锚杆挡土墙设计与计算
锚杆挡土墙概述[1]
锚杆挡土墙概述
核心提示:
锚杆挡土墙是利用锚杆技术形成的一种挡土结构物。锚杆是一种新型的受拉构件,它的一端与工程结构物联结,另一端锚固在稳定的地层中,以承受土压力对结构物所施加的推力,从而利用锚杆与地层间的锚固力来维持结构物的
锚杆挡土墙是利用锚杆技术形成的一种挡土结构物。锚杆是一种新型的受拉构件,它的一端与工程结构物联结,另一端锚固在稳定的地层中,以承受土压力对结构物所施加的推力,从而利用锚杆与地层间的锚固力来维持结构物的稳定。
在50年代以前,锚杆技术只是作为施工过程的一种临时措施。50年代中期以后,西方国家在隧道工程中开始采用小型永久性的灌浆锚杆和喷射混凝土代替衬砌结构。锚杆挡土墙在我国的应用于1966年始于成昆线,继而在许多铁路线上修建,使用效果良好。现已广泛应用于铁路、公路、煤矿和水利等支挡工程中。
锚杆挡土墙按墙面的结构形式可分为柱板式挡土墙和壁板式挡土墙,如图10-35所示。柱板式锚杆挡土墙是由挡土板、肋柱和锚杆组成,如图10-35a)。肋柱是挡土板的支座,锚杆是肋柱的支座,墙后的侧向土压力作用于挡土板上,并通过挡土板传递给肋柱,再由肋柱传递给锚杆,由锚杆与周围地层之间的锚固力即锚杆抗拔力使之平衡,以维持墙身及墙后土体的稳定。壁板式锚杆挡土墙是由墙面板和锚杆组成,如图10-40b)所示。墙面板直接与锚杆连接,并以锚杆为支撑,土压力通过墙面板传给锚杆,依靠锚杆与周围地层之间的锚固力(即抗拔力)抵抗土压力,以维持挡土墙的平衡与稳定。目前多用柱板式锚杆挡土墙。
a)柱板式b)壁板式
图10-40 锚杆挡土墙类型
锚杆挡墙设计计算
锚杆挡墙设it计算
1、锚杆挡墙设计应包括下列内容:
1侧向岩土压力计算;
2挡墙结构内力计算;
3立柱嵌入深度计算;
4锚杆计算和混凝土结构局部承压强度以及抗裂性计算;
5挡板、立柱(肋柱或排桩)及其基础设计;
6边坡变形控制设计;
7整体稳定性分析;
8施工方案建议和监测要求。
2、坡顶无建(构)筑物且不需对边坡变形进行控制的锚杆挡墙,其侧向岩土压力合力可按下式计算:
E,ah=Eahβ2(9.2.2)
式中:E,ah——相应于作用的标准组合时,每延米侧向岩土压力合力水平分力修正值(kN);
Eah——相应于作用的标准组合时,每延米侧向主动岩土压力合力水平分力(k N);
β2—锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数,应根据岩土类别和锚杆类型按表9.2.
2确定。
表9.2.2锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数β2
3、确定岩土自重产生的锚杆挡墙侧压力分布,应考虑锚杆层数、挡墙位移大小、支护结构刚度和施工方法等因素,可简化为三角形、梯形或当地经验图形。
4、填方锚杆挡墙和单排锚杆的土层锚杆挡墙的侧压力,可近似按库仑理论取为三角形分布。
5、对岩质边坡以及坚硬、硬塑状黏性土和密实、中密砂土类边坡,当采用逆作法施工的、柔性结构的多层锚杆挡墙时,侧压力分布可近似按图9.2.5确定,图中e'ah按下列公式计算:
图9.2.5锚杆挡墙侧压力分布图
(括号内数值适用于土质边坡)
,=E ∖
,Mh O.875H 式中:e*ah ——相应于作用的标准组合时侧向岩土压力水平分力修正值(kN∕m 2);
H 一挡墙高度(m )。
6、对板肋式和排桩式锚杆挡墙,立柱荷载取立柱受荷范围内的最不利荷载效应标准组合值。
锚定板挡土墙设计
锚定板挡土墙设计
锚定板挡土墙设计
1. 引言:
锚定板挡土墙是一种用于反抗土壤侧推力和保护土壤稳定性的结构工程。本旨在提供一个详细的设计范本,包括设计原理、技术规范、计算方法等,以确保安全、可靠的锚定板挡土墙的设计。
2. 设计原理:
2.1 土壤力学基础知识:
土壤的力学行为、土壤侧压力、土壤容许应力等基本理论。
2.2 锚定板挡土墙的目的和作用:
保护土壤稳定,反抗土壤侧推力。
2.3 挡土墙的类型:
包括重力式挡土墙、锚定式挡土墙、剪力墙等。
2.4 锚定板挡土墙的组成:
锚杆、锚桩、锚杆连接件、挡土墙面板等。
3. 技术规范:
3.1 设计标准:
根据本地区的土木工程设计标准,包括挡土墙设计的相关规定。
3.2 特殊条件考虑:
考虑地震、洪水等特殊条件对挡土墙的影响。
4. 现场调查与数据采集:
4.1 地质勘察:
对工程区域的地质情况进行详细的调查和分析,包括土层性质、地下水位等。
4.2 坡面稳定性分析:
分析土壤的稳定性,包括土壤侧推力、抗滑稳定性等。
4.3 运输通道状况:
考虑到挡土墙的建设,需要评估运输通道的可行性和状况。
5. 设计计算:
5.1 土壤侧压力计算:
基于土壤力学原理,计算土壤的侧压力。
5.2 锚杆承载力计算:
根据钢材的材料特性和锚杆的几何特性,计算锚杆的承载力。
5.3 锚杆受力分析:
分析锚杆在不同工况下的受力情况,确保锚杆的安全性。
5.4 挡土墙的稳定性分析:
通过有限元分析或者其他方法,分析挡土墙的稳定性。
6. 施工建议:
6.1 基坑开挖和土方回填:
详细说明基坑开挖和土方回填的方法和要求。
6.2 锚杆安装:
锚杆挡土墙设计计算书(李林桂631202100110)
锚杆挡土墙设计计算书
锚杆挡土墙墙高8m,土体参数内摩擦角45°,土体重度21KN/m3,边坡坡度为40°,岩质边坡,底部假定自由,按《建筑边坡工程技术规范》计算。
(一)、内力计算:
1、土压力合力计算:
σA=0 σE=r·H=21×8=168KN/m2
合力E=1/2×r·H2=1/2×21×82=672KN
2、土压力的分布:
e hk =
H E hk 9.0=8
9.0672
⨯=93.33KN/m 2 布置锚杆后,相当于添加了活动绞约束,如下图:
m KN l l M AB AB B ·47.1196
6.128032p 2
-=⨯=⨯-= m KN l M DE D ·1402
12802p 2
2-=⨯-=-= CD
CD
CD BC BC BC CD D CD BC C BC B l b l a l M l l M l M ωω66)(2--=+++ dx x x M a B C
l BC BC ⋅⋅=⎰0)(ω
dx x px M x R B C
l B B ⋅⋅-+=⎰0
2
)2
(
24
634
22BC
BC B BC C pl l M l M -+= 同理,可得24
634
22CD CD D CD C CD
CD pl l M l M b -+=ω
故)222
(
812
D B BC
C M M pl M --= ]14047.119227.2280[
812
)(+⨯+⨯= m KN ·
44.192= M B =-119.47KN ·m M C =-192.44KN ·m M D =-140KN ·m BC 跨最大弯矩M=102.17 KN ·m CD 跨最大弯矩M=92.10 KN ·m (二)、肋柱和挡土板的结构设计:
锚杆挡墙计算书
肋板式锚杆挡墙计算书
一、1#肋板式锚杆挡墙Ⅰ段
本段锚杆挡墙拟建肋板式锚杆挡墙组成。上部已建肋板式锚杆挡墙高约12.5m,下部拟建挡墙高2.5~8.5m,上下两段挡墙坡率均为1:0.3,岩层由泥岩组成,土质边坡,坡高15~20m,长约500m,边坡安全等级为一级。
岩体内有一组外倾结构面对边坡稳定影响较大,外倾结构面倾角72°,粘聚力50 kPa,内摩擦角18°。泥岩岩体等效内摩擦角标准值取52°,破裂角取外倾结构面倾角72°与45°+ /2中的较小值,可取63.49°。
虽然本段挡墙上部为已建成锚杆挡墙,但因本次设计在现有挡墙下方开挖2.5~8.5m,会对现有挡墙产生较大影响,并且目前缺少已有挡墙的设计资料,无法对已有挡墙施工后的整体稳定做出判断。因此设计中对整个坡面采用肋板式锚杆挡墙加固,已有挡墙作为边坡稳定的安全储备。
设计采用锚杆水平间距2.0m,竖向间距2.5m,每束锚杆由2根直径28mm的二级钢筋组成,锚固长度4.5m。计算模型如图1所示。
图1 计算简图
肋板式锚杆挡墙的计算过程如下:
1 基本资料
(1)边坡工程安全等级: 一级
γ=1.1
(2)边坡重要性系数
(3)边坡变形控制要求: 很严格
(4)边坡几何参数
锚杆挡土墙高度H=17.94(m)
H=0(m)
坡顶覆土厚度
1
