挡土墙设计与验算(手算)
挡土墙计算实例
挡土墙计算
一、设计资料与技术要求:
1、土壤地质情况:
地面为水田,有60公分的挖淤,地表1—2米为粘土,允许承载力为σ=800KPa;以下为完好砂岩,允许承载力为σ=1500KPa,基底摩擦系数为f在~之间,取;
2、墙背填料:
选择就地开挖的砂岩碎石屑作墙背填料,容重γ=20KN/M3,内摩阻角 =35º;
3、墙体材料:
号砂浆砌30号片石,砌石γr=22 KN/M3 ,砌石允许压应力σr =800KPa,允许剪应力τr =160KPa;
4、设计荷载:
公路一级;
5、稳定系数:
Kc=,Ko=;
二、挡土墙类型的选择:
根据从k1+120到K1+180的横断面图可知,此处布置挡土墙是为了收缩坡角,避免多占农田,因此考虑布置路肩挡土墙,布置时应注意防止挡土墙靠近行车道,直接受行车荷载作用,而毁坏挡土墙;
K1+172断面边坡最高,故在此断面布置挡土墙,以确定挡土墙修建位置;为保证地基有足够的承载力,初步拟订将基础直接置于砂岩上,即将挡土墙基础埋置于地面线2米以下;因此,结合横断面资料,最高挡土墙布置端面K1+172断面的墙高足10米,结合上诉因素,考虑选择俯斜视挡土墙;
三、挡土墙的基础与断面的设计;
1、断面尺寸的拟订:
根据横断面的布置,该断面尺寸如右图所示:
1B =1.65 m 2B =1.00 m 3B =3.40 m
B =4.97 m 1N = 2N = 3N =
1H =7.00 m 2H =1.50 m H =9.49 m
=d + = 1.6 m
α=1arctan N =2.0arctan = º
挡土墙计算表xls
挡土墙计算表xls
挡土墙计算表xls:实用建筑土木工程计算工具
随着建筑行业的不断发展,土木工程已经成为不可或缺的一部分。在土木工程中,挡土墙的设计与施工是关键环节之一。为了保证挡土墙的稳定性和安全性,我们需要精确计算相关参数。为了解决这一问题,我们制作了一份挡土墙计算表xls,帮助工程师轻松完成计算任务。使用方法:
1、在对应表格中输入参数值,如基础埋深(d)、基底摩擦力(f)、墙体高度(H)、墙体材料容重(ρ)等。
2、根据公式,自动计算出所需参数的值,如墙体底部压应力(σ)、墙体底部弯矩(M)、墙体侧向位移(Δu)和墙体沉降量(Δl)等。
3、根据计算结果,对挡土墙进行优化设计或调整,以满足实际需求。注意事项:
1、计算表仅作为初步计算和设计参考,实际工程中还需根据具体情况进行细致分析和优化。
2、如有疑问或需要进一步咨询,请联系专业工程师或相关机构。
通过使用挡土墙计算表xls,工程师可以更加便捷地完成相关计算任
务,提高工作效率。该工具还可以帮助新手工程师快速掌握挡土墙计算方法,减少出错概率。在实际应用中,我们还将不断完善和优化该工具,以满足更多用户的需求。
挡土墙计算实例
1、概况:
大泉线 K3+274 到地面 K3+480 路基左侧侵占河道,为防止水流冲刷路基设置路肩挡土墙。
2、确定基础埋深:
参照原路段设置浆砌片石护坡,基础埋深设置 1.5m ;基底土质取砂类土,基底与基底土的摩擦系数μ=0.3 ,地基承载力基本容许值 f=370kPa。
3、墙背填料:
选择天然砂砾做墙背填料,重度γ=18k N/m3 ,内摩擦角φ=35º ,墙后土体对墙背的摩擦角δ = ( 2/3 ) φ=23 º。
4、墙体材料:
采用浆砌片石砌筑,采用 M7.5 号砂浆、 MU40 号片石,砌石γr=23 KN/M3 ,轴心抗压强度设计值[σa] =1200KPa ,允许剪应力[τj] =90KPa ,容许弯拉应力[σwl] =140KPa。路基设计手册 P604
