重力式擋土墻設(shè)計(jì)課件

1、 2010級路基工程課程設(shè)計(jì) 目 錄 第1章 重力式擋土墻設(shè)計(jì)資料1第2章 擋土墻的構(gòu)造22.1 擋土墻的結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)形式及斷面尺寸22.2 排水設(shè)施22.3 沉降縫與伸縮縫3第3章 按墻高確定的附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行換算4第4章 確定破裂面交于路基的位置5第5章 計(jì)算土壓力6第6章 穩(wěn)定性驗(yàn)算76.1 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算76.2 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算8第7章 基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算9第8章 墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算118.1 截面11土壓力計(jì)算118.2 截面11強(qiáng)度計(jì)算128.3 截面11穩(wěn)定計(jì)算138.4 截面11直接受剪時(shí)驗(yàn)算13參考文獻(xiàn)14I重力式擋土墻設(shè)計(jì)計(jì)算書擋土墻按照結(jié)構(gòu)形式的不同可分為：重力式、半

2、重力式、衡重式、懸臂式。本設(shè)計(jì)沿線有豐富的片石，就地取材容易，施工方便，采用重力式擋土墻經(jīng)濟(jì)效果好，所以，本段路線采用重力式擋土墻。第1章 重力式擋土墻設(shè)計(jì)資料現(xiàn)對路堤段的最高擋土墻進(jìn)行驗(yàn)算，其所在樁號K0+280。該重力式擋土墻設(shè)計(jì)的基本資料如下：本設(shè)計(jì)為三級公路，路基寬7.5m，行車道寬度3.25m，土路肩寬度0.5m。擋土墻荷載效應(yīng)組合采用荷載組合、，結(jié)構(gòu)重要系數(shù)為1.0。山坡基礎(chǔ)為中密礫沙土，重度為，地基承載應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值，基底摩擦系數(shù)。墻背填土的重度為，計(jì)算內(nèi)摩擦角。墻身材料采用漿砌片石，采用MU50片石，M10砂漿，其重度為，極限抗壓強(qiáng)度為900kPa，極限抗拉強(qiáng)度為102kPa，極限

3、抗剪強(qiáng)度為170kPa。填料與墻背之間的摩擦角。為增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，設(shè)置傾斜基底，基底傾斜度。擋土墻的高度設(shè)為H=8.53m，基礎(chǔ)埋置深度h=1.5m，墻頂寬設(shè)為1.2m，墻背傾斜其坡度設(shè)為，墻面仰斜，其坡度設(shè)為，為路肩擋墻。擋土墻縱向分段長度取10m。第2章 擋土墻的構(gòu)造2.1 擋土墻的結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)形式及斷面尺寸擋土墻橫斷面形式應(yīng)采用墻背傾斜，墻面仰式的結(jié)構(gòu)形式，擋土墻高度為8.53m，埋深1.5m。墻面坡度為。墻頂?shù)膶挾葹?.2m，墻頂設(shè)置護(hù)欄。設(shè)基底傾斜且基底傾斜角。擋土墻的基礎(chǔ)直接設(shè)置在天然地基上，如圖2.1所示。圖2.1 重力式擋土墻斷面形式圖2.2 排水設(shè)施本段路線沿著墻高和墻

4、長設(shè)置泄水孔，泄水孔尺寸采用5cm×10cm的矩形孔，泄水孔有向墻外傾斜的坡度，間距為2.5m，上下交錯(cuò)設(shè)置。路堤擋土墻最下排泄水孔的底部高出地面0.3m，路塹擋土墻最下排泄水孔的底部高出邊溝水位0.3m，下排泄水孔進(jìn)水口的底部應(yīng)鋪設(shè)厚30cm，寬50cm的粘土隔水層，泄水孔的進(jìn)水側(cè)設(shè)反濾層厚度為0.3m，如圖2.2所示。圖2.2 重力式擋土墻的排水設(shè)施示意圖2.3 沉降縫與伸縮縫本段路線把沉降縫與伸縮縫結(jié)合在一起，沿墻長10m或與其他建筑物連接處設(shè)置。沉降縫與伸縮縫全高設(shè)置，寬度為0.03m，縫內(nèi)沿墻內(nèi)、外、頂三邊填塞瀝青麻筋，如圖2.3所示。圖2.3 重力式擋土墻正面圖第3章 按