破裂面内坡顶坡顶建筑层数: 0
填土表面与水平面的夹角β=31 (°)
边坡坡率 1:n n=-0.3 (俯斜为正,仰斜为负)(5)边坡力学参数
γ=20(kN/m3)
土体重度
2
外倾结构面破裂角θ=72 (°)
C=50(kPa)
锚杆挡墙专项施工方案(计算书)
重庆市合川区北城沙坪路二期拆迁安置还房项目6#、7#楼边坡挡墙专项施工方案
批准:
审核:
初审:
编制:
深圳中海建筑有限公司
重庆市合川区北城沙坪路二期拆迁安置还房项目部
2012年03月12日
目录
第一节编制说明 (1)
第二节工程概况 (1)
第三节编制依据 (2)
一、施工合同 (2)
二、施工图纸 (2)
三、规范标准及其他文件 (2)
第四节施工准备 (2)
一、技术准备 (2)
二、管理组织架构 (3)
三、劳动力需求计划 (4)
四、机械需求计划 (4)
第五节施工部署 (5)
一. 施工平面布置 (5)
二. 边坡施工的分段分阶 (5)
三. 施工程序 (5)
第六节挡墙施工方案 (6)
一. 板肋式锚杆挡墙施工 (6)
二. 重力式挡墙施工 (8)
三. 伸缩缝施工 (9)
四. 排水沟施工 (9)
五. 其他施工 (9)
第七节质量保证体系和措施 (9)
一. 板肋式锚杆挡墙施工质量控制措施 (9)
二. 重力式挡墙施工质量控制措施 (10)
第八节安全管理和文明施工 (11)
第九节质量检验、监测及验收 (11)
一. 质量检验 (11)
二. 监测 (12)
三. 验收 (13)
6#、7#楼边坡挡墙专项施工方案
第一节编制说明
1.本工程的边坡挡墙有重力式挡墙和板肋式锚杆挡墙两种支护形式,主要以锚杆挡墙为主。1号、2
号、3号挡墙均为锚杆挡墙,4号、5号、6号挡墙为重力式挡墙。为了便于施工管理和资料管理,特将3号挡墙以伸缩缝为段从西向东进行分段编号为3-1号、3-2号、3-3号、3-4号、3-5号、3-6号挡墙。
2.施工顺序:1号挡墙→2号挡墙→3-1号挡墙→3-2号挡墙→3-3号挡墙→3-4号挡墙→3-5号挡墙→
挡土墙设计及验算(一)
挡土墙设计及验算(一)引言概述:
挡土墙是指用于挡住土方、水和其他材料的结构体,常用于土方工程的建设中。挡土墙的设计及验算是确保挡土墙稳定性和安全性的重要步骤。本文将从挡土墙的材料选择、墙体形式、荷载计算、结构设计和验算等五个大点进行详细阐述,并总结挡土墙设计及验算的关键要点。
正文:
一、挡土墙的材料选择
1. 土方材料的选择:挡土墙的土方材料应具备较高的稳定性和良好的排水性能。
2. 地基材料的选择:地基材料应具有适当的强度和稳定性,以满足挡土墙的荷载要求。
3. 钢筋混凝土的选择:钢筋混凝土是常见的挡土墙材料,其具有较好的承载能力和抗变形能力。
二、挡土墙的墙体形式
1. 均质挡土墙:均质挡土墙由同一材料构成,其设计和验算相对简单,适用于小型土方工程。
2. 工字型挡土墙:工字型挡土墙构造复杂,但能够有效地分担荷载,适用于大型土方工程。
3. 箱型挡土墙:箱型挡土墙由拼接的模块构成,便于施工和改进土方背景。
三、挡土墙的荷载计算
1. 挡土墙要承受来自土方、水压、地震等多种荷载,需要对这些荷载进行综合计算。
2. 荷载计算应考虑挡土墙的长期和短期荷载,以及不同方向和位置的荷载。
3. 荷载计算还需考虑土方背景的特性,例如坡度、土质和水位等。
四、挡土墙的结构设计
1. 挡土墙的结构设计包括墙体布置、剪力墙、锚杆和护坡等设计。
2. 墙体布置应满足荷载要求和施工条件,同时考虑土方背景的地形和地质情况。
3. 剪力墙的设置能提高挡土墙的整体稳定性和刚度,减少水平位移和变形。
五、挡土墙的验算
1. 挡土墙的验算是验证其结构设计的有效性和安全性。
锚杆挡土墙施工工艺
3-4 锚杆挡土墙施工工艺
3-4-1 工艺概述
适宜于岩石路堑和石料缺乏、地基不良以及挖基工作量大的地段,锚杆挡土墙是铁路基建工程一种轻型支挡形式,施工方便,工艺简易,施工速度快。
一、锚杆挡土墙的结构形式
1. 锚杆挡土墙由立柱、挡板和钢锚杆三部分组成。锚杆挡土墙组成部分和构造要求见图3-4.1所示。 ①立柱(也叫肋柱):断面采用矩形或方形。立柱间距根据土压力而定,一般在2~4m 之间。 ②锚杆:可分为单根锚杆和多根组合锚杆。