5、设计荷载:
公路一级。
6、稳定系数:
抗滑稳定系数[Kc]=1.3 ,抗倾覆稳定系数[Ko]=1.5。
1、断面尺寸的拟订:
查该路段路基横断面确定最大墙高为 6.8m ,选择仰斜式路肩挡土墙,查标准图确
定断面尺寸,如下图所示:
2、换算等代均布土层厚度 h 0 :
根据路基设计规范, h 0 = q ,其中 q 是车辆荷载附加荷载强度 ,墙高小于 2m 时 ,取
Y
20KN/m 2 ;墙高大于 10m 时,取 10KN/m 2 ;墙高在 2~10m 之间时,附加荷载强度用直 线内插法计算, Y 为墙背填土重度。
10 一 6.8 10 一 2
h 0 = Y q = 1184 =0.78kPa
3、计算挡土墙自重并确定其重心的位置
A 墙=9.104m 3,则每延米挡土墙自重 G = γA 墙 l 0 = 23×9.104×1KN = 209.392 KN
挡土墙设计与验算(手算)
第一章挡土墙设计与验算(手算)
1.设计资料
1.1 地质情况:
地表下1 m内为亚粘土层,容重γd=18kN/m3,内摩擦角ϕd=23º ,摩擦系数f d =0.5 ; 1m以下为岩层,允许承载力[σd] =700kPa,此岩层基底摩擦系数取 f d =0.6
1.2 墙背填料
选择就地开挖的碎石作墙背填料,容重γt=19kN/m 3 ,内摩阻角ϕt=43°,墙背摩擦角δt=21.5
1.3 墙体材料
采用M7.5砂浆40号片石通缝砌体,砌体容重γqr=25kN/m3,砌体摩擦系数f q =0.45 , 允许偏心距[e q] =0.25B ,允许压应力[σqa] =1200kPa,允许剪应力[τqj] =90kPa,允许拉应力[τql]=90kPa,允许弯拉应力[τqwl]=140kPa 2.技术要求
2.1 设计荷载:
公路Ⅰ级
2.2 分项系数:
Ⅰ类荷载组合,重力γG=1.2 ,主动土压力γQ1=1.4
2.3 抗不均匀沉降要求:
基地合力偏心距[e]≤1/5B
3.挡土墙选择
根据平面布置图,K2+040~K2+100为密集居民区,为收缩坡角,避免多占用地,同时考虑减小墙高,因此布置仰斜式路堤挡土墙。K2+080处断面边坡最高,故以此为典型断面布置挡土墙
4.基础与断面的设计
1、换算荷载土层高
h
当m 2≤H 时,
a
KP q 0.20=;当m H 10≥时,a
KP q 10=
由直线内插法得:H=9m 时,()a
KP q 25.1162102102020=-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛---=
换算均布土层厚度:m q
h 25.1925
挡土墙设计计算书
目录
一、工程概况 (2)
二、设计依据 (2)
三、截面选择 (2)
四、荷载计算 (4)
五、抗倾覆稳定验算 (5)
六、抗滑稳定验算 (5)
七、地基承载力验算 (6)
八、结构设计 (7)
九、挡土墙施工大样图 (10)
一、工程概况
某海滨地区为一无石料区域,该地区将建设大量的公寓,而附近边坡经常出现滑坡和塌方现象,经过专家论证采用钢筋混凝土挡土墙进行治理。
二、设计依据
1、现场实际情况
墙背填土与墙前地面高差为2。4m,填土表面水平,其表面的超载为15kPa,地
基承载力特征值为110kPa,填土的容重为γ
t =173
/m
kN,内摩擦角为0
30
=
ϕ,底板与
地基摩擦系数为μ=0。45,由于采用钢筋混凝土挡土墙,墙背竖直且光滑,可假定墙背与填土之间的摩擦角δ=0。挡土墙长200m.
