挡土墙设计 参考
挡土墙设计参考
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1 γK a K 1 H 2 2
= 0.5 × 17 .7 × 0.11 × 1.89 × 6 2 = 66 .24 kN/m 土压力在每 m 墙长上的分量: E x = E a cos(α + δ ) = 66 .24 × cos( −14 .04 o + 18 .5 o ) = 66 .04 kN E y = E a sin(α + δ ) = 66 .24 × sin − 14 .04 o + 18 .5 o = 5.15 kN 土压力各分量作用点分别至墙趾的距离: Zy = H a ( H − h3 ) 2 + h0 h4 (3h4 − 2 H ) + 3 3H 2 K1 6 4.51 × (6 − 4.90 ) 2 + 0.85 × −0.24 × (3 × −0.24 − 2 × 6) + = 2.03 m 3 3 × 6 2 × 1.89
(
)
=
Z x = B − Z y tan α = 1.5 − 2.03 × tan( −14 .04 o ) = 2.007 m
(4)挡土墙抗滑移和抗倾覆稳定性的验算 (a)抗滑移验算 根据《公路挡土墙设计施工技术细则》式(5.3.2-1),忽略墙前填土的被动土压 力,即 Ep=0,将其代入滑动稳定方程如下:
路基挡土墙 在工程中常采用的路基支护形式是重力式挡土墙,其主要类型包括:直立式、仰 斜式、俯斜式等。由于该路线某段路基填土高度较高,要进行路基的防护。仰斜式挡 墙适用范围大、较经济而且稳定性较好,所以优先选取仰斜式挡墙设计[5]。 (1)基本资料 挡土墙墙后的填料宜选用砂土,重度为 17.7kN/m3,填料与墙背摩擦角为 18.5°, 计算内摩擦角为 39°。地基土的重度为 18.4 kN/m3,内聚力为 28.5kPa,内摩擦角为 23.9°,承载力特征值为 273kPa,基底与地基摩擦系数为 0.42 ,地基土摩擦系数为 0.77。 根据横断面设计成果,选取最不利横断面, 布置挡土墙。在道路填土较高的和 在与其他路接触处 K1+180~K1+250、K1+460~K1+510 路段,设置仰斜式挡墙。 (2)挡土墙设计及重心计算 根据 填土高度 和 经济要 求来 设 置 挡土墙 尺寸和 选用 材 料。本设计 K0+180 ~ K0+240 路段,挡土墙选用仰斜式路堤墙,墙高 6m,宽 1.5m,墙面与墙背坡度保持一 致为 1: 0.25。 选用 M7.5 砂浆和片石作为砌筑材料, MU30 片石的重度为 γ τ =23kN/m3, 查相关资料,抗压强度 fcd=0.63MPa,直接抗剪强度 fvd=0.147MPa。设计布置的挡土墙 横断面图见图 3.2。
挡土墙设计范例(一)2024
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挡土墙设计范例(一)引言概述:本文将介绍挡土墙设计的范例,旨在为读者提供一个参考模板,以便在实践中进行挡土墙的设计工作。
本文将从五个大点进行阐述,分别是挡土墙的基本原理、设计考虑因素、设计步骤、相关技术要点和实例分析。
正文内容:一、挡土墙的基本原理1.1 力学原理:讲解挡土墙受力分析及作用机制。
1.2 土工材料:介绍常用的挡土墙材料及其性能特点。
1.3 基础知识:解释坡度、坡高、挡土墙高度与稳定性的关系。
二、设计考虑因素2.1 地质条件:分析地质条件对挡土墙的影响,如土壤类型、地下水位等。
2.2 环境要素:考虑挡土墙所处环境的温度、降雨量、风力等因素。
2.3 设计目标:明确设计目标,如挡土墙的稳定性、承载能力和美观性等。
三、设计步骤3.1 土地勘测:进行现场勘测,获取地形地貌、地质环境等数据。
3.2 受力分析:根据挡土墙所受力情况进行力学计算和分析。
3.3 墙体结构设计:设计挡土墙的结构形式、尺寸以及加固措施。
3.4 施工工艺:确定挡土墙的施工工艺及施工顺序。
3.5 监测与维护:制定监测计划,定期检测并进行维护,确保挡土墙的长期稳定性。
四、相关技术要点4.1 坡度选择:介绍挡土墙的坡度选择原则。
4.2 排水设计:讲解土壤排水系统的设计及处理方法。
4.3 材料选择:推荐挡土墙常用的土工材料和加固材料。
4.4 坚持细节:强调挡土墙设计过程中的细节考虑,如抗滑、抗渗等。
五、实例分析5.1 实例概述:简要介绍一个挡土墙设计实例的背景信息。
5.2 设计过程:详细描述实例中的设计步骤和技术要点。
5.3 成果总结:总结实例分析的设计成果和效果评估。
5.4 反思与改进:探讨实例中可能存在的问题,并提出改进措施。
总结:本文综合了挡土墙设计的基本原理、设计考虑因素、设计步骤、相关技术要点和实例分析。
通过阅读本文,读者可以了解挡土墙设计的一般思路,并从实例分析中获得实践经验和启示。
希望本文对读者在进行挡土墙设计工作时能起到一定的指导作用。
挡土墙设计
![挡土墙设计](https://img.taocdn.com/s3/m/22cafb8d680203d8ce2f2434.png)
重力式挡土墙计算书一、拟定挡土墙的结构形式及断面尺寸根据设计资料:初步拟定挡土墙为重力式挡土墙,作用于挡土墙的荷载有永久荷载(包括挡土墙自重,填土自重和填土侧压力等)和基本可变荷载(包括车辆荷载等),荷载组合类型为组合Ⅱ。
为增加抗滑稳定性,设为倾斜基底。
初步拟尺寸如下图所示:挡土墙截面尺寸(单位:m )二、确定挡土墙的截面形心及土动地压力的作用点1、挡土墙的截面形心:m X 38.168.365.05.06)68.35.1(5.03/68.365.05.0)3/18.25.1(18.265.075.065.12=⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯+⨯⨯=m Y 78.268.365.05.06)68.35.1(5.03/65.068.365.05.0218.265.0365.1=⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯+⨯⨯=2、主动土压力作用点: mH Z y 263131=⨯==m Z B Z y x 95.220tan 268.3tan =︒⨯-=-=α三、确定车辆荷载及换算土高度 因为H=6m,查表由内插法有21020102620--=--q ,即q=15kPa 。
所以换算均布土层厚度m qh 83.018150===γ。
四、土压力计算假定破裂面位置通过荷载中心,计算挡土墙主动土压力a E ,求出破裂角θ。
主动土压力的计算:由挡土墙各部分尺寸知 :G E a )sin()cos(ψθϕθ++=)t a n )(tan (cot tan tan 00ψψϕψθ++±-=A B其中挡土墙自重 )tan (00B A G -=θγ, 其中 ))(2(2100H a h H a A +++=66.38)60.2)(83.0260.2(21=+⨯++⨯=αt a n )22(21)(21000h a H H h d b ab B ++-++=98.520tan )833.0246(621833.0)5.046.3(46.30.221-=︒⨯++⨯⨯-⨯++⨯⨯= 由于︒=︒+︒+︒=++=73182035δαϕψ 所以由)tan )(tan (cot tan tan 00ψψϕψθ++±-=A B)(56.0)73tan 664.3816.6)(73tan 35(cot 73tan 负值已舍去=︒+-︒+︒±︒-=得︒=2.29θ因此63.2798.556.066.38tan 00=+⨯=-=B A S θ)sin()cos()tan (00ψθϕθθγ++-=B A E amkN /64.222)732.29sin()352.29cos()98.556.0664.38(18=︒+︒︒+︒⨯+⨯⨯=则土压力的水平和垂直分力分别为:m kN E E a x /44.17538cos 64.222)cos(=︒⨯=+=δαmkN E E a y /07.13738sin 64.222)sin(=︒⨯=+=δα五、稳定性验算――抗滑稳定性和抗倾覆稳定性验算1、抗滑稳定性验算为保证挡土墙抗滑稳定性,应满足下式:xQ y Q E G E G 101tan9.0)9.0(γμγα≥++因为16.344]68.365.0216)68.35.1(21[24=⨯⨯-⨯+⨯⨯='=S G γ则有1tan9.0)9.0(αμγG E G y Q ++(0.9344.161.4137.07)0.40.9344.16t a n127/k N m =⨯+⨯⨯+⨯⨯︒= 1 1.4175.44245.62/Q x E kN mγ≥=⨯=(满足要求)2、抗倾覆稳定性验算为保证挡土墙倾覆稳定性,应满足下式:0)(9.01≥-+y x x y Q GZ E Z E GZγ由图示有: 1.38G Z X == 则:0.9344.16 1.38 1.4(137.07 2.95175.44 2.0)643.35/0kN m ⨯⨯+⨯⨯-⨯=≥ (满足要求)六、基底应力验算每延米挡土墙总竖向力设计值:11010()cos sin G Q y Q x N G E W E γγαγα=+-+(344.16 1.2 1.4137.07)cos10 1.4175.44sin 10638.35kN=⨯+⨯⨯︒+⨯⨯︒=平均压应力:1638.35173.463.68 1.0N p kP a A===⨯基底弯矩:1.4 1.2EGM MM =+1.4[175.44(20.65/2)137.07(2.953.68/2)] 1.2344.16(3.68/2 1.38)388.38kN m=⨯⨯--⨯-+⨯⨯-=∙ 基底合力偏心矩:1388.380.610.61638.356M B e N ===≤=且/5B ≤,故满足基底合力偏心矩要求。
五种常见挡土墙的设计计算实例
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五种常见挡土墙的设计计算实例
挡土墙是一种用于防止土方滑坡和土壤侵蚀的土木结构,常用于公路、铁路、水利工程等项目中。
设计一个挡土墙需要考虑多个因素,包括土壤
性质、挡土墙的高度和倾角、抗滑稳定性等。
以下是五种常见挡土墙的设
计计算实例:
1.重力挡土墙设计:
重力挡土墙是最简单的挡土墙类型,靠自身的重力使其稳定。
设计时
需要计算挡土墙的底部摩擦力、上部土压力以及挡土墙的自重。
2.填土挡土墙设计:
填土挡土墙是利用挡土墙后面的填土来平衡土压力的一种结构。
设计
时需要计算挡土墙的自重和填土的重量以及土与墙之间的摩擦力。
3.墙身倾斜挡土墙设计:
墙身倾斜挡土墙是指挡土墙的外侧墙面倾斜,以增加土体与墙之间的
摩擦力,提高稳定性。
设计时需要计算倾斜挡土墙的自重、上部土压力和
墙身倾斜带来的附加力。
4.箱形式挡土墙设计:
箱形式挡土墙是由钢片或混凝土墙板拼接而成的结构形式,其内部填
充土体以平衡土压力。
设计时需要计算挡土墙板的自重和填充土的重量。
5.挡土墙加筋设计:
挡土墙加筋设计是为了增加挡土墙的稳定性和承载能力,常用的加筋方式有钢筋混凝土挡土墙和钢束挡土墙。
设计时需要计算挡土墙的自重、土压力以及加筋材料的受力情况。
以上是五种常见挡土墙的设计计算实例,每一种挡土墙都有其适用的场景和设计要点。
实际设计时还需要考虑地质条件、降雨等因素对土体的影响,以确保挡土墙的稳定性和安全性。
五种常见挡土墙的设计计算实例
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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1.52.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1.53.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。