③挡板:可分为矩形挡板,槽型挡板和拱形挡板几种。 2.锚杆与柱的联结方式
①螺栓联结:用螺栓及垫板联结立柱和锚杆端部,这种联结适用于直径20~30各类粗钢筋。
②焊接联结:在立柱支点处安置钢垫板,然后在穿出钢垫板的钢筋头部焊数根8~10cm 长的短钢筋头,以代替螺帽;也可以穿过立柱和钢垫板的钢筋弯钩,以代替螺帽。
③自锚联结:在立柱支点并沿锚杆钢筋通
过的位置预留一个楔形孔道,待锚杆与立
柱安装就位后,用高强度混凝土填充楔形孔与钢筋周围的孔隙,形成握固锚杆的自锚头。 3.当挡土墙较高时,应布置成两级或多级挡土墙。每级之间设1.5~2m 宽的平台,自上而下逐级施工,避免边坡坍塌。每级挡墙不宜过高,一般为5~6m 。为便于立柱及挡板的安装,以竖直墙背为多。墙后应回填砂卵石等渗水材料,由下部泄水孔排入边沟内。 二、锚固有效长度计算
路堑锚杆挡墙可分为岩质地段和土质地段两种。 (1)岩质地段锚杆
L=σs/4u ·d L=(K-σs )/·d 式中 σs ——锚杆的极限抗拉强度(MPa )
五种常见挡土墙的设计计算实例
五种常见挡土墙的设计计算实例
挡土墙是一种用来抵御土体压力而阻挡土体滑动的结构。根据土方的
性质和施工条件的不同,挡土墙可以采用不同的设计计算方法。以下是五
种常见挡土墙的设计计算实例:
1.重力挡土墙:
重力挡土墙是最简单和常见的挡土墙类型。它的抗滑力主要靠墙体的
自重来提供。设计计算中,需要确定墙体的稳定安全系数,并根据土方的
强度和墙体材料的重量来确定墙体尺寸。例如,假设挡土墙高度为10米,土方的角度为30度,考虑到土方的自重和墙体的自重,需要确保挡土墙
的稳定系数大于1.5
2.反滑挡土墙:
反滑挡土墙通过墙后的土压力,抵消土方的滑动力。设计计算中,需
要根据土方的角度、土的重量和墙体材料的摩擦系数来确定墙体尺寸。例如,假设土方的角度为20度,土的重量为20kN/m3,墙体材料的摩擦系
数为0.6,需要计算出墙体的抗滑力,并确保墙体的稳定系数大于1.5
3.剪切挡土墙:
剪切挡土墙是一种由水平和垂直墙体组成的结构。水平墙体抵抗土压力,垂直墙体抵抗土体的剪切力。设计计算中,需要根据土方的性质、墙
体的尺寸和材料的强度来计算出水平和垂直墙体的稳定性。例如,假设土
方的角度为25度,墙体材料的强度为30MPa,需要计算出水平墙体的尺
寸和稳定安全系数,以及垂直墙体的尺寸和稳定安全系数。
4.底座挡土墙:
底座挡土墙是一种在挡土墙底部设置底座,以增加墙体稳定性的结构。设计计算中,需要根据土方的性质、底座的尺寸和墙体材料的强度来计算
出底座的稳定安全系数。例如,假设土方的角度为30度,底座的尺寸为
2米,墙体材料的强度为40MPa,需要计算出底座的稳定性和稳定安全系数。
锚定板挡土墙设计总结
班级:交工082班姓名:崔明学号:200800617
锚定板挡土墙
一、锚定板挡土墙概述
1.1锚定板结构与挡土原理
锚定板挡土墙由墙面系、钢拉杆与锚定板和填料共同组成,如图1所示。墙面系由预制的钢筋混凝土肋柱和挡土板拼装,或者直接用预制的钢筋混凝土面
板拼装而成。钢拉杆
外端与墙面系的肋柱
或面板连接,而内端
与锚定板连接,通过
钢拉杆,依靠埋置在
填料中的锚定板所提
供的抗拔力来维持挡
土墙的稳定。锚定板
挡土墙的主要优点是:结构轻,柔性大,占地少,造价低。它是一种适用于填土的轻型挡土结构,它与锚杆挡土墙的区别是:抗拔力不是靠钢拉杆与填料的摩阻力来提供,而是由锚定板提供。锚定板挡土结构可以用作挡土墙、桥台或港口码头的护岸。锚定板挡土墙和加筋土挡墙一样都是一种适用于填土的轻型挡土结构,但二者的挡土原理不同。锚定板挡土结构是依靠填土与锚定板接触面上的侧向承载力以维持结构的平衡,不需要利用钢拉杆与填土之间的摩擦力。因此它的钢
拉杆长度可以较短,钢拉杆的表面可以用沥青玻璃布包扎防锈,而填料也不必限用摩擦系数较大的砂性土。从防锈、节省钢材和适应各种填料三个方面比较,锚定板挡土结构都有较大的优越性,但施工程序较加筋土挡墙复杂一些。
1.2锚定板挡土墙类型
