擋土墻設(shè)計(jì)與驗(yàn)算說(shuō)明書(shū)

第三章?lián)跬翂υO(shè)計(jì)與驗(yàn)算說(shuō)明書(shū)擋土墻是用來(lái)支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。按照墻的設(shè)置位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻和山坡墻等類(lèi)型。重力式擋土墻依靠墻身自重支撐土壓力來(lái)維持其穩(wěn)定。一般多用片（塊）石砌筑，在缺乏石料的地區(qū)有時(shí)也用混凝土修建。重力式擋土墻圬工量大，但其型式簡(jiǎn)單，施工方便，可就地取材，適應(yīng)性強(qiáng)，故被廣泛采用。當(dāng)路肩墻與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相近，基礎(chǔ)情況相似時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用路肩墻，按路基寬布置擋土墻位置，因?yàn)槁芳鐡跬翂沙浞质湛s坡腳，大量減少填方和占地。若路堤墻的高度或圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低，而且基礎(chǔ)可靠時(shí)，宜選用路堤墻，并作經(jīng)濟(jì)比較后確定墻的位置。沿河堤設(shè)置擋土墻時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流情況來(lái)布置，注意設(shè)墻后仍保持水流順暢，不致擠壓河道而引起局部沖刷。擋土墻的布置擋土墻的縱向布置擋土墻縱向布置在墻趾縱斷面圖上進(jìn)行，布置后繪成擋土墻正面圖。布置的內(nèi)容有：確定擋土墻的起訖點(diǎn)和墻長(zhǎng)，選擇擋土墻與路基或其它結(jié)構(gòu)物的銜接方式。路肩擋土墻端部可嵌入石質(zhì)路塹中，或采用錐坡與路堤銜接，與橋臺(tái)連接時(shí)，為了防止墻后填土從橋臺(tái)尾端與擋土墻連接處的空隙中溜出，需在臺(tái)尾與擋土墻之間設(shè)置隔墻及接頭墻。路塹擋土墻在隧道洞口應(yīng)結(jié)合隧道洞門(mén)，翼墻的設(shè)置做到平順銜接；與路塹邊坡銜接時(shí)，一般將墻高逐漸降低至2m以下，使邊坡坡腳不致伸入邊溝內(nèi)，有時(shí)也可以橫向端墻連接。按地基及地形情況進(jìn)行分段，確定伸縮縫與沉降縫的位置。布置各段擋土墻的基礎(chǔ)。墻趾地面有縱坡時(shí)，擋土墻的基底宜做成不大于5%的縱坡。但地基為巖石時(shí)，為減少開(kāi)挖，可沿縱向做成臺(tái)階，臺(tái)階尺寸視縱坡大小而定，但其高寬比不宜大于1：2。布置瀉水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。擋土墻的橫向布置橫向布置，選擇在墻高最大處，墻身斷面或基礎(chǔ)形式有變異處以及其它必須樁號(hào)處的橫斷面圖上進(jìn)行。根據(jù)墻型、墻高及地基與填料的物理力學(xué)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)或套用標(biāo)準(zhǔn)圖，確定墻身斷面、基礎(chǔ)形式和埋置深度，布置排水設(shè)施等，并繪制擋土墻橫斷面圖。平面布置對(duì)于個(gè)別復(fù)雜的擋土墻，如高、長(zhǎng)的沿河曲線(xiàn)擋土墻，應(yīng)作平面布置，繪制平面圖，標(biāo)明擋土墻還應(yīng)繪出河道及水流方向，防護(hù)與加固工程等。擋土墻的基礎(chǔ)埋置深度1.對(duì)于土質(zhì)地區(qū)，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合下列要求：1)無(wú)沖刷時(shí)，應(yīng)在天然地面以下至少1m；2)有沖刷時(shí)，應(yīng)在沖刷線(xiàn)以下至少1m；2?受凍脹影響時(shí)，應(yīng)在凍結(jié)線(xiàn)以下不少于0.25m。當(dāng)凍深超過(guò)1m時(shí)，采用1.25m,但基底應(yīng)夯實(shí)一定厚度的砂礫或碎石墊層，墊層底面亦應(yīng)位于凍結(jié)線(xiàn)以下不少于0.25m。