5.锚固挡土墙:锚固挡土墙是一种在挡土墙背后设置锚杆或土钉,以增加墙体的稳定性。
设计计算中,需要根据土方的性质、锚杆或土钉的数量、长度和材料的强度来计算出锚固的稳定安全系数。
例如,假设土方的角度为35度,锚杆的数量为10个,长度为3米,材料的强度为50MPa,需要计算出锚固的稳定性和稳定安全系数。
挡土墙设计的基础资料及设计参数
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式中:Zx——Ey对墙趾O点的力臂 (m),Zy——Ex对墙趾O点的力臂 (m), Zw——W对墙趾O点的力臂 (m)。
5.3 基底应力及偏心验算
基底的合力偏心距e。计算公式为:
e=B/2-Zn=B/2-(WZw+EyZx-ExZy)/(W+Ey)
在土质地基上,e≤B/6;在软弱岩石地基上,e≤B/5;在不易风化的岩石地基 上,e≤B/4。
6.4 墙顶与路面的衔接
当墙顶宽大于土路肩宽度时,挡土墙侵入土路肩部分应预留出相当于路面结构 厚度部分以铺筑路面。
6.5 车辆安全行驶保障措施
对于路肩墙,其墙顶面以下50cm采用C20砼浇筑,并预埋钢筋,在其上设置防 撞栏或防撞墙。
7 材料要求
7.1 石料须经过挑选,质地均匀,无裂缝,不易风化。
7.2 石料的抗压强度应不低于30MPa。
当e≤B/6时,墙趾和墙踵B≤[σ]
式中,[σ] ——地基土修正后的容许承载力(KPa)
[σ]= [σo]+K1γ1(B-2)
式中,[σo] ——地基土的容许承载力(KPa),K1 ——地基土容许承载力随基 础宽度的修正系数,γ1 ——地基土的天然容重(KN/m3)。
3.2 截面形式选择
根据挡土墙结构类型及其特点分析,当墙高<5时,采用重力式挡土墙,可以 发挥其形式简单,施工方便的优势。同时,由于山区公路地面横坡比较陡峭,若采 用仰斜式挡土墙,会过多增加墙高,断面增大,造成浪费,采用俯斜式挡土墙会比 较经济合理。一般在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下,才考虑 采用仰斜式挡土墙。当墙高≥5且地基条件较好时,采用衡重式挡土墙,可以有效地 减小截面,节省材料。
地下室挡土墙设计要领及算例
![地下室挡土墙设计要领及算例](https://img.taocdn.com/s3/m/546d0b3b376baf1ffc4fada0.png)
地下室挡土墙计算地基基础1.室外地面活荷载:一般可取10kN/m2,荷载较小时也可取5.0kN/m22.土侧压力系数:(1)一般可取静止土压力系数0.5;(2)考虑到支座处可认为无侧向位移,为静止土压力,跨中部分随着侧向位移的增大,逐渐趋向于主动土压力,我院综合取0.4,(3)地下室施工采用护坡桩时可取0.33.3.覆土重度:以前习惯取18,现在习惯取20,也有的院取19.4.砼强度:宜取C30,有利于控制裂缝。
5.外侧保护层:《全国民用建筑人防技术措施》3.6.2 注4上规定保护层厚度:“地下室外墙迎水面有外防水层取30”;《防水规范》规定取50是直接取用前苏联的规定,不适用于一般的地下室结构。
6.裂缝限值:有外防水时取0.3mm,无外防水时取0.2mm7.调幅系数:不宜调幅太大,最多0.9,建议0.95。
8.考虑室内填土的有利作用:当基础埋深低于室内地坪较深时(>2m时),可考虑室内填土的有利作用,此时,应要求回填时先回填室内后回填室外(此项作用不大)。
9.配筋:地下室外墙为控制收缩及温度裂缝,水平筋间距不应大于150,配筋率宜取0.4%~0.5%(内外两侧均计入),有扶壁柱处应另增设直径8mm短钢筋,长度为柱宽加两侧各800mm,间距150mm(在原有水平分布筋之间加此短筋)10.其他:(1)无上部结构柱相连的地下室外墙,支撑顶板梁处不宜设扶壁柱,扶壁柱使得此处墙为变截面,易产生收缩裂缝,不设扶壁柱顶板梁在墙上按铰接考虑,此处墙无需设暗柱。
(2)地下室内外墙除了上部为框剪结构或外框架-内核心筒结构的剪力墙延伸者外,在楼层不需要设置暗梁,所有剪力墙在基础底板处均不需要设置暗梁。
(3)单层或多层地下室外墙,均可按单向板或连续单向板计算,最上层地下室楼层板处按铰支座,基础底板处按固端(4)窗井外侧墙顶部敞开无顶板相连,其计算简图可根据窗井深度按三边连续一边自由,或水平多跨连续板计算,如按多跨连续板计算时,因为荷载上下差别大,可上下分段计算弯矩确定配筋。
挡土墙设计规范(SL379-2007)
![挡土墙设计规范(SL379-2007)](https://img.taocdn.com/s3/m/a26f37a40508763230121247.png)
目次1 总则┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(48)3 级别划分与设计标准┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(50)3.1 级别划分┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(50)3.2 设计标准┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(51)4 工程布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(55)4.1 一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(55)4.2 结构布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(56)4.3 防渗与排水布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(64) 5 荷载┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(66)5.1 荷载分类及组合┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(66)5.2 荷载计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(66)6 稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(69)6.1 一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(69)6.2 抗渗稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(7 1)6.3 抗滑稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(7 2)6.4 抗倾覆稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(76)6.5 抗浮稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(7 6)6.6 地基整体稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(76)6.7 地基沉降计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(7 7)7 结构计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(79)7.1 一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(79)7.2 结构应力分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(8 1)8 地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(84)8.1 一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(84)8.2 岩石地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(8 4)8.3 土质地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(8 5)1 总则1.0.1 水工挡土墙主要是指附属于水工建筑物的挡土建筑物。
挡土墙设计(很全面)(一)
![挡土墙设计(很全面)(一)](https://img.taocdn.com/s3/m/8abdf65c15791711cc7931b765ce0508763275a8.png)
挡土墙设计(很全面)(一)引言概述:挡土墙设计在土木工程中扮演着重要的角色,用于防止土地滑坡和土壤侵蚀等问题。
本文将从设计原则、工程材料、结构类型、施工方法和监测控制等方面全面介绍挡土墙设计的相关知识。
正文内容:1. 设计原则1.1 考虑土壤特性:设计过程中应充分考虑土壤的力学性质,如抗剪强度、压缩性和液化特性等。
1.2 确定地基条件:对挡土墙的设计应充分了解地基的类型和性质,确定适合的基础形式和尺寸。
1.3 考虑水分影响:挡土墙要考虑降雨和地下水对土体及结构的影响,采取合适的防水措施。
1.4 考虑荷载:挡土墙要根据设计荷载,确定合适的结构类型和尺寸,以确保安全可靠。
2. 工程材料2.1 壤土:选用合适的土体材料,考虑土壤的稳定性和排水性能。
2.2 砖石:挡土墙可选用砖石材料进行建造,要考虑砖石的强度和耐久性。
2.3 预制板材:采用预制板材作为挡土墙的结构材料,具有施工速度快、质量可控的优势。
2.4 钢筋混凝土:挡土墙采用钢筋混凝土结构,具有较好的抗震性能和承载能力。
3. 结构类型3.1 重力挡土墙:以自重为主要抵抗力的挡土墙结构,适用于较低的挡土高度。
3.2 块石挡土墙:采用块石堆砌构成的挡土墙,具有较好的抗坡度能力和抗滑性能。
3.3 框架挡土墙:挡土墙采用钢筋混凝土框架结构,具有较好的刚度和稳定性。
3.4 跳墙:跳墙是一种新型的挡土墙结构,通过斜坡和壁板的组合实现土体自重的平衡。
4. 施工方法4.1 挡土墙基础施工:基础施工包括地基处理、基础开挖和基础填筑等工程。
4.2 挡土墙支护及固结:利用支撑系统对挡土墙进行支护,如钢支撑、土钉和锚杆等。
4.3 应力调整:挡土墙施工过程中要进行应力调整,控制土体变形,确保结构的稳定性。
4.4 坡面护面:挡土墙的坡面需要进行护面处理,可采用混凝土喷涂、草皮覆盖等方法。
4.5 排水系统:为了保证挡土墙的排水性能,需要建立合理的排水系统,包括排水管网和防渗设施。
挡土墙设计
