公路擋土墻設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)生生涯最后一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論、基本理論和基本技能，進(jìn)行結(jié)合所學(xué)的綜合訓(xùn)練，是前面各個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和拓展，是培養(yǎng)我們綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力的重要階段。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完培養(yǎng)計(jì)劃所規(guī)定的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課程之后，較為集中和專一的培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本理論和基本技能，分析和解決實(shí)際問題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我們?cè)诮處熤笇?dǎo)下，獨(dú)立的、系統(tǒng)的完成一個(gè)工程設(shè)計(jì)，以及能掌握一個(gè)工程設(shè)計(jì)的全過程，學(xué)會(huì)考慮問題，分析問題和解決問題，并可以繼續(xù)學(xué)習(xí)到一些新的專業(yè)知識(shí)，有所創(chuàng)新。畢業(yè)設(shè)計(jì)課題擋土墻的概述擋土墻是指擋路基填土或山坡坡

2、體的墻式結(jié)構(gòu)物。它是支擋土體而承受其側(cè)壓力的墻體。它具有阻擋墻后土體下滑，保護(hù)路基和收縮坡腳等功能。在路基工程中，擋土墻用來克服地形或地物的限制和干擾，減少土石方、拆遷和占地?cái)?shù)量，防止填土擠壓河床和水流沖陶岸邊，整治坡體下滑等病害。擋土墻的適用范圍：(1) 路塹開挖深度較大，山坡陡峻，用以降低邊坡高度，減少山坡開挖，避免破壞山體平衡。(2) 地質(zhì)條件不良，用以支擋可能坍滑的山坡土體或破碎巖層。(3) 為了避免與其它建筑物(如房屋、鐵路、水渠等)干擾或防止多占農(nóng)田。(4) 為防止沿河路堤受水流沖刷和淘刷。(5) 防止陡坡路堤下滑。(6) 路堤填筑高度較大或是陡坡路堤，為減少土石方、拆遷和占地?cái)?shù)量

3、，必須約束坡腳。擋土墻的類型及適用條件 擋土墻類型的劃分方法較多，一般以擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分類為主，常見的擋土墻形式有：重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、加筋土式、錨桿式和錨定板式。各類擋土墻的適用范圍取決于墻址地形、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、建筑材料、墻的用途、施工方法、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)等因素。1重力式擋土墻重力式擋土墻一般由塊石或混凝土材料砌筑。重力式擋土墻是靠墻身自重保證墻身穩(wěn)定的，因此，墻身截面較大，適用于小型工程，通常墻高小于8米，但結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，能就地取材，因此廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中。2懸臂式擋土墻當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較差或缺少石料而墻又較高時(shí)，通常采用懸臂式擋土墻，一般設(shè)計(jì)成l型，由鋼筋

4、混凝土建造，墻的穩(wěn)定性主要依靠墻踵懸臂以上土重來維持。墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋以承受拉應(yīng)力，故墻身截面較小。3扶壁式擋土墻由墻面板、墻趾板、墻踵板和扶肋組成，即沿懸臂式擋土墻的墻長方向，每隔一定距離增設(shè)一道扶肋，把墻面板和墻踵板連接起來。適用于缺乏石料的地區(qū)或地基承載力較差的地段。當(dāng)墻高較高時(shí)，比懸臂式擋土墻更為經(jīng)濟(jì)。4錨定板及錨桿式擋土墻錨定板擋土墻是由預(yù)制的鋼筋混凝土立柱、墻面、鋼拉桿和埋置在填土中的錨定板在現(xiàn)場拼裝而成，依靠填土與結(jié)構(gòu)的相互作用力維持其自身穩(wěn)定。與重力式擋土墻相比，具有結(jié)構(gòu)輕、柔性大、工程量少、造價(jià)低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，特別適合用于地基承載力不大的地區(qū)。設(shè)計(jì)時(shí)，為了維持錨定板擋土墻結(jié)

