路基路面課程設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)與驗(yàn)算樣本

1、3擋土墻設(shè)計(jì)與驗(yàn)算3.1設(shè)計(jì)資料3.1.1墻身構(gòu)造本設(shè)計(jì)任務(wù)段中K67+650K67+670的橫斷面左側(cè)坡度較 陡，為了減少填方量，收縮邊坡，增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性，擬在 本段設(shè)置一段重力式路堤擋土墻，其尺寸見擋土墻設(shè)計(jì)圖。擬采用漿砌片石仰斜式路堤擋土墻，墻高H=8m，墻頂填 土高度為 =2m， 頂寬 2m， 底寬 2.25m， 墻背仰斜，坡度為 -0.25:1， (a =-14.04 )， 基底傾斜，坡度為 1：5， (a0=11.18 )，墻身分段長(zhǎng)度為10m。3.1.2車輛荷載根據(jù)路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG )，車輛荷載為計(jì)算的方便, 可簡(jiǎn)化換算為路基填土的均布土層，并采用全斷面布載。換算土層厚 h

2、 = q = 125 = 0.6940 y 18其中：根據(jù)規(guī)范和查表q = (10 - 8) x 20 -10 +10 = 12.5KN / m10 - 2Y為墻后填土容重y= 18KNQ33.1.3 土壤地質(zhì)情況填土為粘土，土的粘聚力C = 23Kpa，內(nèi)摩擦角 =34。，墻 背與填土間的摩擦角5=/2 = 17。，容重為y =18 K% 3粘性土地基，容許承載力為L(zhǎng)。= 350Kpa，基底摩擦系數(shù)h 取 0.38。3.1.4墻身材料采用7.5號(hào)砂漿，25號(hào)片石，砌體容重為=23 K% 3;按規(guī) 范：砌體容許壓應(yīng)力為t =900Kpa， 容許剪應(yīng)力為= 180Kpa , 容許拉應(yīng)力為t=90

3、 Kpa。 0!3.2墻背土壓力計(jì)算對(duì)于墻趾前土體的被動(dòng)土壓力曰，在擋土墻基礎(chǔ)一般埋 深的情況下，考慮到各種自然力和人畜活動(dòng)的作用，以偏于 安全，一般均不計(jì)被動(dòng)土壓力，只計(jì)算主動(dòng)土壓力。本設(shè)計(jì)任務(wù)段的路堤擋土墻，采用二級(jí)臺(tái)階，分析方法采 用”力多邊形法”，按粘性土的公式來計(jì)算土壓力；邊坡坡 度為1:1.5其計(jì)算如下：圖4.1擋土墻設(shè)計(jì)圖3.2.1破裂面計(jì)算假設(shè)破裂面交于荷載中部，貝IJ：f； (a + H)A口二+ H + 2 X h0) X =(2+8+2X0.694 ) X(2+8)/2=56.94B0 = ab/2 + (b + d)h0 - 0.5H(H + 2a + 2h0)tga=

4、2X3/2+(3 +0.75)X 0.694 +0.5X 8X(8+2X2.0+2X 0.694) X 0.249=18.93tg = -tgw + ：( ctg + tgw )x (tgw + B0/ A0)=-0.7526 + (104826 + 0.7526) x 1.07655=0.7986其中：W = a + 8 + =-14.02。+17。+ 34。= 38。30破裂角：0 = 38。363.2.2驗(yàn)算破裂面是否交于荷載內(nèi)：破裂面至墻踵(H+a)tg 0 =(8+2) Xtg38 36 , =7.99m荷載內(nèi)緣至墻踵-H tg a +b+d=8 X 0.249+3+0=4.99m荷

5、載外緣至墻踵-H tg a +b+d +lo=8 X0.249+3+0+7.5=12.492m.4.997.990將數(shù)據(jù)代入方程后計(jì)算，滿足要求。N + (E E )tga 旦 + Ec Ex - Ntga 0_ 408.848 + (151.36 0)xtg1118x0.38 + 0151.36 408.848 x tg1118=2.35 Kc = 1.3.因此抗滑穩(wěn)定性滿足要求。3.4.2抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算采用”極限狀態(tài)分項(xiàng)系數(shù)法”。傾覆穩(wěn)定方程：0.8GZg + y (EyZx - ExZy) + y EpZp 0=0.8X408.848X2.382+1.3X (7.88X2.67-1

6、51.36 X2.14)+0.5X0= 385.370將數(shù)據(jù)代入方程后計(jì)算，滿足要求，因此抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求GZ + E Zo % Z *_ 408.848 x 2.382 + 7.88 x 2.785151.36 x 2.14=3.07 K0 = 1.5因此抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求3.4.3基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算為了保證擋土墻基底應(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)地面壓應(yīng)力軸心荷載作用時(shí)：NP = AN = (Gy G +Y Q1E - W )cos a 0 +y E sin a 0=(408.848 X 1.2+

7、1.4 X 7.88) X cos n.18。+1.4 X 151.36 Xsin 11.18。=533kN因此 p = N =533 !(2.29X1)=232.75kPao=350kPa A故基礎(chǔ)地面壓應(yīng)力滿足要求。偏心荷載作用時(shí)作用于基底的合力偏心距e = B-Z2 NZ = * M0 = GZg+ EZ EZ、=408.848 XNNG + Ey2.382+7.88X2.14-2.785X151.36/408.848+7.88=1.36I e 1=1 B - Z I=I 2.29 + /2- 1.36I=0.215 - = 0.3816B：傾斜基底寬度，B=2.25/cos11.18

8、= 2.29m TOC o 1-5 h z N6e貝。：Pmax = k (1 )408.848,1 6 x 0.215、=(1 +)2.292.29=Pmax =319.71 b = 350KPamin 89.1270故偏心距與基礎(chǔ)地面壓應(yīng)力均滿足要求。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，即滿足以下各式, 因?yàn)槿鐖D一所示擋土墻的基礎(chǔ)寬度大于3m且埋置深度大于0.5m,則:f = f + k y (b - 2.25) + k y (h - 0.5) k 1 12 2=350+0.3X18X( 3-2.25) +1.6X18X( 2.1-0.5) =400.85軸心荷

9、載作用時(shí)，p =232.75400.85當(dāng)偏心荷載作用時(shí)，P =319.71400.85X1.2=481.02故地基承載力抗力值符合要求。3.4.4墻身截面強(qiáng)度計(jì)算(1)強(qiáng)度計(jì)算，要求：y0N疽a AR /y %1 - 256 丫a =LBL =0.69為軸向力偏心影響系數(shù)，k ( e 21 +12 B )按每延米長(zhǎng)計(jì)算：y N =y (y N +y N +Zyw N )0 d 0 G G Q1 Q1Qi ci Qi16.06=538.748kN氣竺=0.69X2.29X900：2.31=615.62kNY k因此n 里土，故強(qiáng)度滿足要求。Y k(2)穩(wěn)定計(jì)算：要求：y N V a AR /y其中二1w k 1 + a p (P - 3)1 +16(%/B)2=1：1+0.002X6.98X (6.98-3) X 1+16X (0.215/2.29)2:=0.942Y N wWkakARk =0.769X589.792=579.91kN,故穩(wěn)定性滿足要求。0 d yk3.4.5要求：正截面直接受剪驗(yàn)算3.4.5要求：Q w AA + f N，其中 Q = E =