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一、挡土墙尺寸设计1、道路纵断面计算(1)已知:R=13500m ,%75.0%,0.121-==i i ,可得:m T E mL T mR L i i 517.04/125.1182/25.236%75.113500%75.112=====⨯==-=-=ωωω竖曲线起点桩号:875.7812125.1189002+=-+K K竖曲线起点高程:m 67.116125.118%0.185.117=⨯-挡土墙终点桩号:K2+782可得挡土墙终点高程近似等于竖曲线起点高程,为116.67m取该处的挡土墙进行设计则路肩边缘的设计高程为:116.67—1.5%(16.5+6.5)+0.2=116.52路肩边缘与地面的高差为:116.52—106.50=10.02 计算取为10m(2)墙身尺寸:墙身高: 5.500(m)墙顶宽: 1.000(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:0.250采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.500(m)墙趾台阶h1: 1.000(m)墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000墙踵台阶b3: 0.500(m)墙踵台阶h3: 1.000(m)墙底倾斜坡率: 0.200:1埋置深度:1.5m物理参数:圬工砌体容重: 22.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0.400地基土摩擦系数: 0.500(换填土)砌体种类: 片石砌体砂浆标号: 7.5石料强度(MPa): 30挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 20.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 20.000(度)地基土容重: 18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 187.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.200墙踵值提高系数: 1.300平均值提高系数: 1.000墙底摩擦系数: 0.500地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 35.000(度)(3)挡土墙与房子、路中线的平面位置关系如下图a =10—4=6mb =15-4-0.25 ×4-1=9m二、挡土墙设计计算1、破裂棱体位置确定:(1)破裂角)(θ的计算假设破裂面交于路肩内,则有:a=6 b=9 a=14.0 4 ︒=35φ ︒=20δ︒=︒+︒+︒=++=04.69352004.14φδαψ()()125.665.562121220=+=+=A H a ()()97.1425.0625.55.55.0965.0tan 221210=⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=+-=B αa H H ab︒==︒+︒+︒+︒-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=78.37775.0)04.69tan 125.6697.14)(04.69tan 35(cot 04.69tan tan )tan (cot tan tan 00θψψφψθA B 54.1)25.05.45.09(78.37tan )5.56(0=⨯---︒⨯+=L m由于路肩宽度范围长度为3.5m1.54<3.5m所以假设成立。
挡土墙设计方案
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挡土墙设计方案挡土墙是用于抵御土壤侧向力和控制土壤侵蚀的结构。
在土木工程领域,挡土墙常被广泛应用于建筑物的基础工程、道路和铁路的边坡工程,以及水利和防洪工程中。
本文将介绍挡土墙的设计原则和常见的挡土墙类型,帮助读者了解挡土墙的设计方案。
设计原则:1. 地质条件分析:在设计挡土墙之前,需要对工地的地质情况进行详细的分析和调查。
了解土壤类型、土壤压力、地下水位、地震状况等因素,以便根据实际情况制定合理的设计方案。
2. 承载能力计算:挡土墙需能够承受土壤的侧压力和垂直荷载,所以在设计时需要进行承载能力的计算。
确定墙体的尺寸、墙体材料的选择等关键参数。
3. 排水设计:挡土墙背后的排水系统是一个重要的设计因素。
通过合理设计的排水系统,可以防止水压力过大,减少墙体沉降和破坏的风险。
4. 墙体稳定性分析:挡土墙的稳定性是设计的关键问题。
通过对墙体的稳定性进行分析,识别并解决可能存在的问题,确保墙体在使用寿命内保持稳定。
常见的挡土墙类型:1. 重力挡土墙:重力挡土墙是一种基于重力原理的结构,通过自身的重量抵抗土壤侧压力。
其适用于土体稳定的场地和较小的挡土高度。
2. 反映挡土墙:反重力挡土墙是通过墙后填料的水平力和土壤重力之间的平衡来抵抗土壤侧压力。
其适用于较高挡土高度或较软土壤条件下的工程。
3. 框架挡土墙:框架挡土墙是由一系列水平和垂直的支撑构件组成的结构,通过构件的刚度和强度来抵抗土壤侧压力。
其适用于较高挡土高度和较复杂地质条件的工程。
4. 土工格栅挡土墙:土工格栅挡土墙是一种由土工筋和土工布组成的柔性结构,通过土工格栅的拉力来抵抗土壤侧压力。
其适用于软土地基和抗震设计要求较高的工程。
总结:挡土墙设计方案涉及到地质条件分析、承载能力计算、排水设计和墙体稳定性分析等关键因素。
设计人员需要充分了解工程要求和条件,选择合适的挡土墙类型,并根据实际情况进行详细的设计。
通过科学合理的设计方案,可以确保挡土墙在使用寿命内稳定可靠地发挥作用,并对土地资源的保护和利用起到重要的作用。
2024版《道路工程》路基挡土墙的设计
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CHAPTER挡土墙作用支撑路基边坡,防止土体坍塌或滑坡。
减少土方工程量,降低工程造价。
保持路基稳定,确保道路安全。
挡土墙定义:挡土墙是路基工程中用于支撑土体、防止土体坍塌或滑坡的一种结构物。
挡土墙定义及作用桩板式挡土墙由桩和板组成,利用桩的侧摩阻力和板的土重来平衡墙后土压力。
具有结构灵活、适应性强等特点。
适用于地基条件复杂、高度较大的场合。
重力式挡土墙依靠自身重力来抵抗土压力,具有结构简单、施工方便、造价低廉等特点。
适用于高度不大、地基较好的场合。
悬臂式挡土墙由立壁、趾板和踵板组成,利用悬臂部分的土重来平衡墙后土压力。
具有结构轻巧、美观等特点。
适用于高度较大、地基较差的场合。
扶壁式挡土墙在悬臂式挡土墙的基础上增设扶壁,以提高抗倾覆稳定性。
具有结构刚度大、稳定性好等特点。
适用于高度大、地基条件差的场合。
常见类型及其特点适用范围与选型依据墙体高度和荷载根据墙体高度和荷载大小选择合适的挡土墙类型,确保墙体稳定性和安全性。
工程地质条件根据地基的承载力、稳定性和水文地质条件选择合适的挡土墙类型。
适用范围挡土墙适用于各种等级公路的路基工程中,特别是在地形复杂、地质条件差的路段中广泛应用。
施工条件和工期要求根据施工条件和工期要求选择合适的挡土墙类型,确保施工顺利进行并满足工期要求。
经济性要求在满足工程质量和安全性的前提下,尽量选择造价低廉、经济效益好的挡土墙类型。
CHAPTER通过测绘区域地质图、地貌图、水文地质图等,了解区域地质条件,为挡土墙设计提供基础资料。
工程地质测绘工程地质勘探室内试验采用钻探、坑探、槽探等手段,查明挡土墙所在位置的地质构造、岩土层分布、地下水情况等。
对采取的岩土样进行物理力学性质试验,确定岩土的物理力学参数,为挡土墙设计提供依据。
030201地质勘察内容及方法根据地质勘察结果,验算地基承载力是否满足挡土墙设计要求。
若不满足,需采取地基加固措施。
地基承载力验算可采用换填法、强夯法、深层搅拌法等加固地基,提高地基承载力。
挡土墙设计(最全)
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挡土墙设计(最全)一、挡土墙概述二、挡土墙类型及特点1. 重力式挡土墙(2)混凝土挡土墙:采用现浇或预制混凝土构件,强度高,适用于各种地质条件。
2. 悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙由立壁、底板和悬臂三部分组成,通过悬臂承受土压力。
适用于高度较大、地质条件较差的场合。
3. 扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙在悬臂式挡土墙的基础上,增加了扶壁结构,提高了挡土墙的稳定性。
适用于高度较大、地质条件较差的场合。
4. 钢板桩挡土墙三、挡土墙设计要点1. 土压力计算在设计挡土墙时,要准确计算土压力。
土压力分为主动土压力、被动土压力和静止土压力,应根据实际情况选择合适的计算方法。
2. 确定挡土墙尺寸根据土压力计算结果,确定挡土墙的尺寸,包括墙身高度、底板宽度、立壁厚度等。
3. 材料选择根据工程需求和地质条件,选择合适的挡土墙材料。
常见的材料有混凝土、砖、石、钢材等。
4. 稳定性分析对挡土墙进行稳定性分析,包括抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和地基承载力验算。
5. 细部构造设计考虑排水设施、伸缩缝、沉降缝等细部构造,确保挡土墙的使用寿命和安全性。
四、挡土墙施工注意事项1. 施工前应进行详细的地质勘察,了解地形地貌、土壤性质等条件。
2. 施工过程中,严格遵循设计图纸和施工规范,确保工程质量。
3. 加强施工现场安全管理,预防安全事故发生。
4. 施工完成后,对挡土墙进行验收,确保其满足设计要求。
五、挡土墙维护与监测1. 定期检查挡土墙在使用过程中,应定期进行外观检查,观察是否有裂缝、沉降、位移等现象。
一旦发现问题,要及时进行处理。
2. 维护措施针对检查出的问题,采取相应的维护措施,如修补裂缝、加固结构、清理排水系统等,确保挡土墙的稳定性和安全性。
3. 监测手段安装监测设备,对挡土墙的变形、土压力、地下水位等进行实时监测,以便及时发现潜在风险。
六、挡土墙设计与环境和谐1. 美观性在设计挡土墙时,考虑其与周围环境的协调性,采用合适的材料和造型,使挡土墙成为一道亮丽的风景线。
混凝土挡土墙的设计规范及要点
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混凝土挡土墙的设计规范及要点混凝土挡土墙是一种常见的土木工程结构,用于防止土体滑动或崩塌,并提供稳定的支护。
在设计混凝土挡土墙时,需要遵循一些规范和要点,以确保其结构稳定、安全可靠。
本文将从多个方面深入探讨混凝土挡土墙的设计规范及要点。
一、设计规范1. 国家标准在中国,混凝土挡土墙的设计规范主要参考国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010),该标准对挡土墙的设计要求进行了详细的规定。
设计人员应当根据该标准的要求进行设计,确保结构的稳定性和安全性。
2. 地质条件在挡土墙的设计过程中,设计人员必须充分了解和考虑当地的地质条件。
包括土壤类型、坡度、土体的物理力学参数等。
这些地质条件将直接影响挡土墙的稳定性和抗震性能。
3. 荷载计算挡土墙所承受的荷载包括土压力、地震荷载和水荷载等。
设计人员需要根据当地的地质条件和工程要求,合理计算这些荷载,并在设计中予以考虑。
4. 结构布置挡土墙的结构布置应根据具体的工程要求和地质条件来确定。
设计人员需要合理选择挡土墙的高度、坡度、后坡及面板的厚度等参数,以满足工程的稳定性和经济性要求。
5. 材料选择挡土墙主要由混凝土和钢筋构成,设计人员应选择合适的材料,并考虑到它们的强度、抗裂性能、耐久性等因素。
二、设计要点1. 欧拉稳定性在挡土墙的设计中,欧拉稳定性是一个重要的考虑因素。
设计人员需要对挡土墙的整体稳定性进行分析和计算,确保在地震等外力作用下挡土墙不会产生整体破坏或失稳。
2. 钢筋配筋挡土墙内部的钢筋配筋是保证挡土墙整体强度和刚度的关键。
设计人员应根据荷载计算结果,合理设计和布置钢筋,确保挡土墙能够承受来自土体和外部荷载的作用。
