懸臂式擋土墻計算書

1、懸臂式擋土墻計算書項目名稱_日 期_設(shè) 計 者_校 對 者_一、示意圖：二、基本資料：1依據(jù)規(guī)范及參考書目：水工擋土墻設(shè)計規(guī)范(SL3792007)，以下簡稱規(guī)范水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(SL 191-2008)，以下簡稱砼規(guī)水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范(DL 50771997)水工擋土墻設(shè)計(中國水利水電出版社)2斷面尺寸參數(shù)：墻頂寬度B1 = 0.30m，墻面上部高度H = 7.20m前趾寬度B2 = 1.00m，后踵寬度B3 = 5.20m前趾端部高度H2 = 0.80m，前趾根部高度H4 = 0.80m后踵端部高度H1 = 0.40m，后踵根部高度H3 = 0.80m墻背坡比 = 1 : 0.

2、069，墻面坡比 = 1 : 0.000擋土墻底板前趾高程 0.00 m，底板底部坡比 0.000 : 1墻前填土頂面高程前地 0.50 m，墻前淤沙頂面高程沙 1.00 m3設(shè)計參數(shù)：擋土墻的建筑物級別為4級。抗震類型：非抗震區(qū)擋土墻。水上回填土內(nèi)摩擦角 32.00度，水下回填土內(nèi)摩擦角 32.00度回填土凝聚力C 0.00kN/m2地基土質(zhì)為：松軟墻底與地基間摩擦系數(shù)f 0.454回填土坡面參數(shù)：回填土表面折線段數(shù)為：1段折線起點距墻頂高差 0.00 m第一段折線水平夾角1 15.00度，折線水平長L1 2.00 m第二段折線水平夾角2 20.00度5材料參數(shù)：回填土濕容重s 18.00k

3、N/m3，回填土浮容重f 10.00kN/m3混凝土強度等級： C15鋼筋強度等級：一級，保護層厚度as = 0.050 m地基允許承載力o = 300.00 kPa6荷載計算參數(shù)：淤沙浮容重y 17.00kN/m3，淤沙內(nèi)摩擦角s 15.00 度冰層厚度Tb 0.40 m，靜冰壓力系數(shù) 0.870計算浪壓力時采用的位置類型：平原濱海地區(qū)風區(qū)長度D 0.000 m，墻前河（庫）底坡度i 1 : 100.00重現(xiàn)期為50年的年最大風速vo 24.000 m/s多年平均的最大風速vo 30.000 m/s凍脹墻體變形系數(shù)mo 0.700，凍脹量hd 30.00 mm地震動態(tài)分布系數(shù)為梯形分布，最大

4、值m 2.00三、計算參數(shù)：1荷載組合：組合名稱類型揚壓淤沙浪壓冰壓凍脹地震完建情況基本正常擋水位基本設(shè)計洪水位基本冰凍情況基本施工情況特殊校核洪水位特殊地震情況特殊2荷載組合下水位及附加荷載信息：組合名稱墻前水位墻后水位附加荷載附載編號墻前水深完建情況4.5001.5004.300正常擋水位4.5001.5004.300設(shè)計洪水位5.0002.0004.800冰凍情況4.5001.5004.300施工情況0.0000.0000.000校核洪水位5.8002.4005.600地震情況4.5001.500-4.3003計算公式：郎肯土壓力計算公式如下：E 0.5H2KaEx Ecos()Ey E

5、sin()Ka coscos-（cos2-cos2）1/2/cos+（cos2-cos2）1/2 （規(guī)范式A.0.1-3）式中：E為作用于墻背的土壓力，作用點為距墻底1/3高處，方向與水平面成夾角Ka為主動土壓力系數(shù)四、第1種荷載組合：完建情況1總水平力、總豎向力及各力對前趾力矩計算：程序算得主動土壓力系數(shù)Ka 0.351單位：水平力、豎向力為kN；力臂為m；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力191.472.68-512.36垂直土壓力0.001.67墻上土重46.974.58215.22墻上土重730.644.383196.84墻身自重212.962.26481.08墻前

6、土壓力-1.250.170.21墻后水壓力11.250.50-5.63墻后水重46.974.58215.22墻前水壓力-11.250.505.63墻前水重7.000.503.50揚壓力-209.992.92-612.44190.22834.564117.70-1130.43所有垂直荷載之和G834.56kN所有水平荷載之和H190.22kN所有對墻前趾的穩(wěn)定力矩之和MV4117.70kNm所有對墻前趾的傾覆力矩之和MH-1130.43kNm所有對墻前趾的力矩之和M2987.27kNm所有對墻底板形心的力矩之和Mo66.45kNm2抗滑穩(wěn)定驗算：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計算公式為：Kc fG/H （規(guī)范

