加筋土挡土墙设计

加筋土挡土墙设计 设计资料如下：

（1）路基宽度为7.5m ，挡土墙高度为7.44m 。 （2）荷载标准为公路-20级

（3）面板选用2.0m ×1.0m 矩形混凝土板，板厚12cm ，混凝土强度等级C20.

（4）筋带选用聚丙烯土工带，带宽为18mm ，厚度为1.0mm ，容许拉应力[]MPa L 50=σ，似摩擦系数4.0=f ，筋带要求抗拔稳定系数[]

0.2=f K 。 （5）筋带节点的水平间距m S x 5.0=，垂直间距m S y 5.0=。 （6）填料为砂性土，湿密度3

20m kN =ρ，内摩擦角

38=ϕ。

（7）地基的物理参数为，内摩擦角

16='ϕ，粘聚力kPa c 35='，天然重度3

22m kN ='ρ。

图1 加筋土挡土墙计算图式（尺寸单位：mm ） 按荷载组合Ⅰ进行结构计算：

1.计算公路-20级重车作用下的等代土层厚度h

（1）计算公路-20级作用时，取重车的扩散长度，已知公路-Ⅲ级重车的前后轴距m m m L 4.50.44.1=+=，车轮接地长度m a 2.0=，则 m m m m B 06.930tan 366.72.04.5=⨯++=

。

（2）计算荷载布置宽度0L

该挡土墙为路肩墙，活动区已进入路基宽度，按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0L 。

车辆横向布置为后轮中线距路面边缘0.5m 。破裂面距离加筋体顶部面板的水平距离为m H 21.23.0=，进入路面0.42m 。

1）按路基全宽布置汽车荷载求h '

因路面宽为7.5m ，横向可布置两台重车，

kN kN G 6003002=⨯=∑，m L

5.70

=，

故

m m kN m m kN

h 44.0205.706.96003

=⨯⨯=

'

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

kN G 754300==∑，m L

.2120

=，m B 06.9=。

m m kN m m kN

h 187.02021.206.9753

=⨯⨯=

'

取m h 44.0=

2.计算各层拉筋的土压力系数i K

静止土压力系数724.016sin 1sin 10=-=-=

ϕK

主动土压力系数568.0)2

45(tan 2=-

=ϕ

a K

加筋土中侧向土压力系数i K 随i Z 的变化规律如下： 当6

)61(0.60i a i i i Z K Z K K m Z +-

=≤时，有

当a i i K K m Z =>时，有

0.6

以第6层拉筋为例计算6K ，其他各层拉筋的土压力系数计算结果列入表1。

75.26=Z ，由上述公式6525.06

75

.2568.0675.2-1724.06=⨯+⨯=）（K 3.计算各层拉筋所受的拉力i T

一般情况下的加筋挡土墙，筋带所受拉力按下列公式计算； 对于路肩式挡土墙 y x i i i S S h Z K T )(11ρρ+= 对于路堤式挡土墙 y x ai i i i S S h Z K T )(21σρρ++= 式中：i T —第i 单元筋带所受的拉力，kN 。 第6层拉筋所受的拉力为

y x S S h Z K T )(666+=ρ

m m m m m kN 5.05.0)44.075.2(206525.03

⨯⨯+⨯⨯= kN 10.4074=

4.计算筋带设计断面及每束筋带根数

根据每个单元筋带所受的拉力，可按下式计算该单元筋带的设计断面积

[]

L i i K T A σ3

10⨯=

式中：i A —第i 单元筋带设断面积，2

mm ； []L σ—拉筋容许应力，MPa ；

K —筋带容许应力提高系数，参考有关规范确定。

已知筋带宽为18mm ，厚度为1.0mm ，容许拉应力[]MPa L 50=σ，当荷载组合1时，按规定筋带容许应力提高系数0.1=K 。

第6层筋带设计断面积为

[]

L K T A σ3

6610⨯=

23208.1mm 50MPa

1.0

1010.4074kN =⨯⨯=

第6层筋带每束需要的根数为

根1256.111m m

18mm 208.1m m 2

≈⨯=

n 5.计算筋带长度i L

（1）计算加筋土简化破裂面尺寸

简化破裂面垂直部分距面板背部的水平距离为：m H b H 21.23.0== 简化破裂面上段高度：m b H H 93.2)245tan(2=+=ϕ 简化破裂面下段高度：m H H H 44.4-21==

（2）筋带的总长度由活动区长度和锚固区长度两部分组成筋带锚固长度计算不计车辆荷载引起的抗拔力，锚固长度按下式计算： 对于路肩式挡土墙 []i

i i

f

i Z fb T

K L 112ρ=

对于路堤式挡土墙 [])

21211h Z fb T

K L i i i

f

i ρρ+=

（

式中：[]

f K —筋带要求抗拔稳定系数，参考有关规范取值； f —筋带与填料的似摩擦系数；