3. 排水设计挡土墙需要考虑排水系统,以防止水分在土体中积聚和对挡土墙产生影响。
设计人员应合理设计排水系统,确保土体保持较好的排水性能。
4. 可持续性考虑在设计过程中,可持续性考虑也是一个重要的方面。
设计人员应充分考虑挡土墙的环保性能、可维护性和寿命等问题,以提高工程的可持续性。
五种常见挡土墙的设计计算实例
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挡土墙设计实例挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。
在挡土墙横断面中,与被支承土体直接接触的部位称为墙背;与墙背相对的、临空的部位称为墙面;与地基直接接触的部位称为基地;与基底相对的、墙的顶面称为墙顶;基底的前端称为墙趾;基底的后端称为墙踵。
根据挡土墙的设置位置不同,分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。
设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙;墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙;设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙;设置于山坡上,支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。
本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。
1、原始条件:墙身尺寸:墙身高: 6.500(m)墙顶宽: 0.660(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶bl:0.300(m) 墙趾台阶hi: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.200:1物理参数:圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类:片石砌体砂浆标号: 5 石料强度(MPa): 30挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:35.000(度) 墙后填土粘聚力:0.000(kPa) 墙后填土容重:19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度) 地基土容重:18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力:500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数:1.200 墙踵值提高系数:1.300 平均值提高系数:1.000 墙底摩擦系数:0.500 地基土类型:土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m)换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m) 组合1(仅取一种组合计算)组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000 V2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000 V3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000 V4.填土侧压力分项系数=1.000 V5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000 V[土压力计算]计算高度为7.309(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=28.320(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:28.320(度)Ea=244.312 Ex=214.072 Ey=117.736(kN)作用点高度 Zy=2.627(m) 因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面不存在墙身截面积=15.518(m2) 重量=356.925 kN (一)滑动稳定性验算基底摩擦系数 =0.500 采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=11.310 (度)Wn = 349.993(kN) En = 157.432(kN) Wt = 69.999(kN) Et = 186.825(kN) 滑移力=116.827(kN) 抗滑力=253.713(kN) 滑移验算满足:Kc = 2.172 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足:方程值=164.582(kN) > 0.0地基土摩擦系数=0.500地基土层水平向:滑移力=214.072(kN) 抗滑力=252.070(kN)地基土层水平向:滑移验算不满足:Kc2 = 1.177 <= 1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw = 2.186 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx = 3.521 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy = 1.818 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=389.149(kN-m) 抗倾覆力矩=1194.778(kN-m) 倾覆验算满足:K0 = 3.070 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足:方程值=649.592(kN-m) > 0.0 (三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=507.426(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=805.628(kN-m)基础底面宽度 B = 4.127 (m) 偏心距 e = 0.476(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.588(m)基底压应力:趾部=208.008 踵部=37.896(kPa)最大应力与最小应力之比 = 208.008 / 37.896 = 5.489作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.476 <= 0.167*4.127 = 0.688(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=208.008 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=37.896 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=122.952 <= 500.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积 = 13.946(m2) 重量 = 320.764 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.134 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 3.521 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 1.818 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=438.499(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=710.021(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.619(m)截面宽度 B = 3.885 (m) 偏心距 e1 = 0.323(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.323 <= 0.250*3.885 = 0.971(m)截面上压应力:面坡=169.225 背坡=56.514(kPa)压应力验算满足:计算值= 169.225 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值= 9.954 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 438.499(kN)轴心力偏心影响系数管=0.923挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.885(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数金目=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.997计算强度时:强度验算满足: 计算值= 438.499 <= 2484.452(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 438.499 <= 2478.074(kN)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为6.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 29.150(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 29.150(度)Ea=172.939 Ex=151.533 Ey=83.340(kN) 作用点高度 Zy=2.150(m) 因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面不存在墙身截面积 = 12.060(m2) 重量 = 277.380 kN[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 12.060(m2) 重量 = 277.380 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.738 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 2.930 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 2.150 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=360.720(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=400.617(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.111(m)截面宽度 B = 3.360 (m) 偏心距 e1 = 0.569(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.569 <= 0.250*3.360 = 0.840(m)截面上压应力:面坡=216.516背坡=-1.802(kPa)压应力验算满足: 计算值= 216.516 <= 800.000(kPa)拉应力验算满足:计算值= 1.802 <= 80.