2、设计参考资料
a、建筑地基基础设计规范(GB50202-2002);
b、建筑桩基技术规范(JGJ94-94);
c、支挡结构设计手册;
d、建筑地基基础设计(新旧规范对照理解与应用实例)
三、截面选择
由于无石料地区,所以选择钢筋混凝土结构。墙高低于6m,可以选择悬臂式挡土墙.尺寸按悬臂挡土墙规定初步进行拟定。
1、立板
为了便于施工,立板内侧(即墙背)做成竖直面,外侧(即墙面)可做成1:0。02~1:0.05的斜坡.考虑的本工程的挡土墙不高,立板的墙顶宽度采用200mm,立板底部采用250mm。根据墙背填土与墙前地面高差为2.4m,立板基础埋深0。6m,所以立板高度(H)为3m。
2、墙底板
墙底板由墙踵板和墙趾板两部分组成。墙底板宽度(B)取0.75H,即0.75×3000=2250mm。墙趾板长度取0.18B,即0。18×2250=405mm,取整数400mm.墙踵板和墙趾板顶面倾斜,底面水平.靠立板处厚度取H/12,即3000/12=250mm,端部厚度取
重力式(仰斜式)挡土墙设计-无墙趾(含截面强度验算)
注:本文档为手算计算书文档,包含公式、计算过程在内,可供老师教学,可供学生学习。下载本文档后请在作者个人中心中下载对
(若还需要相关cad图纸或者有相关意见及建议,应Excel计算过程。
请私信作者!)团队成果,侵权必究!(温馨提示,本文档没有计算功能,请在作者个人中心中下载对应的Excel计算表格,填入基本参数后,Excel表格会计算出各分项结果,并显示计算过程!)
1、挡土墙计算
1.设计资料
本次设计挡土墙为重力式挡土墙,选择常见的仰斜式路肩墙进行计算,如图所示,有关截面尺寸有待验算。
其中本次设计最不利位置为桩号K1+570左侧,挡土墙高度9.5米,拟定验算此处墙高,即H=9.5m。
拟定墙面和墙背坡度均为1:0.25;基底倾斜度=1:5;基底与地基土摩擦系数=0.5。
墙身砌体容重值为20.0kN/m3。
墙后填料容重值为18.3kN/m3;内摩擦角38º,墙背摩擦角19.2º。有关墙背填料、地基土和砌体物理力学参数列于下表。
墙背填料、地基和砌体物理力学参数
2.初步拟定断面尺寸
断面尺寸数据表
断面尺寸/m
H
0.344 9.5 9.156 1.8
3.破裂棱体位置确定
(1)破裂夹角计算
设计假设破裂面交于荷载范围内,则:
由,
因为
注:1.当为路肩挡土墙时,式中a=b=0。
2.对于俯斜墙背,取正值;垂直墙背,取;仰斜墙背,取负值。
3.当荷载沿路肩边缘布置时,。
根据挡土墙破裂面位于荷载内部时破裂角的公式如下:
(2)验算破裂面是否落在荷载的范围
破裂棱体长度计算:
车辆荷载的分布宽度计算:
因为<,所以破裂面交于荷载范围内,符合拟定假设。
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;
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得一级公路某横断面,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,基底为饱与得砂性土地基,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°,墙背与填土间得摩擦角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.不均匀沉降就是什么原因导致?参数如何体现?
7.不同类型挡土墙得适用性如何?
挡土墙得设计与验算(以极限状态设计得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得相应公式,计算主动土压力,求出土压力得大小、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) 挡土墙截面尺寸得调整与选取。
(4) 画出选用得挡土墙横断面图,整理计算书等有关设计文件。
一、挡土墙形式得选择:
选择原则:
(1)用途、高度与重要性;
挡土墙算例
挡土墙设计与验算说明
1.1 设计资料
1.1.1 墙身构造
本设计任务段为K1+300~K1+360的横断面,为了减少填方量,收缩边坡,增强路基的稳定性,拟在本段设置一段重力式路堤挡土墙,其尺寸见挡土墙设计图。
拟采用浆砌片石仰斜式路堤挡土墙,墙高H=8m ,墙顶填土高度为
m a 2=,顶宽m 2,底宽m 25.2,墙背仰斜,坡度为-0.25:1,(α=-14.04°),基底倾斜,坡度为5:1,(0α=11.18°),墙身分段长度为10m 。
1.1.2 车辆荷载
根据《路基设计规范(JTG 2004)》,车辆荷载为计算的方便,可简化换算为路基填土的均布土层,并采用全断面布载。
换算土层厚
694.018
5
.120==
=
γ
q
h 其中: 根据规范和查表m KN q /5.121021010
20)810(=+--⨯
-= γ为墙后填土容重3
18m KN =γ
1.1.3 土壤地质情况
填土为砂性土土,内摩擦角︒34=φ,墙背与填土间的摩擦角
︒==172/φδ,容重为3
18m KN
=γ
砂性土地基,容许承载力为[σ]=500KPa 。
1.1.4 墙身材料
采用7.5号砂浆,25号片石,砌体容重为3
23m
KN
=γ3
;按规范:砌体容
许压应力为[]Kpa a 900=σ,容许剪应力为[]Kpa 180=τ,容许拉应力为
[]Kpa l 90=ωσ。
1.2 墙背土压力计算
对于墙趾前土体的被动土压力
,在挡土墙基础一般埋深的情况下,
考虑到各种自然力和人畜活动的作用,以偏于安全,一般均不计被动土压力,只计算主动土压力。
其计算如下:
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。
挡土墙计算实例
挡土墙计算
一、设计资料与技术要求:
1、土壤地质情况:
地面为水田,有60公分得挖淤,地表1—2米为粘土,允许承载力为[σ]=800KPa;以下为完好砂岩,允许承载力为[σ]=1500KPa,基底摩擦系数为f在0、6~0、7之间,取0、6.