7、式6.3.5-1）從規(guī)范中表3.2.7查得，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Kc1.20Kc 0.450834.559/190.216 1.97Kc1.97Kc1.20，故抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求3抗傾覆穩(wěn)定驗算：從規(guī)范中表3.2.12、3.2.13條查得，抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Ko1.40抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)計算公式為：Ko MV / MHKo 4117.697 / 1130.429 3.64Ko3.64 Ko1.40，故抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求4地基承載力驗算：地基承載力按規(guī)范中第6.3.1、6.3.2條進行校核。按照規(guī)范式6.3.3，基底應(yīng)力計算公式為：Pmax G / A M / WPmin G / A

8、M / W擋土墻底板面積A 7.00 m2，底板截面抵抗矩W 8.17 m3Pmax 834.56 / 7.00 66.45 / 8.17 127.37 kPaPmin 834.56 / 7.00 66.45 / 8.17 111.09 kPaPmax 127.37 1.2o 360.00，滿足要求。(PminPmax)/2 119.23 o 300.00，滿足要求Pmax/Pmin127.37/111.091.15 1.5，滿足要求。5前趾根部內(nèi)力：作用在前趾根部截面的彎矩M 35.27 kNm，剪力Q 108.66 kN6后踵根部內(nèi)力：作用在后踵根部截面的彎矩M 846.85 kNm，剪力

9、Q 161.96 kN7距擋土墻底部高度Hs = 0.80m水平截面內(nèi)力：總水平力、總豎向力及各力對截面形心的力矩計算：單位：水平力、豎向力為kN；力臂為m；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力156.442.39-373.35垂直土壓力0.000.23墻上土重0.170.380.07墻上土重32.680.237.58墻身自重98.97-0.11-10.49墻后水壓力2.450.23-0.57墻后水重0.170.380.07墻前水壓力-2.450.230.57156.44-376.130.00131.998距擋土墻底部高度Hs = 3.20m水平截面應(yīng)力內(nèi)力：力水平力豎向力力

10、臂正力矩負力矩水平土壓力68.901.59-109.56垂直土壓力0.000.21墻上土重14.660.213.01墻身自重55.99-0.07-4.1168.90-110.650.0070.659距擋土墻底部高度Hs = 5.60m水平截面內(nèi)力：力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力17.050.80-13.64垂直土壓力0.000.18墻上土重3.660.180.65墻身自重23.00-0.04-0.8917.05-13.880.0026.66五、第2種荷載組合：正常擋水位1總水平力、總豎向力及各力對前趾力矩計算：程序算得主動土壓力系數(shù)Ka 0.351單位：水平力、豎向力為kN；力臂為m

11、；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力191.472.68-512.36垂直土壓力0.001.67墻上土重46.974.58215.22墻上土重730.644.383196.84墻身自重212.962.26481.08墻前土壓力-1.250.170.21墻后水壓力11.250.50-5.63墻后水重46.974.58215.22墻前水壓力-11.250.505.63墻前水重7.000.503.50揚壓力-209.992.92-612.44淤沙壓力-3.610.672.41墻前沙重3.400.501.70186.61837.964121.80-1130.43所有垂直荷載之和G8

12、37.96kN所有水平荷載之和H186.61kN所有對墻前趾的穩(wěn)定力矩之和MV4121.80kNm所有對墻前趾的傾覆力矩之和MH-1130.43kNm所有對墻前趾的力矩之和M2991.37kNm所有對墻底板形心的力矩之和Mo58.65kNm2抗滑穩(wěn)定驗算：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計算公式為：Kc fG/H （規(guī)范式6.3.5-1）從規(guī)范中表3.2.7查得，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Kc1.20Kc 0.450837.959/186.607 2.02Kc2.02Kc1.20，故抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求3抗傾覆穩(wěn)定驗算：從規(guī)范中表3.2.12、3.2.13條查得，抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Ko1.40抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)計算