锚定板挡土墙按其使用情况可分为路肩墙、路堤墙、货场墙、码头墙和坡脚墙等,如图2(a)-(d)所示。按墙面的结构形式可分为肋柱式和无肋柱式,如图2(c) -(f) 所示:
图2
肋柱式锚定板挡土墙的墙面系由肋柱和档土板组成,一般为双层拉杆,锚定板的面积较大,拉杆较长,挡土墙变形较小。无肋柱式锚定板挡土墙的墙面系由钢筋混凝土面板组成。外表美观、整齐、施工简便,多用于城市交通的支挡结构物工程。锚定板挡土墙是锚定板挡土结构中的一种,本文将以肋柱式锚定板挡土墙为例介绍这种支挡结构的设计计算方法。
肋柱式锚杆挡土墙设计及应用
图 1 肋 柱 式 锚 杆 挡 土 墙 —1 图 1 2 岩 质 边坡 土 压 力公 布 图 —
N = ncS 1 仅) (— ) n R /O ( 一 1 2 3
[互 匣 二 ]
西铁科技
肋 柱 式锚 杆 挡 土墙 设 计 及 应 用
式 中 一 柱 相 对 于 铅垂 线 的 肋 倾 角 () 。; B一 杆 对 水 平 方 向 的 倾 角 锚
了实例 分析 。 关 键词 : 肋柱 式 锚杆 挡 土墙 土压 力 锚杆 有 效 长度
0引 言
锚 杆 式 挡 土 墙 是 由钢 筋 混 凝
11土压 力计 算 。
12肋柱 设计 计算 _ 肋 柱 式 锚 杆 挡 土 墙 每 根 肋 柱 承受 相邻 两跨 中至 中的土 压力 。假
111作 用 于 锚 杆 挡 土墙 墙 背上 的 ..
荷 载 组 合 应 按 重 力 式 挡 土 墙 有 关 规定 计算 。墙 背 主动 土压力 可 按库 伦 土压力 理 论计算 其 水平 分力 。锚 杆 挡 土墙 为 多 级 时 , 分 别计 算 其 应
墙 背土压 力 。
土 肋 柱 、 面 板 和锚 杆 组 成 的 支挡 墙 建 筑 物 , 依靠 锚 固在 稳 定地 层 内 它
式 锚 杆挡 土 墙 采 用灌 浆 锚 杆 , 有 具 较 大 的抗 拔 力, 可用 作路 堑挡 土墙 。
锚杆计算书
锚杆喷射混凝土挡墙设计计算书
姓名:王俊淇学号:20056113052
(1)工程概况
S)Ⅲ类岩质边坡,高度为20m,边坡的走向为东西方向,长度为60m,边坡岩层为侏罗系(J
2
=70kPa,中泥岩。岩层状270°<30°,存在一组外倾斜结构面,其产状为180°<50°,结构面C
i
内摩擦角为15°,顶部无附加荷载,无地下水,安全等级为二级。
试设计锚杆挡墙。
(2)设计依据
1)《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001。
2)《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002。
3)《重庆市建筑地基基础设计规范》DB 50/5001-1997。
4)《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002。
5)《建筑边坡支护技术规范》DB 50/5018-2001。
6)《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2002。
7)《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001。
8)《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001。
9)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB 50086-2001等。
(3)设计参数
1)边坡类别:Ⅲ类。
2)边坡重要性系数为1.00(边坡工程安全等级为二级)。
3)岩土参数:
①中风化岩体:γ=25kN/m3,c=0.14×0.90(时间效应系数)=0.126MPa,内摩擦角φ=29°×0.90(时间效应系数)=26.1°
=70kPa,内摩擦角φ=21°。
②外倾结构面:C
i
③中风化岩石天然抗压强度标准值:3.0MPa。
④岩体破裂角:50°。
⑤M30水泥砂浆与岩石之间的粘结强度:0.22MPa。
锚杆式挡土墙土压力的设计与养护技术
锚杆式挡土墙土压力的设计与养护技术