2、墙背填料:
选择就地开挖得砂岩碎石屑作墙背填料,容重γ=20KN/M3,内摩阻角=35º。
3、墙体材料:
7、5号砂浆砌30号片石,砌石γr=22KN/M3,砌石允许压应力[σr] =800KPa,允许剪应力[τr]=160KPa。
4、设计荷载:
公路一级.
5、稳定系数:
[Kc]=1、3,[Ko]=1、5。
二、挡土墙类型得选择:
根据从k1+120到K1+180得横断面图可知,此处布置挡土墙就是为了收缩坡角,避免多占农田,因此考虑布置路肩挡土墙,布置时应注意防止挡土墙靠近行车道,直接受行车荷载作用,而毁坏挡土墙。
K1+172断面边坡最高,故在此断面布置挡土墙,以确定挡土墙修建位置。为保证地基有足够得承载力,初步拟订将基础直接置于砂岩上,即将挡土墙基础埋置于地面线2米以下.因此,结合横断面资料,最高挡土墙布置端面K1+172断面得墙高足10米,结合上诉因素,考虑选择俯斜视挡土墙。
三、挡土墙得基础与断面得设计;
1、断面尺寸得拟订:
根据横断面得布置,该断面尺寸如右图所示:
=1。65 m=1。00 m =3。40 m
=4.97 m =0、2 =0、2 =0、05
=7.00 m =1。50m =9。49 m
0、75 + 2、5 —1、65=1。6 m
===11、3º
第六章挡土墙设计和计算
2c2 Ka
2
r
Ea的作用点在距墙底(H-H0)/3处
3.朗金被动土压力公式
当挡土墙受到外力作用,而推向土体时,
填土中任意一单元体上竖向应力 y rz 保 持不变,而水平向应力 x 逐渐增大,在 这情况下,竖向方向变为小主应力,水平
方向变为大主应力。最后墙后填土发生朗
金被动破坏。
(1)无粘性土
第六章 挡土墙设计和计算
第一节 挡土墙概述
一、挡土墙定义
是支撑填土或斜坡土体,防止其变形失稳,而承 受侧向土压力的支挡建筑物。
--用于支挡滑坡、变形体的挡土墙,一般称为 抗滑挡墙,或抗滑挡土墙。
--挡土墙的基本构成(见下页图) 二、挡土墙的基本类型及其特点 挡土墙类型划分方法: 1.可按材料划分:石砌挡土墙、混凝土挡土墙、
首先求得破裂棱体的重心N;然后过N作破 裂面BC的平行线交墙背于F点,点F即为 土压力的近似作用点;土压力的方向于 AB的法线夹角为δ 。
4.库Ep仑 1被rH动2K土p 压力公式
2
cos2 ( a)
Kp
cos2 a cos( a)[1 sin( ) sin( i) ]2 cos( a) cos(a i)
b.墙胸陡,下墙背仰斜,可降低墙高,减少基础 开挖。
4)悬臂式挡土墙
a.采用钢筋混凝土材料, 由立臂、墙趾板、墙 踵板三个部分组成, 断面尺寸较小。
桩板式挡土墙的设计及计算-2024鲜版
16
关键施工技术要点
2024/3/28
桩基础施工要点
确保桩的定位准确,桩身垂直度符合要求,桩顶标高控制精确。
挡板安装技术要点
挡板安装前需进行检查,确保尺寸和强度满足要求;安装时需保证 挡板与桩基础的连接牢固,挡板间缝隙处理严密。
回填与压实技术要点
回填土壤需符合设计要求,不得含有大块石、杂物等;压实过程中 需控制压实度,确保回填土的密实度达到设计标准。
材料选用
应选用符合规范要求的优质材料,如高强 度混凝土、优质钢筋等,确保结构的承载 力和耐久性。
2024/3/28
10
03
桩板式挡土墙结构分析与计算
2024/3/28
11
结构组成及作用
桩
主要承受水平土压力,通过桩身将荷载传递至深 层土体。
板
连接桩顶,形成连续的挡土结构,同时承受部分 土压力并将其传递至桩身。
2024/3/28
回填与压实质量检查
通过环刀法、灌砂法等试验手段检测回填 土的密实度是否达到设计标准。
18
05
工程实例分析
2024/3/28
19
案例背景介绍
工程地点
某市山区公路路段
地质条件