13、公式為：Ko MV / MHKo 4121.803 / 1130.429 3.65Ko3.65 Ko1.40，故抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求4地基承載力驗算：地基承載力按規(guī)范中第6.3.1、6.3.2條進行校核。按照規(guī)范式6.3.3，基底應(yīng)力計算公式為：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W擋土墻底板面積A 7.00 m2，底板截面抵抗矩W 8.17 m3Pmax 837.96 / 7.00 58.65 / 8.17 126.90 kPaPmin 837.96 / 7.00 58.65 / 8.17 112.53 kPaPmax 126.90 1.2o 360.00，滿

14、足要求。(PminPmax)/2 119.71 o 300.00，滿足要求Pmax/Pmin126.90/112.531.13 1.5，滿足要求。5前趾根部內(nèi)力：作用在前趾根部截面的彎矩M 35.08 kNm，剪力Q 108.33 kN6后踵根部內(nèi)力：作用在后踵根部截面的彎矩M 833.77 kNm，剪力Q 158.15 kN7距擋土墻底部高度Hs = 0.80m水平截面內(nèi)力：總水平力、總豎向力及各力對截面形心的力矩計算：單位：水平力、豎向力為kN；力臂為m；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力156.442.39-373.35垂直土壓力0.000.23墻上土重0.170.3

15、80.07墻上土重32.680.237.58墻身自重98.97-0.11-10.49墻后水壓力2.450.23-0.57墻后水重0.170.380.07墻前水壓力-2.450.230.57淤沙壓力-0.580.070.04墻前沙重3.40-0.90-3.06155.86-379.150.00135.398距擋土墻底部高度Hs = 3.20m水平截面應(yīng)力內(nèi)力：力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力68.901.59-109.56垂直土壓力0.000.21墻上土重14.660.213.01墻身自重55.99-0.07-4.1168.90-110.650.0070.659距擋土墻底部高度Hs =

16、5.60m水平截面內(nèi)力：力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力17.050.80-13.64垂直土壓力0.000.18墻上土重3.660.180.65墻身自重23.00-0.04-0.8917.05-13.880.0026.66六、第3種荷載組合：設(shè)計洪水位1總水平力、總豎向力及各力對前趾力矩計算：程序算得主動土壓力系數(shù)Ka 0.351單位：水平力、豎向力為kN；力臂為m；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力189.012.70-510.19垂直土壓力0.001.67墻上土重73.304.50330.20墻上土重683.254.382989.88墻身自重212.962.26

17、481.08墻前土壓力-1.250.170.21墻后水壓力20.000.67-13.33墻后水重73.304.50330.20墻前水壓力-20.000.6713.33墻前水重12.000.506.00揚壓力-244.993.00-734.93淤沙壓力-3.610.672.41墻前沙重3.400.501.70184.15813.234155.01-1258.46所有垂直荷載之和G813.23kN所有水平荷載之和H184.15kN所有對墻前趾的穩(wěn)定力矩之和MV4155.01kNm所有對墻前趾的傾覆力矩之和MH-1258.46kNm所有對墻前趾的力矩之和M2896.55kNm所有對墻底板形心的力矩之

18、和Mo50.38kNm2抗滑穩(wěn)定驗算：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計算公式為：Kc fG/H （規(guī)范式6.3.5-1）從規(guī)范中表3.2.7查得，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Kc1.20Kc 0.450813.226/184.148 1.99Kc1.99Kc1.20，故抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求3抗傾覆穩(wěn)定驗算：從規(guī)范中表3.2.12、3.2.13條查得，抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Ko1.40抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)計算公式為：Ko MV / MHKo 4155.006 / 1258.460 3.30Ko3.30 Ko1.40，故抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求4地基承載力驗算：地基承載力按規(guī)范中第6.3.1、6.3.2條進行校核。按照規(guī)范

19、式6.3.3，基底應(yīng)力計算公式為：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W擋土墻底板面積A 7.00 m2，底板截面抵抗矩W 8.17 m3Pmax 813.23 / 7.00 50.38 / 8.17 122.35 kPaPmin 813.23 / 7.00 50.38 / 8.17 110.01 kPaPmax 122.35 1.2o 360.00，滿足要求。(PminPmax)/2 116.18 o 300.00，滿足要求Pmax/Pmin122.35/110.011.11 1.5故地基承載力不滿足要求！5前趾根部內(nèi)力：作用在前趾根部截面的彎矩M 43.69 kN

