(jù)路堤的填筑高度，嚴(yán)格按規(guī)范要求檢查壓實度，每層填土都要資料齊全，并經(jīng)監(jiān)理工程師簽認(rèn)或旁站。在雨季施工中，嚴(yán)防路堤積水，填筑層表面應(yīng)適當(dāng)加大橫坡度，以利于排水，并注意天氣預(yù)報，及時碾壓成型，防止填土被雨水泡軟。進入初冬填筑路堤時，盡量晝夜連續(xù)施工，取土場進行覆蓋，保證填土不受凍害影響，每天填筑的土層要當(dāng)天碾壓成型。達到設(shè)計標(biāo)高時要抓緊按設(shè)計要求整理路槽，修整邊坡，防護，確保路堤填筑質(zhì)量和穩(wěn)定性。設(shè)計在填方路段的橋涵構(gòu)造物要提前施工，橋涵兩側(cè)填土應(yīng)特別注意，填筑材料必須符合設(shè)計及規(guī)范要求，臺背填方最好與路堤填方同步協(xié)調(diào)進行，橋臺附近配合小型壓實機械壓實，臺背回填和路堤填充方結(jié)合部要特別重視，如后填臺背要挖臺階，保證壓實度合格。雨季應(yīng)防止地面水流入，如有積水要及時排除，確保臺背壓實質(zhì)量，嚴(yán)防因橋頭填土沉降而造成的跳車。半填半挖路基和填挖交界處的路基，結(jié)合填挖方路基的施工要求進行，填方一般從低處開始，按距路基頂面的不同高度控制壓實度標(biāo)準(zhǔn)，最后一層要翻松挖方地段，平整后和填方路段一起碾壓成型路基。5.1.3工藝流程框圖路堤放樣路堤放樣清理地表選擇土場擊實試驗填前壓實清除表土壓實度檢查測量標(biāo)高擊實試驗監(jiān)理簽認(rèn)路堤上土土方運輸含水量檢查平整壓實處理彈簧壓實度檢查邊坡修整排水施工填上層料監(jiān)理檢查5．1．4主要機械設(shè)備：推土機，鏟運機，挖土機，裝載機，平地機，壓路機，水車，自卸汽車，蛙式夯，氣夯等。5.2質(zhì)量檢驗方法及主要設(shè)備：5.2.1地基系數(shù)的檢測（K30法)：路基在外力作用下會產(chǎn)生變形，變形量直接影響到軌道的平順性和列車的舒適性，甚至影響到行車安全。而路基表層變形量很難用物理指標(biāo)(如壓實度)來衡量。因此需要建立一個力學(xué)指標(biāo)(地基系數(shù))來對工程質(zhì)量進行控制。K30平板載荷試驗作為一種抗力指標(biāo)，能夠直觀地表征路基剛度及承載能力，物理意義明確，針對性強，與傳統(tǒng)物理量綱相比具有明顯的優(yōu)越性。K30測試裝置主要由加載系統(tǒng)、量測系統(tǒng)兩大部分組成，其中加載系統(tǒng)由荷載板、千斤頂、油壓表、油泵、油管等組檢測地基系數(shù)時，K30底板與測試支架要水平地放置，同時由大型配重車輛提供反力，然后分級加載，每級荷載當(dāng)1min的沉降量不大于該級荷載產(chǎn)生的沉降量的1％，以保證地基在外力作用下充分下沉并達到穩(wěn)定。最后找出δ-S曲線上下沉量基準(zhǔn)值(1.25mm)時的荷載強度，按K30=δs/Ss測得該測點表層地基系數(shù)，單位為MPa/m。在現(xiàn)場檢測時，為了減小荷載板與地基面間的縫隙對試驗結(jié)果的影響，消除虛假沉降現(xiàn)象，應(yīng)在檢測開始前對地基進行預(yù)壓。同時還要注意在對路基進行每級加壓時，還需不斷給千斤頂補充因地基沉降而產(chǎn)生的卸載值，以保證路基在穩(wěn)定恒載下沉降達到穩(wěn)定。5.2.2路基壓實度的檢測(灌砂法)根據(jù)《時速200km新建鐵路線橋隧站設(shè)計暫行規(guī)定》、《客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)》，路基施工檢測采用孔隙率指標(biāo)。在對這一指標(biāo)進行檢測時，目前國內(nèi)主要采用核子密度儀法、環(huán)刀法、灌砂法等幾種方式。核子密度儀雖然檢測方式方便快捷，該類方法適用于測量各種土的密度和含水量。它的缺點是，放射性物質(zhì)對人體有害，另外需要打洞的儀器，在打洞過程中使洞壁附近結(jié)構(gòu)遭到破壞，影響測定的準(zhǔn)確性。對于核子密度儀法，可作施工控制使用，但要與常規(guī)方法比較，以驗證其可靠性。環(huán)刀法與灌砂法相比雖然體積小、操作簡便，但檢測時易受人為因素、土層干濕情況影響，且測試深度不易掌握，往往數(shù)值波動較大。灌砂法進行孔隙率檢測時，其工藝簡單且不受路基填料的影響，可以測定整個碾壓層的密度，對同一碾壓層多次測試數(shù)值波動較小，且受人為因素影響也小。灌砂法的檢測原理是：對現(xiàn)場路基挖坑取土樣稱其質(zhì)量，再用標(biāo)準(zhǔn)砂換算出坑土樣的體積(標(biāo)準(zhǔn)砂的密度和灌入坑中的砂的質(zhì)量是已知或能算出)，質(zhì)量與體積的比值即為濕密度。測出土的含水量，就可求出土的干密度，根據(jù)實驗室做出的填料的密度，計算出該測點填料的孔隙率。《標(biāo)準(zhǔn)》對不同結(jié)構(gòu)層的孔隙率有不同的要求。5.2.3動態(tài)變形模量動態(tài)平板荷載試驗是通過落錘試驗和沉陷測定來直接獲取土體動態(tài)特性的承載力指標(biāo)“動態(tài)變形模量值”的，以Evd表示，其計量單位為MPa。Evd和K30之間具有一定的相關(guān)性，動態(tài)平板荷載試驗可作為一種快速的試驗方法。動態(tài)變形模量測試儀由加載裝置、荷載板和沉陷測定儀三部分組成。測試原理：Evd=1.5×r×δ/S其中：r為圓形剛性荷載板的半徑，即150mm；δ為荷載板的最大動應(yīng)力，它是通過在剛性基礎(chǔ)上，由最大沖擊力7.07kN且沖擊時間為18ms時標(biāo)定得到δ=0.1MPa；S為實測荷載板下沉幅值；1.5為荷載板形狀影響系數(shù)。5.2.4動力觸探法動力觸探試驗是利用一定的錘擊動能，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打入土中的難易程度來判斷土層的工程性質(zhì)的一種方法。動力觸探可分為輕型、重型和特重型。輕型動力觸探可確定一般粘性土地基承載力，重型和特重型動力觸探可確定中砂以上的砂類土和碎石類土地基承載力，動力觸探還可用于查明地層在垂直和