1.悬臂式挡土墙计算书

高速公路桩基及支挡结构设计

悬臂式挡土墙设计计算 1.1工程地质资料

公路江门段K23+000--K23+110

地面标高：150.00m ；挡墙顶面标高：155.00m 地层顺序：

1.种植土含腐殖质约0.4m ；

2.低液限粘土：可-硬塑，厚度大于1.0m ；地基容许承载力200-250KPa;

3.泥岩全风化。呈硬塑状，厚度大于2.3m,地基容许承载力250KPa.

4. 硅化灰岩：弱风化层，岩质较硬，厚度大于3.2m ，地基容许承载力800KPa -1200KPa; 1.2设计资料

悬臂式路肩挡土墙

墙高6m ，顶宽b=0.25m ，力壁面坡坡度1:m=1:0.05，基础埋深h=1m 。 墙背填土重度γ=18kN/m 3 ，内摩擦角φ=30°。地基土内摩擦角φD =30°，摩擦系数f=0.4，容许承载力[σ]=250KPa

活荷载为公路-Ⅱ级，其等代土层厚度h 0=0.7m 。抗滑动和抗倾覆安全系数K c ≧1.3，K 0≧1.5。

钢筋混凝土结构设计数据

(1)混凝土标号C15，R=15MPa ，抗压设计强度R a =8500kPa ，弹性模量E h =2.3×107kPa ，抗拉设计强度R l =1.05MPa

(2)I 级钢筋抗拉设计强度R g =2.4×105kPa ，弹性模量E g =2.1×108kPa (3)裂缝容许宽度δmax =0.2mm 。 2.土压力计算

由朗金公式计算土压力（β=0°） 得全墙土压力E 及力臂y 为

333

.030cos 1130cos 111cos cos cos cos cos cos cos 2

22

2

22=︒

-+︒--•

=-+--=ϕ

ββϕβββ

a K kPa

K H h kPa

K h a H a h 16.40333.0)67.0(18)(27.3271.067.018000=⨯+⨯=+==⨯⨯==γσγσH H h kN

K H h H E a 6)67.03()3(07.133333.0)87

.021(61821)21(210202⨯+⨯+=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=γ

3.墙身尺寸计算 3.1底板长度B

假设底板厚度h 3=0.5m ，m h h 5.0301==，则

当γ=18kN/m 3，f=0.40时，查表得重度修正系数μ=1.07

得踵板长度B 3为

得踵板修正长度为

得趾板长度为

取B 1=0.4m

地板长度m B B B B B 69.314.082.253.02.03321=+++=∆+++=

3.2力壁厚度

力壁根部截面（H i =H 1=5.5m ） 得该截面的剪力Q 1为

根据《桥规》第4.1.2条，计算内力为

(1)按配筋要求确定厚度 取配筋率μ=0.7%，有

m

mH b B m h H H 53.05.505.025.0,

5.51231=⨯+=+==-=)

07.133,0(82.253.018

07.1)7.06(40.007

.13330.1)(203kN E Ex m

B h H f E K B x c ==︒==-⨯⨯+⨯⨯=

-+=

βμγ

m

mH B 14.05.505.05.02

1

13=⨯⨯==∆m

B B K fH

B H h c H

h 17.0)82.253.0(25.0)

16.4020.4(3.116

.4020.4264.05.0)

(25.0)

(25.032001=+⨯-+⨯+⨯⨯

⨯⨯=+-++=σσσσm kN K h H H M

kN

K h H H Q a i i a i i ⋅=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+==+=67.229333.0)7.035.5(15.51861)3(cos 6174.113)5.0(202101βγγm

kN M M kN Q Q j j ⋅=⨯=⨯==⨯=⨯=60.27567.2292.12.149.13674.1132.12.11111178

.0)5.01(198

.0/0=-===ξξμξA R R a g

截面有效厚度

(2)按斜裂缝限制要求确定厚度 截面有效厚度为

力壁厚度由配筋率控制，取h 0=0.48m ，保护层厚度为0.04m ，则力壁厚度为0.48+0.04=0.52m

作用于挡土墙基底的总反力为

kPa f E K N c 48.43240.0/07.13330.1/=⨯==

底板厚度由踵板控制，并假设地基反力近似地呈三角形分布（σ2=0），如右图所示（。。。。图未画）

kPa B N 41.23469.3/48.4322/21=⨯==σ 踵板根部截面 m B B i 96.214.082.233=+== 可得该截面的剪力为（β=0°，σ2=0时）

该截面弯矩为 根据《桥规》第4.1.2条，计算内力Q 3j ，M 3j

(1)按配筋率要求

取配筋率μ=0.7%，查表可得A 0=0.178，有

m

bR A M h a

c j 48.08500

0.1178.025

.160.275010=⨯⨯⨯=

⋅≥

γm

b

R Q h j 07.0100

1505.049

.13605.010=⨯⨯=

≥

kN

B

B h h H B Q Q i

H i i 04.89]69.3/41.23496.25.05.025)7.05.5(18[96.2]5.0)([1

3301333=⨯⨯-⨯++⨯⨯=-++==σγγm

kN B B

h h H B M M i h i i ⋅=⨯-⨯⨯++⨯⨯=-++==07.269]

69.396.241.2345.0253)7.05.5(183[696.2]

3)(3[62313012333σγγm

kN M M kN Q Q j j ⋅=⨯===⨯==88.32207.2692.12.185.10604.892.12.13333