20、m，剪力Q 124.62 kN6后踵根部內(nèi)力：作用在后踵根部截面的彎矩M 963.51 kNm，剪力Q 183.57 kN7距擋土墻底部高度Hs = 0.80m水平截面內(nèi)力：總水平力、總豎向力及各力對截面形心的力矩計算：單位：水平力、豎向力為kN；力臂為m；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力156.442.39-373.35垂直土壓力0.000.23墻上土重0.170.380.07墻上土重32.680.237.58墻身自重98.97-0.11-10.49墻后水壓力2.450.23-0.57墻后水重0.170.380.07墻前水壓力-2.450.230.57淤沙壓力-0.58

21、0.070.04墻前沙重3.40-0.90-3.06冰壓力-85.003.50297.50凍脹壓力77.631.91-148.14148.49-229.790.00135.398距擋土墻底部高度Hs = 3.20m水平截面應(yīng)力內(nèi)力：力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力68.901.59-109.56垂直土壓力0.000.21墻上土重14.660.213.01墻身自重55.99-0.07-4.11冰壓力-85.001.1093.50凍脹壓力52.550.03-1.7536.45-18.910.0070.659距擋土墻底部高度Hs = 5.60m水平截面內(nèi)力：力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平

22、土壓力17.050.80-13.64垂直土壓力0.000.18墻上土重3.660.180.65墻身自重23.00-0.04-0.89凍脹壓力14.33-1.5722.4531.388.580.0026.66八、第5種荷載組合：施工情況1總水平力、總豎向力及各力對前趾力矩計算：程序算得主動土壓力系數(shù)Ka 0.351單位：水平力、豎向力為kN；力臂為m；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力194.632.64-513.94垂直土壓力0.001.67墻上土重815.194.403584.24墻身自重212.962.26481.08墻前土壓力-2.250.170.38192.3810

23、28.154065.69-513.94所有垂直荷載之和G1028.15kN所有水平荷載之和H192.38kN所有對墻前趾的穩(wěn)定力矩之和MV4065.69kNm所有對墻前趾的傾覆力矩之和MH-513.94kNm所有對墻前趾的力矩之和M3551.75kNm所有對墻底板形心的力矩之和Mo-46.63kNm2抗滑穩(wěn)定驗算：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計算公式為：Kc fG/H （規(guī)范式6.3.5-1）從規(guī)范中表3.2.7查得，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Kc1.05Kc 0.4501028.155/192.378 2.41Kc2.41Kc1.05，故抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求3抗傾覆穩(wěn)定驗算：從規(guī)范中表3.2.12、3.2.1

24、3條查得，抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Ko1.30抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)計算公式為：Ko MV / MHKo 4065.694 / 513.941 7.91Ko7.91 Ko1.30，故抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求4地基承載力驗算：地基承載力按規(guī)范中第6.3.1、6.3.2條進行校核。按照規(guī)范式6.3.3，基底應(yīng)力計算公式為：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W擋土墻底板面積A 7.00 m2，底板截面抵抗矩W 8.17 m3Pmax 1028.15 / 7.00 46.63 / 8.17 152.60 kPaPmin 1028.15 / 7.00 46.63 / 8.17 141

25、.18 kPaPmax 152.60 1.2o 360.00，滿足要求。(PminPmax)/2 146.89 o 300.00，滿足要求Pmax/Pmin152.60/141.181.08 2.0，滿足要求。5前趾根部內(nèi)力：作用在前趾根部截面的彎矩M 64.33 kNm，剪力Q 128.38 kN6后踵根部內(nèi)力：作用在后踵根部截面的彎矩M 355.98 kNm，剪力Q 104.04 kN7距擋土墻底部高度Hs = 0.80m水平截面內(nèi)力：總水平力、總豎向力及各力對截面形心的力矩計算：單位：水平力、豎向力為kN；力臂為m；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力157.132.3

26、8-373.51垂直土壓力0.000.23墻上土重32.980.237.69墻身自重98.97-0.11-10.49157.13-376.310.00131.958距擋土墻底部高度Hs = 3.20m水平截面應(yīng)力內(nèi)力：力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力68.901.59-109.56垂直土壓力0.000.21墻上土重14.660.213.01墻身自重55.99-0.07-4.1168.90-110.650.0070.659距擋土墻底部高度Hs = 5.60m水平截面內(nèi)力：力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力17.050.80-13.64垂直土壓力0.000.18墻上土重3.660.1