碎石、礫石和砂類(lèi)地基，不考慮凍脹影響，但基礎(chǔ)埋深不宜小于1m。對(duì)于巖石地基，應(yīng)清除表面風(fēng)化層。當(dāng)風(fēng)化層較厚難以全部清除時(shí)，可根據(jù)地基的風(fēng)化程度及其容許承載力將基底埋入風(fēng)化層中。墻趾前地面橫坡較大時(shí)，應(yīng)留出足夠的襟邊寬度，以防止地基剪切破壞。當(dāng)擋土墻位于地質(zhì)不良地段，地基土內(nèi)可能出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算，將基礎(chǔ)底面埋置在滑動(dòng)面以下或采用其它措施，以防止擋土墻滑動(dòng)。排水設(shè)施擋土墻應(yīng)設(shè)置排水措施，以疏干墻后土體和防止地面水下滲，防止墻后積水形成靜水壓力，減少寒冷地區(qū)回填土的凍脹壓力，消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。排水措施主要包括：設(shè)置地面排水溝，引排地面水；夯實(shí)回填土頂面和地面松土，防止雨水及地面水下滲，不要時(shí)可加設(shè)鋪砌；對(duì)路塹擋土墻墻趾前的邊溝應(yīng)予以鋪砌加固，一防止邊溝水滲入基礎(chǔ)；設(shè)置墻身泄水孔，排除墻后水。漿砌片石墻身應(yīng)在墻前地面以上設(shè)一排泄水孔。墻高時(shí)，可在墻上部加設(shè)一排匯水孔。排水孔的出口應(yīng)咼出墻前地面0.3m；若為路塹墻，應(yīng)咼出邊溝水位0.3m；若為浸水擋土墻，應(yīng)高出常水位0.3m。為防止水分滲入地基，下排泄水孔進(jìn)水口的底部應(yīng)鋪設(shè)30cm厚的粘土隔水層。泄水孔的進(jìn)水口部分應(yīng)設(shè)置粗粒料及濾層，以免孔道阻塞。沉降逢與伸縮縫為避免因地基不均勻沉降而引起墻身開(kāi)裂，需根據(jù)地質(zhì)條件的變異和墻高，墻身斷面的變化情況設(shè)置沉降縫。為了防止圬工砌體因收縮硬化和溫度變化而產(chǎn)生裂縫，以?xún)?nèi)感設(shè)置伸縮縫。設(shè)計(jì)時(shí)，一般將沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置，沿路線(xiàn)方向每隔10~15m設(shè)置一道，兼器兩者的作用，縫寬2~3m，縫內(nèi)一般可用膠泥填塞，但在滲水量大，填料容易流失或凍害嚴(yán)重地區(qū)，則宜用瀝青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料，沿內(nèi)、外、頂三方填塞，填深不宜小于0.15m。擋土墻設(shè)計(jì)驗(yàn)算本設(shè)計(jì)中，在K184+560-K184+600m段，由于填土路基邊坡高度為5m-10m，適合設(shè)置擋土墻以減少用地量。其中在K184+570m出設(shè)置一高度為6m的擋墻，擋墻的填土高度為2m。3.5.1設(shè)計(jì)資料墻身構(gòu)造：采用漿砌片重力式路堤墻，墻高6m,墻身分長(zhǎng)度10m，墻圖邊坡1：1.5，仰斜墻背1：0.25（a=-14。02'）。設(shè)計(jì)荷載：公路I級(jí)土壤地質(zhì)情況：土質(zhì)為砂性土，取最不利情況，申=37。，丫=18kN/m3，填土與墻背的摩擦角6=*申，容許承載力[b]=300KPa，基底摩擦系數(shù)f=0.4。擋土墻示意圖圖3-1重力式擋土墻計(jì)算示意圖強(qiáng)身材料：2.5號(hào)漿砌片，25號(hào)片石，砌體容重丫二22KN/m3,容許壓應(yīng)力kt]=600KPa，容許剪應(yīng)力匸]=100KPa，容許拉應(yīng)力L]=60KPa。xxl15車(chē)輛荷載換算換算土層%=7=17.6+(1+18%)=072215求破裂角ab+2h(b+d)+H(H+2a+2h)tana3x4.5+2x0.722x(4.5+0.75)+6x(6+2x3+2x0.722)x0.25A= 0 0 =(H+a)(H+a+2h) (6+3)(6+6+2x0.722)0=0.4388tan0二-tanp+\：''(cotQ+tanp)(tanp+A)=-tan41.5+J(cot37+tan41.5)(tan41.5+0.4388)二0.8262則0=arctan0.826=39.56°。演算是否交于荷載內(nèi)堤頂破裂面至墻踵：(H+a)tan0二9x0.8262二7.436荷載內(nèi)緣至墻踵:b—Htana+d=4.5+6x0.25+0.75二6.75荷載外緣至墻踵:b—Htana+d+b°二12.35貝V6.75<7.436<12.35故假定正確。