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 2.156 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 360.720(kN)轴心力偏心影响系数管=0.744挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.360(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数金目=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.994计算强度时:强度验算满足: 计算值= 360.720 <= 1730.509(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 360.720 <= 1720.261(kN)2、衡重式挡土墙原始条件:墙身尺寸:墙身总高: 9.600(m)上墙高: 3.400(m)墙顶宽: 0.660(m)台宽: 1.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0.150上墙背坡倾斜坡度: 1:0.200下墙背坡倾斜坡度: 1:-0.200采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶bl: 0.300(m)墙趾台阶hi: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.200:1 下墙土压力计算方法:力多边形法物理参数:圬工砌体容重: 23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类:片石砌体砂浆标号:5石料强度(MPa): 30挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度)墙后填土粘聚力:0.000(kPa)墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)地基土容重:18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力:500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数:1.200墙踵值提高系数:1.300平均值提高系数:1.000墙底摩擦系数:0.500地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:30.000(度)坡线土柱:坡面线段数:2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m)换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0地面横坡角度:20.000(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙分段长度:10.000(m) 组合1(仅取一种组合计算)组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000 V2.填土重力分项系数=1.000 V3.填土侧压力分项系数=1.000 V4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000 V[土压力计算]计算高度为10.242(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角=31.060(度)按假想墙背计算得到:第1破裂角:32.720(度)Ea=148.041 Ex=56.254 Ey=136.937(kN)作用点高度 Zy=1.260(m)因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在: 第2破裂角=17.542(度)第1破裂角=31.060(度)Ea=102.147 Ex=62.124 Ey=81.085(kN)作用点高度 Zy=1.465(m)计算下墙土压力无荷载时的破裂角=34.222(度)按力多边形法计算得到:破裂角:34.222(度)Ea=201.028 Ex=199.855 Ey=21.676(kN) 作用点高度 Zy=2.979(m)墙身截面积 = 25.299(m2) 重量 = 581.869 kN衡重台上填料重 = 90.539(kN) 重心坐标(1.649,-1.646)(相对于墙面坡上角点) (一)滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度 = 11.310 (度)Wn = 659.350(kN) En = 152.144(kN) Wt = 131.870(kN) Et = 236.739(kN)滑移力= 104.869(kN) 抗滑力= 405.747(kN)滑移验算满足: Kc = 3.869 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 353.905(kN) > 0.0地基土摩擦系数 = 0.500地基土层水平向: 滑移力= 261.979(kN) 抗滑力= 396.867(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.515 > 1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 2.308 (m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx = 4.117 (m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy = 7.665 (m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3 = 3.807 (m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3 = 2.337 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 943.130(kN-m) 抗倾覆力矩= 2066.104(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.191 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 793.025(kN-m) > 0.0(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=8n.494(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1122.975(kN-m) 基础底面宽度 B = 3.275 (m) 偏心距 e = 0.254(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.384(m)基底压应力:趾部=362.948 踵部=132.600(kPa)最大应力与最小应力之比 = 362.948 / 132.600 = 2.737作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.254 <= 0.167*3.275 = 0.546(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=362.948 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=132.600 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=247.774 <= 500.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五)上墙截面强度验算上墙重力Ws = 98.141 (kN)上墙墙背处的Ex = 62.124 (kN)上墙墙背处的Ey = 12.425 (kN)相对于上墙墙趾,上墙重力的力臂 Zw = 0.889 (m)相对于上墙墙趾,上墙Ex的力臂Zy = 1.465 (m)相对于上墙墙趾,上墙Ey的力臂Zx = 1.557 (m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾,合力作用力臂 Zn = 0.141(m)截面宽度 B = 1.850 (m) 偏心距 e1 = 0.784(m)截面上偏心距验算不满足: e1= 0.784 > 0.250*1.850 = 0.463(m)截面上压应力:面坡=211.665背坡=-92.134(kPa)压应力验算满足: 计算值= 211.665 <= 800.000(kPa)拉应力验算不满足:计算值= 92.134 > 80.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值= 9.674 <= 80.