加筋挡土墙计算算例

加筋挡土墙计算算例 一、设计计算资料

（1） 初步拟定挡土墙的全长为80米，沉降缝的间距为20米，挡土墙的个高度为6.0米。 （2） 路基宽度为12.0米，路面的宽度为9.0米。

（3） 挡土墙的面板选用2.0m ×1.0m 矩形混凝土板，板的厚度为12cm,混凝土强度为C20 （4）筋带采用聚丙烯土工带，筋带宽度为18mm 、厚度为 1.0mm ，其容许拉应力

[]50L MPa σ=，似摩擦系数0.40f

=，筋带要求抗拔稳定系数 2.0f F ⎡⎤=⎣⎦。

(5) 筋带节点的设计水平间距0.50x S =m ，垂直间距0.50y S =m 。

（6） 挡土墙填料采用工程附近的砂土，砂土湿密度20ρ=kN/m 3,计算内摩擦角25ϕ=︒。

（7） 挡土墙的地基为中低液限粉性土，其内摩擦角'

25ϕ=︒，黏聚力'

55c =kPa,湿密度

'18ρ=kN/m ，容许承载力[]0500σ=kPa 。

（8） 按照荷载组合I （即挡土墙结构自重、土重和土压力相结合）进行结构计算。 二、设计计算步骤

（一）计算汽车-20级重车作用下的等代土层厚度h 1.计算荷载布置长度B 汽车-20级重车作用时，取重车的扩散长度，已知汽车-20级重车的前后L=1.4+4.0=5.4(m)， 车轮接地长度a=0.2m,则荷载布置长度为

tan30 5.40.2tan309.06B L a H =++︒=++︒=（m ） 2.计算荷载布置宽度L 0

该挡土墙为路肩式挡土墙，活动区已进入路基宽度，按照规定分别用路基宽度和活动区 宽度计算等代土层厚度h ，取h 较大者对应的荷载布置宽度L 0。

车辆横向布置为后轮中线距路面边缘0.50m,破裂面距加筋体顶部面板的水平距离为 0.30.36 1.80H =⨯=，进入路面内0.42m 。

（1）按路基全宽布置汽车荷载求h ’ 由于路面的宽度为9.0m,横向可以布置三辆重车，

3003900,12G kN kN L

=⨯==∑m ，则

'

/900/9.0612200.33h G BL ρ=

=⨯⨯=∑（m ）

（2）按活动区宽度布置汽车荷载求h ’ 因破裂面进入路面内0.42m ，仅能布置一侧重车 车轮的一半，故取0

300/475, 1.8G kN kN L

===∑m ，9.06B =m ，则

'

/75/9.06 1.8200.23h G BL ρ=

=⨯⨯=∑（m ）

由以上计算结果可得：'

0.33h =m 。 （二）计算各层拉筋的土应力系数K 1

静止土压力系数 01sin 1sin 250.577K ϕ=-=-︒=

主动土压力系数 2

0tan (45/2)0.406K ϕ=-=

由筋带的垂直间距0.50y S =m ，则10.25Z =m 、20.75Z =m 、3 1.25Z =m 、

4 1.75Z =m 、

5 2.25Z =m 、

6 2.75Z =m 、

7 3.25Z =m 、

8 3.75Z =m 、

9 4.25Z =m 、10 4.75Z =m 、11 5.25Z =m 、12 5.75Z =m 。

以第六层拉筋为例计算其土压力系数6K ,以其他各层筋带的土压力系数计算结果见表6-13。由6 2.75Z =m ，00.577K =,0.406a K =，()1/6/6i i i a i K K Z K Z =-+，可得，()60.5771 2.75/60.406 2.75/60.499K =⨯-+⨯=

（三）计算各层筋带所受到的拉力i T

由60.499K =，20ρ=kN/m 3，6 2.75Z =m ， '

0.33h =m ， 0.50x S =m ，

0.50y S =m ，代入公式得：

(

)

'

666x y T K Z h S S ρ=+

()0.49920 2.750.330.500.50=⨯⨯+⨯⨯ 7.68=（kN ） （四）计算筋带设计断面及每束筋带根数

已知筋带的容许拉应力[]50L MPa σ=，筋带宽度为18mm 、厚度为1.0mm ，当采用荷载组合I 时，按规定筋带容许拉应力提高系数K=1.0则 第六层筋带设计断面面积A 6为

[]36610/L A T K σ=⨯ 3

7.6810/150=⨯⨯ 153.6= 第六层筋带每束需要的根数n 为，

66/153.6/1818.59n A bt ==⨯=≈ （根） （五）计算筋带的长度L i

每束筋带的长度由活动区长度和锚固区长度两部分组成。有似摩擦系数0.40f =，筋

带要求抗拔稳定系数 2.0f K ⎡⎤=⎣⎦,6 2.75Z =m, 20ρ=kN/m 3，筋带宽度为18mm=0.018m,

则可计算

（1） 第6层筋带锚固区长度16L 为

1666/2f L K T fb Z ρ⎡⎤=⎣⎦

2.07.68/290.01820 2.75=⨯⨯⨯⨯⨯

2.15=（m ） （2）第6层筋带活动区长度26L 为 26L = 1.8m （3）第6层筋带长度为

61626 2.15 1.80 3.95L L L =+=+=（m ）

（六）确定挡土墙墙体断面、筋带长度和筋带数量

从表6-13中可以看出，各层筋带的长度自上而下逐渐减小，而且第一层筋带长度与最低层筋带长度相差很大，考虑到施工的方便，各层筋带长度应当取一致，即墙体采用矩形断面。为此，各层筋带的长度均采用5m 。为了保证锚固区有足够的锚固力，每层每束筋带的数量也应予调整，调整后的筋带数量见表6-13中所示。 （七）面板厚度的验算

取加筋挡土墙最低层面板进行验算，可假设每块面板单独受力，土压力均匀分布并由拉筋平均承担，按板厚计算公式计算得到的是面板所需班厚，与预设计板厚12cm 相比，即可知面板是否安全。

（八）加筋体整体稳定性验算

加筋体整体稳定性验算，具体方法步骤与重力式挡土墙相同。