求主動(dòng)土壓力系數(shù)K和K1cos(e+申) cos(39.54+37)K= (tan0+tana)= x(tan39.54-0.25)sin(9+屮) sin(39.54+41.5)0.75=0.1340.75h= = =1.3021tan0+tana tan39.54-0.25b-atan0 4.5-3xtan49.54h= = =3.5123tan0+tana 0.8262-0.25h=H-h-h=6-1.302-3.512=1.0864 1 362K=1+竺(1-1)+竺=1+竺x(1-也)+2X°722x1?086=621HH H2 66求主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)位置ZxE=1YH2KK=1x18x62x0.134x1.458=66.04212E=Ecos(a+5)=66.04xcos(-14.1+18.5)=65.84XE=Esin(a+5)=66.04xsin(-14.1+18.5)=5.18yHa(H-h)2+hh(3h-2H) 63x(6-3.512)2+0.722x1.086x(3x1.086-2x6)Z= + 3 A4 4 =+y3 3H2K 3 3x62x1.4231=2.076傾斜基底，土壓力對(duì)墻踵的力臂改為Z=Z-0.190xb=2.076-0.190x1.56=1.78y1 y1Z=b-Ztana=1.56+1.78x0.25=2.01x1 1 y1(5)設(shè)計(jì)擋土墻截面：計(jì)算墻身重及力臂z如表7-1：G表7-1墻身重及力臂計(jì)算表體積V重量G力臂擋土墻結(jié)構(gòu)V=bH-0.190b21 1 1=1.56x6-0.190x1.562=8.90G=195.001Y=22KN/m3KZ=1[(H-0.190b)x0.25+b]G1 2 1 1=1[(6-0.190x1.560)x0.25+1.56]=1.49E,E——墻背主動(dòng)土壓力的水平與垂直分力；xYa――基底傾斜角，°；0M——基底摩擦系數(shù)，查經(jīng)驗(yàn)系數(shù)表取0.4；r 主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)組合為1、11時(shí)，r=1.4。Q1Q13.5.2穩(wěn)定性驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算1.1G+Y1.1G+Y(EQ1 y+Etga)—丫Etga]u+(1.1G+yEX0 Q2 0」 Q1y=[1.1x200.86+1.4x(5.18+65.84x0.2)—1.4x66.04x0.2]x0.4—yE+yEQ1X Q2P+(1.1x200.86+1.4x5.18)x0.2—1.4x65.84+1.4x66.04rN+(E—rN+(E—E)tga_1- X 0」u+EK= x _^0J C E一Ntga_[200.86+(—5.18+66.04)x0.2〕x0.4+66.0466.04—200.86x0.2_10.7>1.3故抗滑穩(wěn)定性符合要求抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算

GZ+GZ+EZK=—1_al 2_a2 y_y10 EZXx1195.8xl.49+5.06xl.02+1.7865.84x2.01=2.31>[k]=1.50符合抗傾覆要求穩(wěn)定?；讘?yīng)力驗(yàn)算B=b-0.190bx0.25=0.953b=0.953x1.56=1.487cm1111GZ+GZ+EZ-EZZ=1G1 2G2 yyl xX1N G+G+E1 2 y195.8x1.49+5.06x1.02+5.18x1.78-65.84