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足:计算值= 41.598 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 110.566(kN)轴心力偏心影响系数管=0.233挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.850(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数金目=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.981计算强度时:强度验算满足: 计算值= 110.566 <= 298.521(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 110.566 <= 292.889(kN)(六)墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积 = 24.226(m2) 重量 = 557.198 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.313 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=750.498(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=H06.215(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.474(m)截面宽度 B = 3.340 (m) 偏心距 e1 = 0.196(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.196 <= 0.250*3.340 = 0.835(m)截面上压应力:面坡=303.826 背坡=145.574(kPa)压应力验算满足: 计算值= 303.826 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值= -11.443 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 750.498(kN)轴心力偏心影响系数管=0.960挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.340(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数目= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.968计算强度时:强度验算满足: 计算值= 750.498 <= 2221.592(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 750.498 <= 2149.911(kN)(七)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为9.100(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 31.060(度)按假想墙背计算得到:第1破裂角: 32.720(度)Ea=148.041 Ex=56.254 Ey=136.937(kN) 作用点高度 Zy=1.260(m)因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在:第2破裂角=17.542(度) 第1破裂角=31.060(度)Ea=102.147 Ex=62.124 Ey=81.085(kN) 作用点高度 Zy=1.465(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 34.075(度)按力多边形法计算得到:破裂角: 34.075(度)Ea=156.451 Ex=155.539 Ey=16.870(kN) 作用点高度 Zy=2.522(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 22.550(m2) 重量 = 518.644 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.358 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=707.137(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=830.127(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.174(m)截面宽度 B = 3.065 (m) 偏心距 e1 = 0.359(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.359 <= 0.250*3.065 = 0.766(m)截面上压应力:面坡=392.661 背坡=68.767(kPa)压应力验算满足: 计算值= 392.661 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值= -21.270 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 707.137(kN)轴心力偏心影响系数管=0.859挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.065(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数金目=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.959计算强度时:强度验算满足:计算值=707.137 <= 1823.443(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=707.137 <= 1749.052(kN)3、加筋土挡土墙原始条件:墙身尺寸:墙身总高: 8.200(m) 筋带竖向间距是否不等: 否单个筋带厚: 1(mm) 筋带水平方向间距: 0.420(m) 筋带竖直方向间距: 0.400(m)筋带长度竖向分段数: 2分段序号高度(m) 筋带长(m)1 6.000 6.0002 2.200 4.000筋带序号筋带宽(m)1 0.2002 0.2003 0.2004 0.2005 0.2006 0.2007 0.2008 0.2009 0.20010 0.20011 0.20012 0.2013 0.20014 0.20015 0.20016 0.20017 0.20018 0.20019 0.20020 0.200物理参数:加筋土容重: 20.000(kN/m3) 加筋土内摩擦角: 35.000(度) 筋带容许拉应力: 50.000(MPa) 土与筋带之间的摩擦系数: 0.400 加筋土浮容重: 10.000(kN/m3) 地基土浮重度:10.000(kN/m3) 筋带抗拔力计算调节系数: 1.400 筋带材料抗拉计算调节系数: 1.000 筋带材料强度标准值: 240.000(MPa) 筋带材料抗拉性能的分项系数: 1.250挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数:1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)计算参数:稳定计算目标: 给定圆心,半径计算安全系数圆心乂坐标:-2.000(m)圆心丫坐标:10.000(m)半径: 15.000(m)筋带对稳定的作用:筋带力沿圆弧切线内部稳定分析采用方法:应力分析法条分法的土条宽度: 0.500(m) 墙后填土粘聚力: 10.000(kPa) 墙体填土粘聚力: 10.000(kPa) 地基土粘聚力: 10.000(kPa) 土条切向分力与滑动方向反向时:当作下滑力对待第 1 种情况:组合1组合系数: 1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000 V2.填土侧压力分项系数=1.000 V3. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 V内部稳定性验算采用应力分析法 (一) 应力分析法筋带号宽度总长度稳定区竖向压应水平应最大拉力抗拉力抗拔力设计值(kN) (kN) (kN)(m) (m) 长度(m) 力(kPa) 力(kPa)01 0.200 6.000 3.540 46.000 19.139 3.215 38.400 18.61002 0.200 6.000 3.540 54.000 21.908 3.681 38.400 21.84703 0.200 6.000 3.540 62.000 24.511 4.118 38.400 25.08304 0.200 6.000 3.540 70.000 26.948 4.527 38.400 28.32005 0.200 6.000 3.540 78.000 29.220 4.909 38.400 31.55706 0.200 6.000 3.540 86.000 31.326 5.263 38.400 34.79307 0.200 6.000 3.540 94.000 33.265 5.589 38.400 38.03008 0.200 6.000 3.540 102.000 35.040 5.887 38.400 41.26609 0.200 6.000 3.605 110.000 36.648 6.157 38.400 45.32510 0.200 6.000 3.814 118.000 38.091 6.399 38.400 51.42911 0.200 6.000 4.022 126.000 39.367 6.614 38.400 57.91512 0.200 6.000 4.230 134.000 40.478 6.800 38.400 64.78113 0.200 6.000 4.438 142.000 41.423 6.959 38.400 72.02714 0.200 6.000 4.647 150.000 42.203 7.090 38.400 79.65515 0.200 4.000 2.855 158.000 42.816 7.193 38.400 51.54916 0.200 4.000 3.063 166.000 44.984 7.557 38.400 58.10917 0.200 4.000 3.271 174.000 47.152 7.922 38.400 65.05018 0.200 4.000 3.479 182.000 49.320 8.286 38.400 72.37219 0.200 4.000 3.688 190.000 51.488 8.650 38.400 80.07520 0.200 4.000 3.896 198.000 53.656 9.014 38.400 88.158单个筋带结点抗拔稳定满足: 拉力设计值=3.215 <= 18.610(kN)筋带截面抗拉强度验算满足: 拉力设计值=9.014 <= 38.400(kN)全墙抗拔验算满足: 最小安全系数=11.415 >= 2.000外部稳定性验算[土压力计算]计算墙背处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角: 32.600(度)Ea=246.817 Ex=202.181 Ey=141.568(kN) 作用点高度 Zy=3.400(m) 墙身截面积 = 44.800(m2) 重量 = 896.000 kN墙顶上的土重(包括超载) = 171.000(kN) 重心坐标(3.667,0.889)(相对于墙面坡上角点) 墙顶上的土重(不包括超载) = 171.000(kN) 重心坐标(3.667,0.889)(相对于墙面坡上角点) (一)滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500滑移力= 202.181(kN) 抗滑力= 604.284(kN)滑移验算满足: Kc = 2.989 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 455.454(kN) > 0.0(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.804 (m)相对于墙趾点,墙土压力Ey的力臂Zx = 6.000 (m)相对于墙趾点,墙土压力Ex的力臂Zy = 3.400 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 687.414(kN-m) 抗倾覆力矩= 3988.410(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 