山体主要为石灰岩,表层覆盖有薄层残坡积土, 地下水位较深
2024/3/28
挡土墙设计计算案例
挡土墙设计计算案例
一、设计资料
(一)墙身构造
(二)拟采用浆砌石片石重力式路堤墙,如图6-23所示。墙背高H=6m,填土高h=3m,墙背选用仰斜1:0.25(ɑ=-14°02′)墙面平行于墙背,初定墙顶宽bı=1.54m,墙底宽Bı=1.47m,基底倾斜1:5(ɑo=11°19′),墙身分段长度10m。
(二)车辆荷载
计算荷载:公路-Ⅱ级荷载,荷载组合Ⅰ,车辆荷载的等代土层厚度h
=0.64m。(三)墙后填料
墙背填土为砂土,容重γ=18KN/m³,计算内摩擦角Ψ=35°,填土与墙背间的内摩擦角δ=Ψ/2。
(四)地基情况
硬塑黏性土,容许承载力[σ
]=250kPa,基底摩擦系数μ=0.30。
(五)墙身材料
5号水泥砂浆切片石,砌体容重γɑ=22KN/m³,砌体容许压应力[σa]=600kpa,容许剪应力[τ]=100kPa,容许拉应力[σml]=60kPa。
(六)墙后土压力
通过库伦主动土压力方法计算(计算略)得知:Ea=91.2KN,Zy=2.08m。
二、挡土墙稳定性验算
(一)计算墙身重G及其力臂Z
G
计算墙身重G及其力臂Z
G
计算结果见表6-6。
表6-6 计算墙身重G及其力臂Z
G 计算结果
体积V (m³) 自重G (KN )
力臂Z G (m )
V1=(6×0.25+1.47)×6 =17.82 Gı=γVı =392.04
ZGı=1/2(6×0.25+1.47-1/3×6×0.25)=2.47 V2=1/2×(6×0.25)×6 =4.50 G2=γV2 =99.00
ZG2=(6×0.25+1.47-1/3×6×0.25) =2.47 V3=1/2×(6×0.25+1.47-1.54)²/0.25=4.09 G3=γV3 =89.98 ZG3=1/3(6×0.25+1.47-1.54)=0.48 V4=1/2×1.47²/5=0.22 G4=γV4 =4.84
理正挡土墙设计计算实例
理正挡土墙设计计算实例
范本一:
理正挡土墙设计计算实例
1. 简介
本旨在提供一种理正挡土墙设计计算的实例。挡土墙是一种用于防止土方滑坡和土体崩塌的结构物,具有广泛的应用。设计计算过程需要考虑土体力学、结构力学等方面的知识,并结合实际工程条件进行分析和计算。
2. 土壤参数测定
挡土墙的设计计算首先需要确定土壤参数,如土壤的重度、摩擦角、内磨擦角等。这些参数可以通过室内试验、野外勘探,或者参考相关文献得到。根据实际情况确定土壤参数及其变化范围,以便进行设计计算。
3. 挡土墙结构形式选择
根据具体工程条件和挡土墙的用途,选择合适的挡土墙结构形式。常见的挡土墙结构形式包括重力挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、土工格栅挡土墙等。根据工程要求进行合理选择,确保结构的稳定性和经济性。
4. 稳定性分析
进行挡土墙的稳定性分析,包括平衡状态分析和破坏状态分析。平衡状态分析考虑挡土墙在工作状态下的各种力与力矩之间的平衡关系,确定墙体的稳定性。破坏状态分析考虑挡土墙在极限荷载下的破坏形式,确定墙体的破坏机制和承载力。
5. 结构计算
进行挡土墙的结构计算,计算墙体的各种受力情况,包括正向土压力、水平承载力、抗滑力等。根据土壤参数和结构参数进行计算,得到挡土墙的受力状态和变形情况。
6. 墙体抗倾覆稳定性分析
进行挡土墙的抗倾覆稳定性分析,考虑土压力、自重力、地震力等因素对挡土墙的倾覆稳定性的影响。计算墙体倾覆力矩和反抗倾覆力矩,判断挡土墙的稳定性。
7. 其他考虑因素
在设计计算过程中,还需考虑其他因素的影响,如地下水位、雨水渗透、环境因素等。根据具体情况进行合理的设计计算。
挡土墙计算实例
挡土墙计算
一、设计资料与技术要求:
1、土壤地质情况:
地面为水田,有60公分的挖淤,地表1—2米为粘土,允许承载力为[σ]=800KPa;以下为完好砂岩,允许承载力为[σ]=1500KPa,基底摩擦系数为f在0.6~0.7之间,取0.6。
2、墙背填料:
选择就地开挖的砂岩碎石屑作墙背填料,容重γ=20KN/M3,内摩阻角 =35º。
3、墙体材料:
7.5号砂浆砌30号片石,砌石γr=22 KN/M3,砌石允许压应力[σr] =800KPa,允许剪应力[τr] =160KPa。
4、设计荷载:
公路一级。
5、稳定系数:
[Kc]=1.3,[Ko]=1.5。
二、挡土墙类型的选择:
根据从k1+120到K1+180的横断面图可知,此处布置挡土墙是为了收缩坡角,避免多占农田,因此考虑布置路肩挡土墙,布置时应注意防止挡土墙靠近行车道,直接受行车荷载作用,而毁坏挡土墙。
K1+172断面边坡最高,故在此断面布置挡土墙,以确定挡土墙修建位置。为保证地基有足够的承载力,初步拟订将基础直接置于砂岩上,即将挡土墙基础埋置于地面线2米以下。因此,结合横断面资料,最高挡土墙布置端面K1+172断面的墙高足10米,
结合上诉因素,考虑选择俯斜视挡土墙。
三、挡土墙的基础与断面的设计;
1、断面尺寸的拟订:
根据横断面的布置,该断面尺寸如右图所示:
1B =1.65 m 2B =1.00 m 3B =3.40 m B
=4.97 m 1N =0.2 2N =0.2 3N =0.05
1H =7.00 m 2H =1.50 m H =9.49 m
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第一章挡土墙设计与验算(手算)
1.设计资料
1.1 地质情况:
地表下1 m内为亚粘土层,容重γd=18kN/m3,内摩擦角ϕd=23º ,摩擦系数f d =0.5 ;1m以下为岩层,允许承载力[σd] =700kPa,此岩层基底摩擦系数取f
d =0.6
1.2 墙背填料
选择就地开挖的碎石作墙背填料,容重γt=19kN/m 3 ,内摩阻角ϕt=43°,墙背摩擦角δt=21.5
1.3 墙体材料
采用M7.5砂浆40号片石通缝砌体,砌体容重γqr=25kN/m3,砌体摩擦系数f q =0.45 , 允许偏心距[e q] =0.25B ,允许压应力[σqa] =1200kPa,允许剪应力[τqj] =90kPa,允许拉应力[τql]=90kPa,允许弯拉应力[τqwl]=140kPa
2.技术要求
2.1 设计荷载:
公路Ⅰ级
2.2 分项系数:
Ⅰ类荷载组合,重力γG=1.2 ,主动土压力γQ1=1.4
2.3 抗不均匀沉降要求:
基地合力偏心距[e]≤1/5B
3.挡土墙选择
根据平面布置图,K2+040~K2+100为密集居民区,为收缩坡角,避免多占用地,同时考虑减小墙高,因此布置仰斜式路堤挡土墙。K2+080处断面边坡最高,故以此为典型断面布置挡土墙
4.基础与断面的设计
1、换算荷载土层高
h
当m 2≤H 时,
a
KP q 0.20=;当m H 10≥时,a
KP q 10=
由直线内插法得:H=9m 时,()a
KP q 25.1162102102020=-⨯⎪⎭⎫
⎝⎛---=
换算均布土层厚度:m q
h 25.1925
.110==
=
γ
2、断面尺寸的拟订
根据《路基路面工程》(第三版)关于尺寸的设计要求,如下图拟订断面,将墙基埋置于岩层上,深度为1.5m ,α=14°:
5.挡土墙稳定性验算(参照《路基路面工程》(第三版))
5.1 主动土压力计算:
⑴ 破裂角θ试算
假设破裂面交于荷载内,由主动土压力计算公式有:
=++=δαϕψ50.5°
42
.0)2()()22()(2000=+++++-++= h a H a H tg h a H H d b h ab A α