27、80.65墻身自重23.00-0.04-0.8917.05-13.880.0026.66九、第6種荷載組合：校核洪水位1總水平力、總豎向力及各力對前趾力矩計算：程序算得主動土壓力系數(shù)Ka 0.351單位：水平力、豎向力為kN；力臂為m；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力186.532.72-507.47垂直土壓力0.001.67墻上土重94.494.47422.39墻上土重645.114.382823.94墻身自重212.962.26481.08墻前土壓力-1.250.170.21墻后水壓力28.800.80-23.04墻后水重94.494.47422.39墻前水壓力-28

28、.800.8023.04墻前水重16.000.508.00揚壓力-286.993.02-865.59淤沙壓力-3.610.672.41墻前沙重3.400.501.70181.67779.474185.15-1396.09所有垂直荷載之和G779.47kN所有水平荷載之和H181.67kN所有對墻前趾的穩(wěn)定力矩之和MV4185.15kNm所有對墻前趾的傾覆力矩之和MH-1396.09kNm所有對墻前趾的力矩之和M2789.06kNm所有對墻底板形心的力矩之和Mo61.05kNm2抗滑穩(wěn)定驗算：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計算公式為：Kc fG/H （規(guī)范式6.3.5-1）從規(guī)范中表3.2.7查得，抗滑穩(wěn)定安

29、全系數(shù)Kc1.05Kc 0.450779.466/181.674 1.93Kc1.93Kc1.05，故抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求3抗傾覆穩(wěn)定驗算：從規(guī)范中表3.2.12、3.2.13條查得，抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Ko1.30抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)計算公式為：Ko MV / MHKo 4185.151 / 1396.093 3.00Ko3.00 Ko1.30，故抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求4地基承載力驗算：地基承載力按規(guī)范中第6.3.1、6.3.2條進行校核。按照規(guī)范式6.3.3，基底應(yīng)力計算公式為：Pmax G / A M / WPmin G / A M / W擋土墻底板面積A 7.00 m2，底板截面抵

30、抗矩W 8.17 m3Pmax 779.47 / 7.00 61.05 / 8.17 118.83 kPaPmin 779.47 / 7.00 61.05 / 8.17 103.88 kPaPmax 118.83 1.2o 360.00，滿足要求。(PminPmax)/2 111.36 o 300.00，滿足要求Pmax/Pmin118.83/103.881.14 2.0，滿足要求。5前趾根部內(nèi)力：作用在前趾根部截面的彎矩M 25.18 kNm，剪力Q 99.94 kN6后踵根部內(nèi)力：作用在后踵根部截面的彎矩M 1056.93 kNm，剪力Q 194.27 kN7距擋土墻底部高度Hs = 0.

31、80m水平截面內(nèi)力：總水平力、總豎向力及各力對截面形心的力矩計算：單位：水平力、豎向力為kN；力臂為m；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力153.532.42-371.59垂直土壓力0.000.23墻上土重0.890.360.32墻上土重31.380.237.11墻身自重98.97-0.11-10.49墻后水壓力12.800.53-6.83墻后水重0.890.360.32墻前水壓力-12.800.536.83淤沙壓力-0.580.070.04墻前沙重3.40-0.90-3.06152.95-377.340.00135.538距擋土墻底部高度Hs = 3.20m水平截面應(yīng)力內(nèi)

32、力：力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力68.901.59-109.56垂直土壓力0.000.21墻上土重14.660.213.01墻身自重55.99-0.07-4.1168.90-110.650.0070.659距擋土墻底部高度Hs = 5.60m水平截面內(nèi)力：力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力17.050.80-13.64垂直土壓力0.000.18墻上土重3.660.180.65墻身自重23.00-0.04-0.8917.05-13.880.0026.66十、第7種荷載組合：地震情況1總水平力、總豎向力及各力對前趾力矩計算：程序算得主動土壓力系數(shù)Ka 0.351單位：水平力、豎向

33、力為kN；力臂為m；彎矩為kNm。力水平力豎向力力臂正力矩負力矩水平土壓力191.472.68-512.36垂直土壓力0.001.67墻上土重46.974.58215.22墻上土重730.644.383196.84墻身自重212.962.26481.08墻前土壓力-1.250.170.21墻后水壓力11.250.50-5.63墻后水重46.974.58215.22墻前水壓力-11.250.505.63墻前水重7.000.503.50揚壓力-209.992.92-612.44淤沙壓力-3.610.672.41墻前沙重3.400.501.70186.61837.964121.80-1130.43所有垂直荷載之和G837.96kN所有水平荷載之和H186.61kN所有對墻前趾的穩(wěn)定力矩之和MV4121.80kNm所有對墻