五種常見擋土墻的設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例

./擋土墻設(shè)計(jì)實(shí)例擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物。在擋土墻橫斷面中,與被支承土體直接接觸的部位稱為墻背；與墻背相對(duì)的、臨空的部位稱為墻面；與地基直接接觸的部位稱為基地；與基底相對(duì)的、墻的頂面稱為墻頂；基底的前端稱為墻趾；基底的后端稱為墻踵。根據(jù)擋土墻的設(shè)置位置不同,分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻等。設(shè)置于路堤邊坡的擋土墻稱為路堤墻；墻頂位于路肩的擋土墻稱為路肩墻；設(shè)置于路塹邊坡的擋土墻稱為路塹墻；設(shè)置于山坡上,支承山坡上可能坍塌的覆蓋層土體或破碎巖層的擋土墻稱為山坡墻。本實(shí)例中主要講述了5種常見擋土墻的設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例。重力式擋土墻原始條件:墻身尺寸:墻身高:6.500<m>墻頂寬:0.660<m>面坡傾斜坡度:1:0.250背坡傾斜坡度:1:0.200采用1個(gè)擴(kuò)展墻址臺(tái)階:墻趾臺(tái)階b1:0.300<m>墻趾臺(tái)階h1:0.500<m>墻趾臺(tái)階與墻面坡坡度相同墻底傾斜坡率:0.200:1物理參數(shù):圬工砌體容重:23.000<kN/m3>圬工之間摩擦系數(shù):0.400地基土摩擦系數(shù):0.500砌體種類:片石砌體砂漿標(biāo)號(hào):5石料強(qiáng)度<MPa>:30擋土墻類型:一般擋土墻墻后填土內(nèi)摩擦角:35.000<度>墻后填土粘聚力:0.000<kPa>墻后填土容重:19.000<kN/m3>墻背與墻后填土摩擦角:17.500<度>地基土容重:18.000<kN/m3>修正后地基土容許承載力:500.000<kPa>地基土容許承載力提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.200墻踵值提高系數(shù):1.300平均值提高系數(shù):1.000墻底摩擦系數(shù):0.500地基土類型:土質(zhì)地基地基土內(nèi)摩擦角:30.000<度>土壓力計(jì)算方法:庫(kù)侖坡線土柱:坡面線段數(shù):2折線序號(hào)水平投影長(zhǎng)<m>豎向投影長(zhǎng)<m>換算土柱數(shù)13.0002.000025.0000.0000坡面起始距離:0.000<m>地面橫坡角度:20.000<度>墻頂標(biāo)高:0.000<m>擋墻分段長(zhǎng)度:10.000<m>=====================================================================組合1〔僅取一種組合計(jì)算=============================================組合系數(shù):1.0001.擋土墻結(jié)構(gòu)重力分項(xiàng)系數(shù)=1.000√2.墻頂上的有效永久荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.000√3.墻頂與第二破裂面間有效荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.000√4.填土側(cè)壓力分項(xiàng)系數(shù)=1.000√5.車輛荷載引起的土側(cè)壓力分項(xiàng)系數(shù)=1.000√=============================================[土壓力計(jì)算]計(jì)算高度為7.309<m>處的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力無荷載時(shí)的破裂角=28.320<度>按實(shí)際墻背計(jì)算得到:第1破裂角：28.320<度>Ea=244.312Ex=214.072Ey=117.736<kN>作用點(diǎn)高度Zy=2.627<m>因?yàn)楦┬眽Ρ?需判斷第二破裂面是否存在,計(jì)算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在墻身截面積=15.518<m2>重量=356.925kN<一>滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算基底摩擦系數(shù)=0.500采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算過程如下:基底傾斜角度=11.310<度>Wn=349.993<kN>En=157.432<kN>Wt=69.999<kN>Et=186.825<kN>滑移力=116.827<kN>抗滑力=253.713<kN>滑移驗(yàn)算滿足:Kc=2.172>1.300滑動(dòng)穩(wěn)定方程驗(yàn)算：滑動(dòng)穩(wěn)定方程滿足:方程值=164.582<kN>>0.0地基土摩擦系數(shù)=0.500地基土層水平向:滑移力=214.072<kN>抗滑力=252.070<kN>地基土層水平向:滑移驗(yàn)算不滿足:Kc2=1.177<=1.300<二>傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算相對(duì)于墻趾點(diǎn),墻身重力的力臂Zw=2.186<m>相對(duì)于墻趾點(diǎn),Ey的力臂Zx=3.521<m>相對(duì)于墻趾點(diǎn),Ex的力臂Zy=1.818<m>驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=389.149<kN-m>抗傾覆力矩=1194.778<kN-m>傾覆驗(yàn)算滿足:K0=3.070>1.500傾覆穩(wěn)定方程驗(yàn)算：傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=649.592<kN-m>>0.0<三>地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算基礎(chǔ)為天然地基,驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距作用于基礎(chǔ)底的總豎向力=507.426<kN>作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=805.628<kN-m>基礎(chǔ)底面寬度B=4.127<m>偏心距e=0.476<m>基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的距離Zn=1.588<m>基底壓應(yīng)力:趾部=208.008踵部=37.896<kPa>最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比=208.008/37.896=5.489作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足:e=0.476<=0.167*4.127=0.688<m>墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=208.008<=600.000<kPa>墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=37.896<=650.000<kPa>地基平均承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=122.952<=500.000<kPa><四>基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算基礎(chǔ)為天然地基,不作強(qiáng)度驗(yàn)算<五>墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算截面以上,墻身截面積=13.946<m2>重量=320.764kN相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣,墻身重力的力臂Zw=2.134<m>相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣,Ey的力臂Zx=3.521<m>相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣,Ex的力臂Zy=1.818<m>[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:作用于驗(yàn)算截面的總豎向力=438.499<kN>作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=710.021<kN-m>相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣,合力作用力臂Zn=1.619<m>截面寬度B=3.885<m>偏心距e1=0.323<m>截面上偏心距驗(yàn)算滿足:e1=0.323<=0.250*3.885=0.971<m>截面上壓應(yīng)力:面坡=169.225背坡=56.514<kPa>壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=169.225<=800.000<kPa>切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=9.954<=80.000<kPa>[極限狀態(tài)法]:重要性系數(shù)