破裂角θ有,
72.0))((=+++-= A tg tg ctg tg tg ψψϕψθ 解得,θ=35.8° 验算破裂面位置:
破裂面堤顶距墙踵 =+θtg a H )(9.45m
荷载外侧(近路肩)边缘距墙踵 21.9=-+αHtg d b m 荷载内侧(近中线)边缘距墙踵 +-+αHtg d b b0 =14.71m 所以,9.21m<9.45m<14.71m 故破裂面交于荷载内侧,与假设相符 (2)主动土压力系数K 和1K 求解
09
.0)()sin()
cos(=+++=
αθϕθϕθtg tg K 06
.11=+=
αθtg tg d
h 40
.72=+-=
αθθ
tg tg atg b h
54
.04.706.19314=--=--=h h H h
55.12)21(2124031=+-+
=H h h H h H a
K
(3)求主动土压力a
E 及
a
E 对墙趾力臂Z
KN
KK a 88.10955.109.091921
21212=⨯⨯⨯⨯=H =E γ、 KN E a x 94.108)cos(=+E =δα
KN
E a y 34.14)sin(=+E =δα
m
K H H h h h h H a H Z y 0.33)23()(31
244023=-+-+=
m
b tg Z B Z y x 6.21=+-=α (b1=0.6m 为墙趾加宽)
5.2 墙自重W 及W 到墙趾力臂ZW (1)墙身W1及ZW1
W1 = V γqr = (H-h1) B ☓ 25 = 253.13KN ZW1 = h1tg α + b1 + 0.5B + 0.5(H-h1)tg α = 2.46m (2)墙基W2及ZW2
W2 = V γqr = (B+b1)h1 ☓ 25 = 41.63KN ZW2 = 0.5(B+b1) + 0.5h1tg α = 1.04m 5.3 抗滑稳定性验算;
为增强抗滑稳定性,基底做成 0.2:1 向内倾斜,W=W1+W2 =294.76KN
KN
E x 94.108= ,
KN
E y 34.14= , α0=11.3°, f =0.6
(
)x
Q y Q W W E ≥+E +101tan 9.09.0γαμγ
(4.11=Q γⅠ组合) ,代入解得
左边=224.22>152.52 故,抗滑稳定性符合要求
5.4 抗倾覆稳定性验算:
W1=253.13KN ,ZW1=2.46m ,W2=41.63 KN ,ZW2=1.04 m ,EX=108.94KN EY=14.34KN ,ZX=2.6m ,Zy=3.0m
()0
)(9.01
2
211>Z E -Z E ++Z Y x X y W W Q Z W W γ
(4.11=Q γⅠ组合) ,代入解得
左边=194.05>0
故,抗倾覆稳定性符合要求 5.5 偏心距验算
基底宽B2=1.8m
)(()()
[]36
.0512.002
.506Z E -4.12.19.04.12.1220Y
X 22110
1012
1===++-
=+++-==
B
e Z E Z W Z W Sin E Cos E W M M B N M e X Y W W X Q Y Q G E G <αγαγγ
故,基底偏心距符合要求 5.6 基底应力验算
3.0612.02
==B e <
,
()02
.506in os 01011=++=αγαγγS E C E W N X Q Y Q G
()⎥⎦
⎤⎢⎣⎡±=±=
8.112.0618.102.506)61(2212,1B e B N σ
=168.67~393.57KPa <1.2[σd] =840KPa 故,基底应力符合要求 5.7 截面强度验算:
取墙身底所在截面验算,B1=1.25m e0=0.12m