挡土墙稳定分析计算书

饿挡土墙稳定分析

根据工程的需要假设墙的高度H为4.8m,墙顶的宽度b为0.8m,确定墙底的宽度B为4.72m，基础埋深2m，前趾延长1m,后趾延长1m,坡比为1：0.4。选用墙身材料为浆砌石的重力式挡土墙，此类型的挡土墙具有构造简单、施工方便、就地取材等优点，是工程中常被广泛采用的一种挡土墙形式。

为防止挡土墙堤防冻融变化，挡土墙后填筑1m宽砂砾料，坡比为1：0.5；挡土墙设两排排水孔，孔径φ110mm，孔距为3m,上下排间距为2m，错开布置，排水管外填筑粗细碎石，防止换填体渗出堵塞排水管。

为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂，需按墙高和地基性质的变异，设置沉降缝，同时，为了减少圬工砌体因收缩硬化和温度化作用而产生裂缝，需设置伸缩缝。挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起，每隔10m设置一道，缝宽3cm，自墙顶做至基底，缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青木板等具有弹性的材料。

以2+000桩号挡土墙水流最不利断面进行计算，取2+000底高程186.3m作为设计挡土墙底高程；挡土墙顶高程为191.10m，从安全计，挡土设计计算高度为4.8m。其余尺寸见计算简图，分别对挡土墙断面结构的抗滑、抗倾覆、基底压力和结构内力进行复核计算，根据计算结果逐渐调整确定其余断面尺寸。

左岸设计堤顶高程191.1

挡土墙断面简图

a) 第一种情况：墙前无水，墙后填土 稳定计算 1、主动土压力

按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中按郎肯土压力公式:

Ka h K qh P 2

1112

1a γ+=

Ka h h P 212γ=

Ka h P 2

232

1ωγ=

式中：P 1、P 2、P 3—主动土压力，KN/m;

q — 作用在墙后填土面上的换算后的均部荷载，KN/m 2； γ—土的重度, KN/m 3 , 取19.00 KN/m 3 ； γω—水的浮重度，KN/m 3；取10KN/m 3； K a —主动土压力系数， K a =0.36；

h 1—墙后地下水位以上土压力计算高度，m ; h 2—墙后地下水位以下土压力计算高度，m ;

经计算得P=85.28 KN/m 其中：

1) ）φ

。245(tan 2-=Ka

式中：

φ—填土的内摩擦角，取28。；计算得Ka=0.36.

2) L

B G q h 00

γγ∑==

式中：h —墙顶面以上的等待填土高度，m ；

B 0 —不计车辆荷载作用时墙体的宽度，当墙后填土面为水平时，

αθtan tan 0H H B +=

θ—稳定岩石坡面坡角，取50。； α—墙背摩擦角，取45。；

L —考虑一辆重车在挡土墙纵向分布的计算长度，m （大于分段长度

时L 取15m ）;

L 0—前后轴距加轮胎着地长度。除汽—20级重车为5.6m 外，其余均

为4.2m;

∑G 0—布置在B 0×L 面板内的车轮总重。

注：该设计取公路等级为三级，车辆荷载等级为汽车—10级，履带50进行计算。

经计算得出q=3.8 KN/m 2.

2、抗滑移稳定：

按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中公式:

∑∑=

H

G

f K C

式中：K c —按抗剪强度计算的容许抗滑稳定安全系数；

f —挡土墙底面与地基土之间的抗剪摩擦系数，取0.4； γ—浆砌石的重度，取22.00 KN/m 3

ΣG —作用于挡土墙基底全部竖向荷载之和，为557.70 KN/m ； ΣH —作用于挡土墙全部水平向荷载之和，为85.28K/m ； 经计算得K c =2.62>1.3, 因此满足设计要求。

2、抗倾覆稳定：

按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中公式:

∑∑=

H

V M

M K 0

式中：ΣM V —作用于墙体的荷载对墙前趾产生的稳定力矩，为1465.33K N ·m ； ΣM H —作用于墙体的荷载对墙前趾产生的倾覆力矩，为358.95 K N ·m ；

K 0—抗倾稳定安全系数。

经计算得K 0=4.08>1.5, 因此满足设计要求。 3、地基承载力计算公式：

)

B 6e 1(min

max ±=

∑F

G σ

式中：e — 偏心距；

F — 基底面积；

[R] —地基土的容许承载力，取2000Kpa ； 经计算：

σmax ＝1951.94 KPa <1.2×[R]=1.2×2000=2400KPa σmin ＝680.39 KPa <1.2×[R]=1.2×2000=2400KPa

根据以上验算结果表明，挡土墙的抗滑稳定、抗倾稳定和基底压力均满足工程设计的要求。故不需要重新验算。

结构内力计算

重力式挡土墙墙身应按构件偏心受压及受剪验算其水平截面应力，水平截面应力计算值应小于墙身允许应力值。

按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中公式:

21Pl Gl M +=

W

M

A G 0min

max ±=

σ

A P =

τ 式中：M —墙身计算截面的弯矩, K N ·m ，为136.4 K N ·m ； G —墙身计算截面以上所有竖向荷载(包括自重)的总和, K N;

P —墙身计算截面以上所有水平向荷载的总和K N ，为85.28K N ； l 1—墙身计算截面以上所有竖向荷载的合力作用点至计算截面形心

轴的距离,m;

l 2—墙身计算截面以上所有水平向荷载的合力作用点至计算截面形

心轴的距离,m;