懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)

懸臂式擋土墻工程實(shí)例——成都市三環(huán)路與鐵路立交工程設(shè)計(jì)路段為K23+385.728—K23+486.726右幅快車道；已知，填方最大高度5米，地基承載力設(shè)計(jì)值=150kpa,墻身設(shè)計(jì)高度H=4m；填土標(biāo)準(zhǔn)重度=18KN/m3，填土表面均布荷載q=10KN/m2,填土內(nèi)摩擦角Φ=35。,底板與地基摩擦系數(shù)f=0.3,墻身采用C20混凝土，HRB335鋼筋。截面選擇選擇懸臂式擋土墻。尺寸按懸臂式擋土墻規(guī)定初步擬定，如圖所示根據(jù)規(guī)范要求H1=H=400mm,H2=H-H1=3600mm,H0=810mm,b=250mm,B=0.8H=3200mm；地面活荷載q的作用，采用換算立柱高：B3的初步估算：B1=B-B3-B2=3200-2230-470=500mm荷載計(jì)算1.土壓力計(jì)算由于地面水平，墻背豎直且光滑，土壓力計(jì)算選用朗金理論公式計(jì)算：地面處水平壓力：A=H。*Ka=180.271=2.71kpa懸臂底B點(diǎn)水平壓力：B=(H。+H2)Ka=18(+3.6)0.271=20.27kpa底板c點(diǎn)水平壓力：c=(H。+H2+H1)Ka=18(+3.6+0.4)0.271=22.22kpa

土壓力及合力作用點(diǎn)位置：Ea1=AH2=2.713.6=9.76KN/m；Za1=+H1=2.2mEa2=(B-A)H=（20.27-2.71）3.6=31.61KN/m；Za2=H2+H1=1.6mEa3=(c-A)H=(22.22-2.71)4=39.02KN/m；Za3=（H1+H2）=1.333m2．豎向荷載計(jì)算（1）立臂自重力鋼筋混凝土標(biāo)準(zhǔn)容重γk＝25kN/m3，其自重力G1k=(3.6+0.81)25=39.69KN/mX1=0.5+0.224.410.50.220.254.41(0.22+0.125)(0.50.224.41+0.254.41)=0.7844m（2）底板自重力G2k=(0.5+0.47+2.23)0.425=32KN/mX2==1.6m（3）地面均布活載及填土的自重力G3k=(q+γH2)B1=(10+183.6)2.23=166.81KN/mX3=0.5+0.47+=2.085m三、抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算穩(wěn)定力矩=39.690.7844+321.6+166.812.085=430.13KN*m/m傾覆力矩

Mqk=Ea1*Za1+Ea3*Za3=9.672.2+39.021.333=73.49KN*m/m故穩(wěn)定四、抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算豎向力之和Gk=Gik=39.69+32+166.81=238.50KN/m抗滑力Ff=Gk*f=238.500.3=71.55KN/m滑移力E=Ea1+Ea3=9.76+39.02=48.78KN/m故穩(wěn)定五、地基承載力驗(yàn)算地基承載力采用設(shè)計(jì)荷載，分項(xiàng)系數(shù)：地面活荷載r1＝1.30；土荷載r2＝1.20；自重r3＝1.20?；A(chǔ)底面偏心距e0，先計(jì)算總豎向力到墻趾的距離：MH=1.3Ea1*Za1+1.Ea3*Za3=1.39.762.2+1.239.021.333e0=90.33KN/mGk=1.2(39.69+32+183.62.232.085)=288.42KN/mMv=1.2(39.690.7844+321.6+183.62.232.085)+1.3（102.232.085）=520.79KN*m/m偏心距e==1.49m=-e=-1.49=0.11m<=0.53m地基壓力max==(1+6)=108.72kpamin==(1-6)=71.54kpamax=108.72<=150kpa故地基承載力滿足要求.六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)立臂與底板均采用C20混凝土和HRB335級(jí)鋼筋，查表得fcd＝9.2Mpa，ftd＝1.06Mpa，ftk=1.54Mpa,Ec=2.55104Mpa,fsd＝280Mpa，f1sd=280Mpa,Es＝2×105Mpa立臂設(shè)計(jì)底截面設(shè)計(jì)彎矩M=1.39.76+1.231.61=68.36KN*m/m標(biāo)準(zhǔn)彎矩Mk=9.76+31.61=55.50KN*m/m有效高度h0=250-30=220mm由fcd*b*X=fsd*As得X==0.03As其中混凝土保護(hù)層厚度C=30mmM=fsd*As*(250-30-)代入化簡(jiǎn)得：0.0152A2s-220As+244143=0即As=13257mm2（舍），As=1217mm2取16@165鋼筋，As=1219mm2裂縫驗(yàn)算=最大裂縫寬度不滿足，改用16@125鋼筋，As=1609mm2故裂縫寬度滿足要求墻踵板根部D點(diǎn)設(shè)計(jì)彎矩：

墻趾板根部B點(diǎn)設(shè)計(jì)彎矩：

標(biāo)準(zhǔn)彎矩計(jì)算，由前面計(jì)算可知，標(biāo)準(zhǔn)荷載作用時(shí)：

此時(shí)地基壓力：

墻踵板強(qiáng)度設(shè)計(jì)：混凝土保護(hù)層厚度C=30mm，有效高度h0=400-30=370mm,b=1000mm同理受壓區(qū)高度X=0.03As=fsd*As*(370-)代入化簡(jiǎn)得：0.015A2s