摘要为了防止填土或者土体坍塌等情况的发生,需要建造支撑填土或者土体的挡土墙,在有的地形,由于其特殊地形不需要建造挡土墙,然而有的就需要建造挡土墙来保证坡土的稳定,以免发生土体坍塌,可见挡土墙在一些特殊地段的重要性,在建造挡土墙时也要考虑地形的结构,因地制宜,只有这样才能建造出合适的挡土墙来避免坍塌等现象的发生,因此挡土墙的设计就尤为重要,选择怎样的挡土墙能节约成本,怎样的挡土墙能适用这个地形,这都是挡土墙设计需要考虑的,不仅如此,当挡土墙建好之后,如何对挡土墙进行养护也是至关重要的,如果不能做好养护工作,那么挡土墙也会丧失它的作用,可见养护工作也是关键的环节。本文从挡土墙的设计要点出发,介绍了锚杆式挡土墙的设计以及有关于锚杆式挡土墙土压力的计算,并对挡土墙的养护和加固做了有关论述。
关键词挡土墙设计形式养护技术加固技术
1引言
为了防止水土流失和保证建筑物的安全,在一些特殊地形,比如一些高度差特别大的地区,就需要建筑挡土墙来保证建筑物的安全。锚杆式挡土墙近年有了迅速的发展,随着扩孔技术和注浆技术及优化设计的推广,它的应用范围不断扩大,而对后期挡土墙的养护工作也是非常重要的,它确保了挡土墙能发挥出它的作用,保证了人民的生命财产不受损失。本文以锚杆式挡土墙为例,对锚杆式挡土墙的设计要求以及锚杆式挡土墙的特点和适用范围做了论述,并对土压力的计算加以总结,最后对挡土墙的养护工作提出了几点建议。
2挡土墙的设计
2.1挡土墙简介
在复杂的地形工程设计中为了降低项目成本,而经常结合当地条件,设置高低不同的台地来避免一些坍塌事故的发生。在对台地的边界进行处理时一般有两种处理方法,一个是自然放坡,另外就是当自然放坡不能起到稳定作用时,需要建造的挡土墙。
挡土墙设计及验算
挡土墙设计
设计条件:
双向四车道设计车速为80km/h的一级公路某横断面,设计荷载公路-I级,拟设一段路肩挡土墙(重力式挡土墙墙身材料采用7.5号砂浆,25号片石;衡重式挡土墙墙身材料采用10号砂浆,50号片石;悬臂式挡土墙墙身材料采用C30钢筋混凝土)。
路基填土(砂性土)高度为4m,基底为饱和的砂性土地基,基底摩擦系f=0.4,地基承载力130 KPa,墙身分段长度为10m。回填土为砂类土,内摩擦角φ=35°,墙背与填土间的摩擦角17.5°,容重为γ=18kN/m3。广州市抗震设防烈度为7度(0.1g),只采取抗震构造措施,计算不考虑地震作用。
Q:
1.墙底摩擦系数取值及其影响?
2.地基土内摩擦系数取值及其影响?
3.墙后填土内摩擦角取值及其影响?
4.主动土压力受什么影响?
5.地基承载力特征值提高系数(含墙趾值提高系数、墙踵值提高系数、平
均提高系数)如何选定?
6.不均匀沉降是什么原因导致?参数如何体现?
7.不同类型挡土墙的适用性如何?
挡土墙的设计与验算(以极限状态设计的分项系数法进行设计):
(1) 进行车辆荷载换算;
(2) 利用有关设计手册中的相应公式,计算主动土压力,求出土压力的大小、方向及作用点;
(3) 设计挡土墙截面:先拟定墙身尺寸,然后进行:
a) 抗滑稳定性计算;
b) 抗倾覆稳定性验算;
c) 基底应力验算;
d) 截面应力验算;
e) 挡土墙截面尺寸的调整与选取。
(4) 画出选用的挡土墙横断面图,整理计算书等有关设计文件。
一、挡土墙形式的选择:
选择原则:
(1)用途、高度与重要性;
(2)地形、地质条件;
锚杆挡土墙施工方案
1、施工工艺
施工工艺如下:
土石方开挖→边坡修整→搭设施工支架及平台→测量锚孔桩桩位及倾角→锚杆钻机就位→锚孔钻进→清洗锚孔→钢筋配合下料制作→锚筋安装→注浆管安装→锚孔压浆竖向两段全部完成后进行压顶梁砼浇筑(养护)
2﹑开挖方式
采用挖掘机、液压炮机对土石方及边坡进行开挖,肋柱位置采用手持风镐开挖。确保整个开挖作业不影响锚杆锚固区域和基础岩体,天然基岩超挖量不大于10cm。
3、锚杆施工的主要方法
(一)钻孔
(1)钻孔前,对岩面按设计边坡进行刷坡整修,并清除岩面松石,再按设计图用全站仪和钢尺布置孔位,并用红油漆进行标识。
(2)锚孔的位置用钢管脚手架搭设钻孔平台,搭设的平台必须有足够的刚度和稳定性,确保钻机和操作人员的安全。
