重力式擋土墻設(shè)計計算過程

1、擋土墻設(shè)計說明書一、設(shè)計內(nèi)容1 .根據(jù)所給設(shè)計資料分析確定的擋土墻位置和類型;2 .進行擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計；3 .進行擋土墻穩(wěn)定性分析；4 .擋土墻排水設(shè)計；5 .對擋土墻的壇工材料及施工提出要求。二、設(shè)計步驟1 .根據(jù)所給設(shè)計資料分析擋土墻設(shè)置的必要性和可行性此次設(shè)計的漿砌石擋土墻是為防止墻后堆積的煤研石坍滑而修筑的，主要承受側(cè)向土壓力的墻式建筑物。2 .擬定擋土墻的結(jié)構(gòu)形式及斷面尺寸給定資料：擋土墻高3.5m,堆渣坡坡比為1:0.5。設(shè)此擋土墻為重力式擋土墻，為增加擋土墻的穩(wěn)定性，設(shè)置水平基底，為方便 計算，擋土墻長度取單位長度 L=1m設(shè)墻頂寬為bi=0.5m,墻背坡比 為1:0.5 ,墻面

2、坡比為1:0.2,地基深h=1m,前墻趾寬為0.5m,后墻趾寬為0.5m。則可計算基底寬 B=3.95m,墻身與基底交接除寬 b2=2.95m。查閱相關(guān)資料可知：漿砌石重度丫 =22kN/m3,煤研石堆積重度 丫煤=12 kN/m318 kN/m3,取 15 kN/m3,煤研石內(nèi)摩擦角 0=33 。地 基與墻底的摩擦系數(shù)=0.4 ,墻背與填土間的摩擦角為5 =0.67 0=22.11。擋土墻草圖3. 土壓力計算計算擋土墻主動土壓力Ea ,首先要確定擋土墻主動土壓力系數(shù) Ka,計算公式如下：Kacos 2 （-；）cos；cos（ i- sin（邛+ 6） sin（呼一 口）1-I cos（ 二

3、 -） cos（；-）Ea=1/2*丫 煤 H2Ea式中:Ea作用在擋土墻上的主動土壓力（kN/m）,其作用點距基底h（土壓力圖形的形心距基底的距離）h擋土墻墻身高(m ；丫煤墻后煤研石堆積重度(kN/rnB);B 擋土墻墻后填土表面坡角(0 )擋土墻墻背面與鉛直面的夾角( )0擋土墻墻后回填煤研石的內(nèi)摩擦角( )S擋土墻墻后煤研石對墻背的摩擦角( )由已知條件可得：丫煤=15 kN/m3B =26.5651& =26.5651 =335 =22.11H=3.5m將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式中，可得：Ka=0.9914Ea=91.08 kN/m則土壓力的水平和垂直分力分別為：水平分力 Eax=Ea cos

4、( e + 8)=91.08 Xcos(26.5651+22.11)=60.1427 (kN/m) 垂直分力 Eay=Ea sin( e + S)=91.08 Xsin(26.5651+22.11)=68.4018 ( kN/m)主動土壓力的作用點距基底距離為：h =1/3H+h=2.17m 則：水平分力Ex距基底左下部豎直距離為 2.17m垂直分力Ey距基底左下部水平距離為2.87m擋土墻的自重G=t (b1+b2) XHX 1/2 XL=22 x (0.5+2.95) x 3.95 x 1/2 x 1=219.725 (kN/m)重力力矩的計算：MGi =1/2 X0.2H2Lt X0.9

5、7=1/2 X0.2 X3.52X 1 x22X0.97=26.0517 (kN m)MGn =b1XHX 丫 X1.45 =0.5 X3.5 x22X1.45 =55.825 (kN m)MGn = 1/2 X0.5H2 丫 X2.28 =1/2 X0.5 X3.52X22X2.28 =153.840 (kN m)MGv =Bhy X 1.975=3.95 x 1X 22X 1.975=171.63 (kN m)MG= Mgi + Mgu + Mgh +Mn=26.0517+55.825+152.840+171.63=407.3437 (kN m)MEx=2.17 XEx=2.17 X 60

6、.1427=130.5096 (kN m)MEy=2.87 x Ey=2.87 X 68.4018=196.3132 (kN m)則抗傾覆力矩My=M+MEy=407.3437+196.3132=603.6569 (kN m)傾覆力矩Mx= MEx =130.5096 (kN m) 當 |e| B/6 時Pmax=( Ey+G) (1+6e/B)/(BL)Pmin= ( Ey+G) (1-6e/B)/(BL)根據(jù)資料得e=B/2-Zn其中 Zn=( EMy-E Mx)/(G+Eay)=(603.6069-130.5096)/(219.725+68.4018)=1.642則 e=0.333 1.3代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得Ks=2.21.3,可知擋土墻滿足抗滑穩(wěn)定性要求。抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆力矩與傾覆力矩之比稱為抗傾覆安全系數(shù)Kt。為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，須驗算它抵抗墻身繞墻腳趾向外轉(zhuǎn)動傾覆的能 力，在一般的情況下，要求抗傾覆安全系數(shù)Kt應(yīng)滿足下式：Kt= E My/E Mxn 1.6代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得Kt=4.6 1.3 ,可知擋土墻滿足抗傾覆穩(wěn)定性要 求。5.擋土墻排水和變形縫設(shè)置為防止地表水滲入墻背填料或地基，因此設(shè)立地面排水溝。在距 地面0.3m處設(shè)置一排排水孔，排水溝的橫斷面為10cmx 10cm的矩形，間距為2.5m。為防