5、構(gòu)的內(nèi)力平衡，必須保證錨定板結(jié)構(gòu)周圍的整體穩(wěn)定和土的摩阻力大于由土自重和荷載產(chǎn)生的土壓力。錨桿式擋土墻是利用嵌入堅(jiān)實(shí)巖層的灌漿錨桿作為拉桿的一種擋土結(jié)構(gòu)。5加筋土擋土墻由墻面板、拉筋和填土三部分組成，借助于拉筋于填土間的摩擦作用，把土的側(cè)壓力傳給拉筋，從而穩(wěn)定土體。即是柔性結(jié)構(gòu)，可承受地基較大的變形；又是重力式結(jié)構(gòu)，可承受荷載的沖擊、振動(dòng)作用。施工簡便、外形美觀、占地面積小、而且對(duì)地基的適應(yīng)性強(qiáng)。適用于缺乏石料的地區(qū)和大型填方工程。6 土釘墻土釘墻是有面板、土釘與邊坡相互作用形成的支擋結(jié)構(gòu)。它適用于一般地區(qū)土質(zhì)及破碎軟巖質(zhì)地段，也可置于樁板擋土墻之間支擋巖土以保證邊坡穩(wěn)定。土釘墻面層為噴射混凝

6、土中間夾鋼筋網(wǎng)，土釘要和面板有效連接，外端設(shè)鋼墊板或加強(qiáng)鋼筋通過螺絲端桿錨具或焊接進(jìn)行連接。設(shè)計(jì)給定的工程地質(zhì)條件 圖一 設(shè)計(jì)段地形圖 設(shè)計(jì)資料：支擋結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 該路基支擋工程的總體方案是：在保證工程質(zhì)量的前提下，盡可能地優(yōu)化方案，節(jié)約支擋結(jié)構(gòu)的造價(jià)，降低施工難度，加快施工進(jìn)程。綜合分析考慮建筑場地的地理地質(zhì)條件及工程特性，確定最為經(jīng)濟(jì)合理的擋土墻形式有重力式擋土墻和加筋擋土墻兩種。墻后回填土的選擇 根據(jù)土壓力理論分析可知，不同的土質(zhì)對(duì)應(yīng)的土壓力是不同的。擋土墻設(shè)計(jì)中希望土壓力越小越好，這樣可以減小墻的斷面，節(jié)省土石方量，從而降低造價(jià)。（1）理想的回填土。卵石、礫砂、粗砂、中砂的內(nèi)摩擦角較

7、大，主動(dòng)土壓力系數(shù)小，則作用在擋土墻上的土壓力就小，從而節(jié)省工程量，保持穩(wěn)定性。因此上述粗顆粒土為擋土墻后理想的回填土。本設(shè)計(jì)采用此類型的填土，且回填土粘聚力等于零，墻后填土分層夯實(shí)，以提高填土質(zhì)量。（2）可用的回填土。細(xì)砂、粉砂、含水量接近最佳含水量的的粉土、粉質(zhì)粘土和低塑性粘土為可用的回填土，如當(dāng)?shù)責(zé)o粗顆粒，外運(yùn)不經(jīng)濟(jì)。（3）不宜采用的回填土。凡軟粘土、成塊的硬粘土、 膨脹土和耕植土，因性質(zhì)不穩(wěn)定，在冬季冰凍時(shí)或雨季吸水膨脹將產(chǎn)生額外的土壓力，導(dǎo)致墻體外移，甚至失去穩(wěn)定，故不能用作墻的回填土。公路擋土墻設(shè)計(jì)1.邊坡穩(wěn)定性分析 為了準(zhǔn)確把握擬建擋土墻后土體的穩(wěn)定性及土壓力情況，首先要對(duì)邊坡進(jìn)