5、墻高確定的附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行換算車輛荷載作用在擋土墻墻背填土上所引起的附加土體側(cè)壓力，將其換算為重度與墻后填土相同的均布土層，擋土墻設(shè)計(jì)中，換算均布土層厚度可直接由擋土墻高度確定的附加荷載強(qiáng)度計(jì)算，即 （3.1）式中：墻后填土的重度； 附加荷載強(qiáng)度，按表3.1取值。 附加荷載強(qiáng)度 表3.1墻高墻高注：第4章 確定破裂面交于路基的位置（1）假設(shè)破裂面交于荷載中部令 因 則 （2）破裂棱體范圍內(nèi)的路基寬度荷載內(nèi)邊緣距墻背頂點(diǎn):荷載外邊緣距墻背頂點(diǎn):破裂面交于路基面的荷載內(nèi)與假設(shè)一致.第5章 計(jì)算土壓力土壓力的水平和垂直分力為：土壓力的反向如圖5.1所示。 圖5.1 土壓力圖第6章 穩(wěn)定性驗(yàn)算6.1

6、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算單位長度擋土墻的自重G擋土墻面積為則 保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗(yàn)算在土壓力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力。即 （6.1）式中：作用于基底以上的重力，浸水擋土墻的浸水部分應(yīng)計(jì)入浮力； 墻后的主動(dòng)土壓力豎向分量； 墻后的主動(dòng)土壓力水平分量； 墻前的被動(dòng)土壓力水平分量，當(dāng)為浸水擋土墻時(shí)，； 基底的傾斜角，基底為水平時(shí)，； 主動(dòng)土壓力的分項(xiàng)系數(shù)、墻前的被動(dòng)土壓力的分項(xiàng)系數(shù)，可按表6.1的規(guī) 定選用； 基底與地基間的摩擦系數(shù)。表6.1 承載能力極限狀態(tài)作用（或荷載）分項(xiàng)系數(shù)情況荷載增大對擋土墻結(jié)構(gòu)起有利作用時(shí)荷載增大對擋土墻結(jié)構(gòu)起不利作用時(shí)組合，垂直

7、恒載0.901.20恒載或車輛荷載、人群荷載的主動(dòng)土壓力1.000.951.401.30被動(dòng)土壓力0.300.50水浮力0.951.10靜水壓力0.951.05動(dòng)水壓力0.951.20本段路線擋土墻不考慮墻前被動(dòng)土壓力。 因此該擋墻抗滑穩(wěn)定性滿足要求。6.2 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算傾覆穩(wěn)定方程 （6.2）式中：墻身重力、基礎(chǔ)重力、基礎(chǔ)上填土的重力及作用于墻頂?shù)钠渌奢d的豎向力合力重心到墻趾的距離（m）； 墻后主動(dòng)土壓力的豎向分量到墻趾的距離（m）； 墻后主動(dòng)土壓力的水平分量到墻趾的距離（m）； 墻前被動(dòng)土壓力的水平分量到墻趾的距離（m）；其余符合意義同前。因此該擋墻抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。第7章 基底

8、應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算為保證擋土墻基底應(yīng)力不超過地基承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算。同時(shí)，為了避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心距?；A(chǔ)地面的壓應(yīng)力計(jì)算擋土墻地基計(jì)算時(shí)，各類作用（或荷載）組合下，作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值計(jì)算式中的作用分項(xiàng)系數(shù)，除被動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)外，其余作用（或荷載）的分項(xiàng)系數(shù)規(guī)定均為1。（1）基底的總豎向力設(shè)計(jì)值可用公式（7.1）計(jì)算 （7.1）式中：每延米作用于基底的總豎向力設(shè)計(jì)值； 墻背主動(dòng)土壓力（含附加荷載引起）的垂直分力； 墻背主動(dòng)土壓力（含附加荷載引起）的水平分力； 低水位浮力（指常年淹沒水位）。作用于基底形心的彎矩（2）基底合力偏心距作用于基底的合力偏心距

9、為 （7.2）式中：作用于基底的彎矩?；缀狭ζ木鄳?yīng)滿足表7.1的要求。表7.1 基底合力偏心距地基條件合力偏心距地基條件合力偏心距非巖石地基軟土、松砂、一般黏土較差的巖石地基緊密細(xì)沙、黏土堅(jiān)密的巖石地基中密碎、礫石、中砂基底的合力偏心距為 地基承載力修正（3）地基承載力抗力值地基應(yīng)力的設(shè)計(jì)值應(yīng)滿足地基承載力的抗力值要求，即滿足綜上所述，擋土墻滿足地基承載力要求。第8章 墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算8.1 截面11土壓力計(jì)算（1）選取一個(gè)截面進(jìn)行驗(yàn)算：截面11（即墻身底部），如圖8.1所示。圖8.1 1-1驗(yàn)算斷面圖破裂棱體的斷面面積為令 （2）土壓力計(jì)算土壓力的水平和垂直分力為基底的平均壓應(yīng)力為 作用于基底的合力偏心距為8.2 截面1