(3)钻机就位;钻机平台搭设好后,将钻机放于锚孔处,校正主轴倾角,从而保证锚杆倾斜度。然后移动钻机,使主轴中心对准孔位,固定钻机,防止钻机在钻进过程中钻机移动。
(4)钻进:开孔时,采取开孔钻具低速钻进,不致钻头发生晃动,待施工正常后,改用长钻具中速钻进,直至达到设计孔深。在钻进中遇岩石层破碎,孔壁垮塌时,应立即提钻,改用大一级钻具进行扩孔后,下套管,以保证工程顺利进行。套管在水泥砂浆灌注后,应及时拔除。
(5)、钻孔时应注意事项。钻进时冲气压(压力水)从钻杆中心流向孔底,在一定水压力(约0.15-0.30Mpa)下,水流携带钻削下来的土(岩)屑从钻杆与孔壁之间的孔隙处排出孔外。钻进时要不断供水冲洗(包括接钻杆和暂时停机时),而且要始终保持孔口的水位。待钻到的设计深度(一般钻孔深度要大于土层锚杆长度0.5-1.0m)后,继续用压力水冲洗残余在钻孔中的土屑,直到水流不显混浊为止。
挡土墙设计及验算
挡土墙设计
设计条件:
双向四车道设计车速为80km/h的一级公路某横断面,设计荷载公路-I级,拟设一段路肩挡土墙(重力式挡土墙墙身材料采用号砂浆,25号片石;衡重式挡土墙墙身材料采用10号砂浆,50号片石;悬臂式挡土墙墙身材料采用C30钢筋混凝土)。
路基填土(砂性土)高度为4m,基底为饱和的砂性土地基,基底摩擦系f=,地基承载力130 KPa,墙身分段长度为10m。回填土为砂类土,内摩擦角φ=35°,墙背与填土间的摩擦角°,容重为γ=18kN/m3。广州市抗震设防烈度为7度(),只采取抗震构造措施,计算不考虑地震作用。
Q:
1.墙底摩擦系数取值及其影响
2.地基土内摩擦系数取值及其影响
3.墙后填土内摩擦角取值及其影响
4.主动土压力受什么影响
5.地基承载力特征值提高系数(含墙趾值提高系数、墙踵值提高系数、平
均提高系数)如何选定
6.不均匀沉降是什么原因导致参数如何体现
7.不同类型挡土墙的适用性如何
挡土墙的设计与验算(以极限状态设计的分项系数法进行设计):
(1) 进行车辆荷载换算;
(2) 利用有关设计手册中的相应公式,计算主动土压力,求出土压力的大小、方向及作用点;
(3) 设计挡土墙截面:先拟定墙身尺寸,然后进行:
a) 抗滑稳定性计算;
b) 抗倾覆稳定性验算;
c) 基底应力验算;
d) 截面应力验算;
e) 挡土墙截面尺寸的调整与选取。
(4) 画出选用的挡土墙横断面图,整理计算书等有关设计文件。
一、挡土墙形式的选择:
选择原则:
(1)用途、高度与重要性;
(2)地形、地质条件;
(3)就地取材、经济、安全。
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XXXX工程锚杆挡土墙计算分析报告
XXXX设计院
XXXX年XXX月
目录
第一章概述 (1)
第二章锚杆挡土墙计算理论 (1)
第三章锚杆挡土墙计算 (1)
第一章概述
锚杆挡土墙是由钢筋混凝土墙面和钢锚杆组成的支挡建筑物,它是靠锚杆锚固在稳定地层内,能承受水平拉力来维持墙的平衡,因此地基承载力一般不受控制,从而能克服不良地基的困难。在高边坡的情况下,且可采用自上而下逐级开挖和施工的办法,可以避免边坡坍塌,有利于施工安全。
锚杆使用灌浆锚杆,采用钻机钻孔,毛孔直径一般为100~150mm,锚杆材料为HRB335钢筋和由7根钢丝构成φ12.7mm 的预应力钢绞线。锚杆钢筋以一根或数根钢筋组成;锚杆锚索以一束或数束钢绞线组成。锚杆插入锚孔内后再灌注水泥砂浆。灌浆锚杆亦可用于土层,但由于土层与锚杆间的握固能力较差,尚需要加压灌浆或内部扩孔的方法以提高其抗拔能力。
锚杆挡土墙的墙面,一般用肋柱和挡土板组成,其结构布置应根据工点的地形和地质条件、墙高及施工条件等因素,考虑挡土墙是否分级和每级挡土墙的高度来决定。当布置为两级或两级以上时,级间可留1~2米的平台,如图1。
肋柱的间距应考虑工地的起吊能力及锚杆的抗拔能力等因素,一般可选用2.0~3.5米。每根肋柱根据其高度可布置多根锚杆。锚杆的位置应尽可能使肋柱所受弯矩均匀分布。
肋柱视为支承于锚杆(或支承于锚杆和地基)的简支梁或连续梁。肋柱的底端视地基的强度及埋置深度,一般设计时假定为自由或铰支端,如基础埋置较深且为坚硬的岩石时,也可以作为固定端。当底端