5.802 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 2673.196(kN-m) > 0.0(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力=1208.568(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=3300.996(kN-m) 墙计算宽度 B = 6.000 (m) 偏心距 e = 0.269(m)墙底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 2.731(m)基底压应力:墙趾二255.546 墙踵=147.310(kPa)最大应力与最小应力之比 = 255.546 / 147.310 = 1.735作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.269 <= 0.167*6.000 = 1.000(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=255.546 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=147.310 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=201.428 <= 500.000(kPa) (四) 整体稳定验算圆心: (-2.000,10.000)半径 = 15.000(m)安全系数 = 1.802 总的下滑力总的抗滑力土体部分下滑力土体部分抗滑力筋带的抗滑力= 1214.149(kN) = 2188.340(kN) = 1214.149(kN) = 2188.340(kN)= 0.000(kN)整体稳定验算满足:最小安全系数=1.802 >= 1.2504、桩板式挡土墙原始条件:墙身尺寸:桩总长: 16.000(m)嵌入深度: 6.000(m) 截面形状: 方桩 桩宽: 1.000(m) 桩高: 1.500(m) 桩间距: 3.500(m) 挡土板的类型数: 2板类型号 1 2板厚(m) 0.200 0.200板宽(m) 0.500 0.500嵌入段土层数: 1 柱底支承条件: 铰接 计算方法:M 法 土层序号土层厚(m)1 50.000 初始弹性系数A: 0.000(MN/m3)初始弹性系数A1: 0.000(MN/m3)板块数 8 8重度(kN/m3)18.000M(MN/m4) 10.000物理参数:桩混凝土强度等级: C40桩纵筋合力点到外皮距离: 35(mm)桩纵筋级别: HRB335桩箍筋级别: HPB235 桩箍筋间距: 150(mm) 板混凝土强度等级: C30 板纵筋合力点到外皮距离: 35(mm) 板纵筋级别: HRB335挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力:0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度) 土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m)换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002) 第 1 种情况: 组合1注意:内力计算时,土压力分项(安全)系数 = 1.000[土压力计算]计算高度为10.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 31.530(度)第1破裂角: 31.530(度)Ea=313.264 Ex=298.765 Ey=94.200(kN) 作用点高度 Zy=3.584(m)(一) 桩身内力计算计算方法: m 法背侧——为挡土侧;面侧——为非挡土侧。
挡土墙设计1
![挡土墙设计1](https://img.taocdn.com/s3/m/b402492c453610661ed9f426.png)
上墙高 h1(m) 1.60 下墙高 h2(m) 2.40 上墙顶宽 衡重台宽 b(m) bt(m) 0.50 0.40 墙趾宽 bj(m) 0.31 墙趾高 hj(m) 0.50 墙面坡度 0.05 上墙背坡 下墙背坡 度m 度 0.38 0.25
一、截面尺寸计算 衡重台截 基顶截面 墙趾截面 面宽度 宽度 宽度 b1(m) b2(m) b3(m) 1.19 1.24 1.42 上墙重 W1(KN) 31.06 对墙趾0 对墙趾0 对墙趾0 下墙重W2 墙趾重W3 点的力臂 点的力臂 点的力臂 (KN) (KN) Zw1(m) Zw2(m) Zw3(m) 0.87 57.20 1.07 17.06 0.74
二、验算是否出现第二破裂面 假象墙背 第二破裂 是否出现第二破裂 第二破裂 倾角ai¹ 角ai(°) 面 面顶宽 出现 32.21 27.50 0.18 三、车辆荷载换算 换算高度 h0(m) 0.88 四、1.上墙土压力计算 Ka E1 E1x 0.59 31.46 14.53 五、下墙土压力计算 ψ A TAN(θ 2) 38.46 0.25 0.73 2.上墙实际墙背土压力E¹1 E¹1x E¹1y 14.53 5.52
Me -30.99 是否满足 规定 满足
总力矩Md -33.18
【eo】 0.309
轴向力偏 eo是否满 心距eo 足规定 0.209 满足
轴向力偏 eo是否满 心距eo 足规定 0.276 满足
截面抗力 是否满足 效应设计 规定 值 476.76 满足
基底与地 墙身重度 抗压ƒ 直接抗剪 墙身材料 基土摩擦 rt(KN/m cd(Kpa) ƒ M5砂浆 0.30 23.00 710.00 120.00 MU50片石
挡土墙设计 参考
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九王爷工作室出品1.车辆荷载计算作用在填料上的车辆荷载,可近似地按均匀荷载分布考虑。
计算时,把荷载换成容重与墙后填料相同的均匀分布土层。
2.1车辆荷载计算理论根据《公路桥涵设计规范》把作用在破坏棱体上的车辆荷载换算成土层,其厚度0h 按公式计算如下:00Q h B Lγ=∑γ--墙后填料的容重kN/m 3;0B --破坏棱体的宽度,m ,对于路堤墙边坡部分的宽度b 不计入内,0()tan tan B H a H b θα=++-L --挡土墙的计算长度,m ,取值见下述规定;Q --∑布置在0B L ⨯面积内的车轮总重,kN挡土墙的长度计算长度,可按以下四种情况取值:(1)汽车-10或汽车-15级作用时,取挡土墙的分段长度,但不大于15m 。
(2)汽车-20级作用时,取重车的扩散长度,但不超度20m 。
(3)汽车-超20级作用时,取重车的扩散长度,但不超过20m 。
(4)平板挂车或履带车作用时,取挡土墙长度和车辆长度和车辆的扩散长度两者中较大者,但不大于15m 。
各级汽车荷载的重车、平板车或履带车的扩散长度,可按以下计算:0(2)tan30L L H a =++o式中:0L :前后轴距轮胎着地长度或履带车着地长度,m ,取值见表2.1表 2.10L 取值的大小计算挡土墙时,汽车荷载的计算如下:纵向:当取用挡土墙分段长度时,为分段内可能布置的车轮;当取用一辆重车的扩散长度时,为一辆重车。
横向:破坏棱体宽度0B 范围内可能布置的车轮,车辆外侧车轮中线距路面(或硬路肩)、安全带边缘的距离为0.5m 。
2.1车辆荷载理论计算2.1.1求不计车辆荷载作用时的破坏棱体宽度0B 。
(2)tan ()ab H H a A H a α-+=+=23 4.57(723)tan (73)α⨯-⨯+⨯+=-0.362ψϕδ=+∂+ =39.964otan tan θψ=-=39.964-o =38.379o0()tan tan B H a H b θ=++∂-=(73)0.79270.25 4.5+⨯+⨯-- =1.672.1.2求纵向分布长度L0(2)tan 30L L H a =++=o 20.5>20有条件可知L 的长度取20米。
挡土墙施工图设计说明(完整版)
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施工图设计说明(挡土墙设计)1、工程概况1.1工程规模、概况本次设计为景区道路塌方工程,根据现场踏勘情况,由于堰坝建设影响,导致与之相邻的景区道路出现严重塌方,深度高达10m,严重影响行车及行人安全,本次设计9m高衡重式挡土墙位于道路南侧以保证景区道路的行车安全,后进行路面修复,路面修复面积约为989m2。
1.2 设计内容我院承担该项目的设计内容为道路工程、挡墙工程、土方工程等。
2、设计依据2.1设计依据( 1 )建设单位提供的电子地形图;( 2 )相关规范及地方法规。
2.2本工程采用的坐标系和高程系本工程高程系统采用1985国家高程基准,平面系统采用2000坐标系。
2.3采用规范( 1 )《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013);( 2 )《公路挡土墙设计与施工技术细则》;( 3 )《公路工程抗震规范》(JTG B02-2013);( 4 )《挡土墙(重力式、衡重式、悬臂式)》国家建筑标准设计图集17J008;( 5 )《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010);( 6 )《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015);( 7 )《工程结构可靠性设计统一标准》(GB 50153-2008);( 8 )《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2011);建设部、交通部颁发的其它有关规范。
2、挡墙工程设计2.1技术标准(1)挡土墙工程安全等级:一级,结构重要性系数γ0取1.1;(2)设计荷载:车辆荷载30KN/m;人群荷载3.5KN/m;(3)场地所在地区的抗震设防烈度为6度,抗震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.05g。
2.2挡土墙设计(1)挡墙布置原则衡重式挡墙沿着景观道路南侧进行布置。
(2)挡墙墙身结构挡墙墙身采用浆砌片石砌筑,对所用片石材料要求:无裂纹、无风化、夹层、水锈,且未被烧过的,其抗压强度不低于30Mpa。
(3)沉降缝每段挡墙之间设置一道沉降缝,采用沥青麻絮或油浸木屑。
挡土墙课程设计计算书
![挡土墙课程设计计算书](https://img.taocdn.com/s3/m/c4bb13f2dc3383c4bb4cf7ec4afe04a1b171b067.png)
挡土墙课程设计计算书一、设计资料1、墙身构造拟采用重力式挡土墙,墙高为 5m,墙顶宽度为 1m,墙背仰斜坡度为 1:025(即α = 1404°),墙面垂直。
墙身材料采用浆砌块石,砌体容重为 22kN/m³,砌体容许压应力为σa = 500kPa,容许剪应力为τ =80kPa,基底摩擦系数为μ = 04。
2、填土资料墙后填土为砂性土,重度为 18kN/m³,内摩擦角为 30°,填土表面水平,无均布荷载作用。
3、地基资料地基为粉质黏土,重度为 19kN/m³,地基容许承载力为σ0 =200kPa。