8、行穩(wěn)定性分析。 擬建的擋土墻后土體為松散的碎礫石土，其粘聚力為零，即該土坡為無粘性土土坡，必須按照無粘性土土坡的穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行分析。無粘性土形成的土坡，產(chǎn)生滑坡時(shí)其滑動(dòng)面近似于平面，常用直線滑動(dòng)面分析土坡的穩(wěn)定性。均質(zhì)的無粘性土坡顆粒間無粘聚力，只要坡面上的土體能保持穩(wěn)定，那么整個(gè)土坡便是穩(wěn)定的。土坡的穩(wěn)定性用土坡穩(wěn)定安全系數(shù)來表示，抗剪力與抗切拉之比即為土坡穩(wěn)定安全系數(shù)：k=根據(jù)規(guī)范，邊坡工程等級(jí)為二級(jí)的土坡，采用直線式滑動(dòng)法分析的土坡，安全穩(wěn)定系數(shù)k取1.30，故該土坡的穩(wěn)定坡角可以求出：其中 為土坡的安全穩(wěn)定坡角。顯然，所得的穩(wěn)定坡角較小，與實(shí)際條件中約為60度的邊坡相距甚大，因此該

9、土坡是不穩(wěn)定的，為了得到一個(gè)穩(wěn)定的土坡，若不采取擋墻支護(hù)，則需要放緩坡，而實(shí)際的工程地質(zhì)條件給定的坡高較高，放緩坡所需要的挖方量巨大，明顯不經(jīng)濟(jì)，所以放緩坡不合適，必須采取擋墻支護(hù)。2.重力式擋土墻的設(shè)計(jì)重力式擋土墻是以墻身自重來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定，它是我國目前最常用的一種擋土墻形式。重力式擋土墻多用漿砌片石砌筑，缺乏石料地區(qū)有時(shí)可用混凝土預(yù)制塊作為砌體，也可直接用混凝土澆筑，一般不配鋼筋，或只在局部范圍配置少量鋼筋，這種擋土墻形式簡單，施工方便，可就地取材，適用性強(qiáng)，因而應(yīng)用廣泛。3. 重力式擋土墻計(jì)算實(shí)例公路為四級(jí)公路，汽車荷載等級(jí)為：公路1-2級(jí)，擋土墻樁號(hào)：k0+760.0

10、0。所設(shè)的重力式擋土墻墻高2.7米，頂寬0.3米，底寬1.2米，選擇漿砌塊石砌筑，墻背垂直，如圖2-1所示。圖2-1 重力式擋土墻的截面尺寸圖1.土壓力計(jì)算 墻體自重w = 根據(jù)擬建擋土墻的條件漿砌塊石，查得墻背摩擦角為，此處取，墻后填土傾斜，=0， 。墻后填土重度為17.4kn/m，擋墻材料重度為25kn/m。所以墻體自重w = 。分段長度l=11.4+h*=12.96 a=- 因?yàn)?所以=0.7841ka=土壓力的豎向分布：土壓力的水平分布2. 抗滑移穩(wěn)定計(jì)算：3.土壓力的豎向分力：土壓力的水平分力：3.抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算4.抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算求出作用在擋土墻上諸力對(duì)墻趾o點(diǎn)的力臂：自重w的力

11、臂：將擋墻的截面分為一個(gè)矩形和一個(gè)三角形分別計(jì)算自重：如圖所示，得各自力臂： eay的力臂：b=5.0meax的力臂：h=3.0m應(yīng)用公式可得抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)： 5.地基承載力驗(yàn)算作用在基礎(chǔ)底面上總的豎向力： n=w+eay=648+90.5=738.5kn/m合力作用點(diǎn)與墻前趾o點(diǎn)的距離： 偏心距： 基底邊緣力： 要求滿足下列公式： 由于基底為碎石土，密實(shí)狀態(tài)下，基底的承載力f=800kpa.所以f=800kpa 基底平均應(yīng)力及最大壓力均滿足要求。 最終確定擋土墻的尺寸：頂寬1.0m,底寬5.0m。畢業(yè)設(shè)計(jì)心得公路擋土墻是路基防護(hù)工程的重要組成部分。在山區(qū)公路中，擋土墻的應(yīng)用更為廣泛。擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)