固定时,应考虑地基对肋柱基础的固着作用而产生的负弯矩。
图 1
第二章 锚杆挡土墙计算理论
锚杆挡土墙计算的主要内容有:肋柱、锚杆和挡土板的内力计算;肋柱底端的支承应力检算;肋柱、挡土板、锚杆和锚头的设计等。
a) 肋柱和锚杆的内力计算
假定肋柱与锚杆联结处为一铰支点,把肋柱视为简支梁或连续梁。锚杆为轴心受拉构件。
i. 当肋柱仅有两根锚杆,且底端为自由端时,可假定按两端
悬臂的简支梁计算,如图2所示。
图 2 假定肋柱为简支梁的计算草图
(1)肋柱的支点反力
2
3)(l l Z P R A -= A b R P R -=
式中 P —作用于每根肋柱上的土压力的合力
L q q P H )(2
10+=;
δσcos 00l q =;
δσcos l q H H =;
0σ、H σ—锚杆挡土墙墙顶及底端的单位土压力;
δ—墙背摩擦角;
l —肋柱间距;
L —肋柱全长,α
cos H L =; α—肋柱竖向倾角。
Z —土压力合力的作用点至肋柱底端的长度,
H
H q q q q L Z ++⋅=0023 (2)肋柱的弯矩
210210)(6
121l q q l q M A A ---= 3323)(3
121l q q l q M B H B B ---= 令x 为任意截面至肋柱顶的长度,则
3020162)(x L
q q x q l x R M H A AB ----= 取02200=---=x L
q q x q R dx dM H A AB 由上式求得x 值,代入AB M 即得AB 间m ax M 值。
(3)肋柱剪力
)(2
101A A q q l Q +-=上
上下A A A Q R Q +=
)(2021B B A q q l l R Q ++-=上
上下B B B Q R Q +=
ii. 视肋柱为连续梁(包括底端固定)时的内力计算
(1)求肋柱的支点弯矩
在求支点弯矩时,可采用弯矩分配法进行计算。
(2)解肋柱力矩、剪力、反力的一般公式
算得连续梁(即肋柱)各支点弯矩之后,即可用静力平衡
的条件算出各截面的弯矩、剪力以及各支点的反力。
截取连续梁的第n 及n+1跨作为简支梁,如图3所示,其
支点反力为:
n
n n n n l M M A A 10--+= n n n n n l M M B B -+
=-10
在距左支点x 处的截面内,其弯矩及剪力为:
110--+-+=n n n n x x M x l M M M M n
n n n x l M M Q Q 10--+=
图 3 连续梁某一节点的内力计算
在以上各式中,0
0B n n A 、及00Q M x x 、系指由于测向土压力所引起的简
支梁支点反力及任意截面的弯矩、剪力。
连续梁第n 支点反力等于来自该支点左右两端的剪力之差:
左
右n n n Q R Q -=
右n Q 等于1+n l 跨度内的左端反力1+n A 。左n Q 等于n l 跨度内的右端反力n B 的负值。故第n 个支点反力又可用下式表示:
n
n n n n n n n n n n l M M B l M M A B A R -++-+=+=-++++1011011 iii. 锚杆的内力计算
截取肋柱某一支点n ,如图4所示。
图 4 锚杆拉力与支点反力的关系
由连续梁求得n 支点反力为n R 。令锚杆轴向力为n N ,则
)
cos(αβ-=n n R N α—肋柱的竖向倾角;
β—锚杆对水平向的倾角。如βα=,则n n R N =。
b) 肋柱底端支承应力检算
i. 基底应力检算
(1) 支点反力沿平行于肋柱的分力为:
)(αβ-∑tg R n
(2) 肋柱自重
abH W a γ=
式中 a 、b ——肋柱的宽度及厚度
H ——墙高
γ——钢筋混凝土容重。
(3) 作用在肋柱基底上的诸力之和为:
abH tg R N n γαβ+-∑=∑)(`
(4) 基底应力为:
][`
σσ≤∑=ab
N 式中 ][σ——基底的容许应力。
ii. 基脚侧向应力
为简化计算,令铰支端的反力0R 作用点在基脚埋深h 的
中心。肋柱底端视为铰支时,故要求:
]
[cos 0V a R h σα≥