二、主动土压力计算1、破裂角θ的计算假设破裂面交于荷载范围内,根据库仑土压力理论,破裂角θ应满足:\\tan\theta =\frac{\cos(\alpha +\varphi)}{\cos\alpha \sin\varphi}\\\tan\theta =\frac{\cos(1404°+30°)}{\cos1404°\sin30°}\approx 070\\\theta \approx 35°\2、主动土压力系数 Ka 的计算\Ka =\frac{\cos^2(\alpha \theta)}{\cos^2\alpha \cos(\alpha +\theta) \cos(\theta \varphi)}\\Ka =\frac{\cos^2(1404° 35°)}{\cos^21404°\cos(1404°+35°)\cos(35° 30°)}\approx 0307\3、土压力作用点高度 z 的计算\z =\frac{h}{3} \frac{\tan\alpha}{\tan\theta}\\z =\frac{5}{3} \times \frac{\tan1404°}{\tan35°}\approx 107m\4、主动土压力 Ea 的计算\Ea =\frac{1}{2}\gamma h^2 Ka\\Ea =\frac{1}{2} \times 18 \times 5^2 \times 0307 \approx 695kN/m\三、稳定性验算1、抗滑稳定性验算\F_s =\mu (G + Ey)\其中,G 为挡土墙自重,Ey 为土压力的水平分力。
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九王爷工作室出品1.车辆荷载计算作用在填料上的车辆荷载,可近似地按均匀荷载分布考虑。
计算时,把荷载换成容重与墙后填料相同的均匀分布土层。
2.1车辆荷载计算理论根据《公路桥涵设计规范》把作用在破坏棱体上的车辆荷载换算成土层,其厚度0h 按公式计算如下:00Q h B Lγ=∑γ--墙后填料的容重kN/m 3;0B --破坏棱体的宽度,m ,对于路堤墙边坡部分的宽度b 不计入内,0()tan tan B H a H b θα=++-L --挡土墙的计算长度,m ,取值见下述规定;Q --∑布置在0BL ⨯面积内的车轮总重,kN挡土墙的长度计算长度,可按以下四种情况取值:(1)汽车-10或汽车-15级作用时,取挡土墙的分段长度,但不大于15m 。
(2)汽车-20级作用时,取重车的扩散长度,但不超度20m 。
(3)汽车-超20级作用时,取重车的扩散长度,但不超过20m 。
(4)平板挂车或履带车作用时,取挡土墙长度和车辆长度和车辆的扩散长度两者中较大者,但不大于15m 。
各级汽车荷载的重车、平板车或履带车的扩散长度,可按以下计算:0(2)tan30L L H a =++式中:0L :前后轴距轮胎着地长度或履带车着地长度,m ,取值见表2.1表 2.10L 取值的大小汽车-20级 5.6 挂车-80 6.6 汽车-超20级 13.0 挂车-100 6.6 履带-504.5挂车-1206.6计算挡土墙时,汽车荷载的计算如下:纵向:当取用挡土墙分段长度时,为分段内可能布置的车轮;当取用一辆重车的扩散长度时,为一辆重车。
横向:破坏棱体宽度0B 范围内可能布置的车轮,车辆外侧车轮中线距路面(或硬路肩)、安全带边缘的距离为0.5m 。
2.1车辆荷载理论计算2.1.1求不计车辆荷载作用时的破坏棱体宽度0B 。
(2)tan ()ab H H a A H a α-+=+=23 4.57(723)tan (73)α⨯-⨯+⨯+=-0.362ψϕδ=+∂+ =39.964tan tan (cot tan )(tan )A θψψψ=-+∂++ =39.964(cot 36tan )(tan 0.362)ψψ-++- =38.3790()tan tan B H a H b θ=++∂- =(73)0.79270.25 4.5+⨯+⨯-- =1.672.1.2求纵向分布长度L0(2)tan30L L H a =++=20.5>20 有条件可知L 的长度取20米。
2.1.3计算车辆荷载总重Q ∑①号轮在破坏棱体内的宽度为 (1.670.50)0.15 1.32-+= ;其中轮重为11 1.32306620.30Q =⨯⨯=②③号轮在破坏棱体内的宽度为(1.670.5)0.30 1.47-+=;其中轮重为231 1.4712014720.60Q Q ==⨯⨯= ④⑤号轮在破坏棱体内的宽度为(1.670.5)0.30 1.47-+=;其中轮重为451 1.47140171.520.60Q Q ==⨯⨯= 由此,12345Q Q Q Q Q Q =++++=∑703 2.1.4换算土层厚度为007031.16918 1.6720Q h m B Lγ===⨯⨯∑。
3.破裂面的求解计算挡土墙压力a E ,首先要确定产生最大土压力的破裂面,求出破裂角θ。
但是这事先不知道,必须经行验算。
试算时,通常先假定破裂面位置通过荷载中心,按图示公式算出θ角,与原假定的破裂面相比较,看是否相符。
如与假定面不符,应根据计算的θ角重新假定破裂面,重复以上计算,直到相符为止。
路基挡土墙因路基形式和荷载分布的不同,土压力有多种计算图式。
以路堤挡土墙为例,可分为5种图示:破裂面交于内边坡,破裂面交于荷载的内侧、中部和外侧,以及破裂面交于外边坡。
图3.1破裂面的夹角当滑动面在边坡时1132.005θ∂≤= 当滑动面在路面荷载内侧1212θθθ≤∂≤+ 当滑动面在荷载中部时123123θθθθθ+≤∂≤++当滑动面在路面荷载外侧时12331234θθθθθθθ++≤∂≤+++ 根据图3.1可以算出极限角度如表3.1表 3.1 夹角的大小交点位置 边坡路面荷载内侧路面荷载中部路面荷载外侧角度132.005∂≤23244≤∂≤34270.8≤∂≤470.872.8≤∂≤ab∂H 1θ2θ3θ4θ3.1破裂面交于内边坡棱体上作用着三个力,即破裂棱体自重G 、主动土压力的反力a E 和破裂面上的反力R 。
a E 的方向与墙被法线成δ角,切偏于阻止棱体下滑的方向;R 的方向与破裂面的法线成ϕ角,且偏于阻止棱体下滑的方向。
取挡土墙长度为1米进行计算,作用于棱体上的平衡力三角形abc 可得:()()()()sin 90--cos sin +sin a E G G θϕθϕθθ+==ψ+ψ (3-1)式中:+ϕψ=+αδ 因 ()sin 2G AB BC θ=γ⨯α+ 而 sec G AB =αsin(90cos(secsin(90cos(BC AB H θ-θ-α+β)α-β)==-β)+β)221cos(sin(sec 2cos()G H θα-β)θ+α)=ϒα+β (3-2) 将式(3-2)代入式(3-1),得221cos(sin(+cos(sec 2cos(sin()a E θθθθα-β)α)+ϕ)=ϒH α⨯+β)+ψ 令221A sec cos(2H =αα-β) 则cos()sin()cos()sin()a E Aθϕθγθβθψ++∂=++当参数ϒϕδαβ固定时,a E 随破裂面的位置而变化,即a E 是破裂面θ的函数。
为求最大土压力a E ,首先要求对应于最大土压力时的破裂面θ。
取0ad E d θ=,得2cos()cos()cos()sin()sin()sin()cos ()A θϕθβθθβθγθψθβ+++∂+++∂⨯⨯++=2sin()sin()sin()cos()cos()cos()sin ()θθψθϕθψθϕθβθψ+∂+++++⨯++整理后简化得2tan tan +0P Q R θθ+=24tan 2Q Q PRPθ-±-=(3-4) 式中: c o s s i nc o s (-)-s i n c o s cP αβψϕϕψαβ= c o s ()c o s ()c o s ()c o sQ αβψϕψϕαβ=-+--+ c o s s i nc o s ()s i n c o s (R ϕψαβαψϕβ=--- 把数据14.036∂= 33.69β= 36ϕ= 39.964ψ=代入上式:cos 14.036sin33.69cos(3.964)-sin36cos39.964cos(-47.726)=0.234P =- c o s (47.726)c o s (75.964)c o s (3.964)c o s4)0.832Q =-=- cos36sin39.964cos(47.726)sin 14.034cos(3.964)cos33.690.551R =---=24tan 2Q Q PR P θ-±-==0.8320.420.468± 169.503θ= 241.35θ= 均大于32故不符合要求。
3.2破裂面交于路基面当破裂面交于路基面的时候分三种情况,分别为破裂面交于荷载中部、破裂面交于路面荷载外侧、破裂面交于路面荷载内侧。
3.2.1当交于载荷中部时图3.2破裂面交于荷载中部破裂棱体的断面面积S 为 2011()(tan tan )(tan )[()tan tan ]22S a H b a a a H H b d h θααθα=++-++++--000111(2)()tan ()(22)tan 222a H h a H ab b d h H H a h θα=+++--++++ a∂Hθ令 001(2)()2A a H h a H =+++00011()(+22)tan 22B ab b d h H H a h α=++-+则00tan S A B θ=- 因此,破裂棱体的重力为00(tan )G A B γθ=- 将G 代入式(6-1)得00cos()(tan )sin()a E A B θϕγθθψ+=-+令0a dE d θ= 即00022cos()sin()sin()cos()cos()[(tan )]0sin ()sin()cos A A B θϕθψθϕθψθϕγθθψθψθ+-++-++-+=++经整理化简,得200t a n 2t a n t a n c o t t a n(c o t t a n )0B A θψθϕψϕψ+--+= 故 00t a n t a n (c o t t a n )(t a n )BA θψϕψψ=-±-+001(2)()2A a H h a H =+++=61.6900011()(+22)tan 22B ab b d h H H a h α=++-+=29.52200t a nt a n (c o t t a n )(t a n)BA θψϕψψ=-±-+ =-0.838±1.707①1tan 0.869θ= 40.99θ= ②2tan 2.545θ=- 268.549θ=-由此可得破裂面不是交于荷载中部。
3.2.2破裂面交于荷载外侧a ∂H θb图3.3破裂面交于路面荷载外侧20011()(tan tan )(tan )22S a H b a a l h θαα=++-++ 200111()tan (2)tan 222a H H H a ab l h θα=+++-+201()2A a H =+00011(2)tan 22B ab l h H H a α=-++把数据代入上式可以得到050A = 011.812B =tan tan (cot tan )(tan )0.704B A θψϕψψ=-±-+= 有tan 0.704θ=可知35.146θ=故与实际不符故舍去。
3.2.3破裂面交于荷载内侧图3.4破裂面交于路面荷载内侧在式(6-8)或式(6-11)中,令00h = 则 00tan S A B θ=-式中: 201()2A a H =+011(2)tan 22B ab H H a α=-+有上式可知050A = 018.125B =tan tan (cot tan )(tan )0.792B A θψϕψψ=-±-+= 由此得知38.379θ= 与已知相符,故可以得知破裂面交于路面荷载的内侧。
a b∂Hθ4.墙后主动土压力与挡土墙设计4.1土压力的计算土压力是挡土墙的主要设计荷载,挡土墙的位移情况不同,可以形成不同性质的土压力。