擋土墻計(jì)算書(shū)

1、擋土墻設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)路線K58+07AK58+130,傍山路線，設(shè)計(jì)高程均為 1654.5,山坡為礫石地層，附近有開(kāi)挖石方 路塹的石灰?guī)r片石可供作擋土墻材料。1、設(shè)計(jì)路段為直線段，橫斷面資料如表；2、山坡基礎(chǔ)為中密礫石土，摩阻系數(shù) f=0.4 ,基本承載力（6） =520千帕；3、填土邊坡為1:m=1:1.5 ,路基寬度為7.0米；4、墻背填料為就地開(kāi)挖礫石土，容重Y=18.6KN/m,計(jì)算內(nèi)摩阻角=35;5、墻體用50號(hào)砂漿砌片石，容重為丫 =22.5KN/m3,容許壓應(yīng)力6 =2450千帕，容許剪 應(yīng)力p=862.4千帕，外摩阻力工=蟲(chóng)/2=17.5 ° ;6、設(shè)計(jì)荷載用公路-R級(jí)

2、車(chē)輛荷載（詳見(jiàn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范）；7、穩(wěn)定系數(shù)：滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc=1.3，傾覆穩(wěn)定系數(shù)Ko=1.5。二、需提交的文件、圖紙和要求1、 詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)；A、 分析確定擋土墻設(shè)計(jì)方案，選擇擋土墻形式（最好以兩個(gè)以上墻型的工程量比較后確 定）；R 擋土墻基礎(chǔ)與斷面設(shè)計(jì)：* .基礎(chǔ)形式及埋置深度* .擬定墻身尺寸* .荷載換算土層厚* . 土壓力計(jì)算G穩(wěn)定性驗(yàn)算2、按橫斷面資料繪制等高線地形圖（比例 1:200）,路線橫斷面圖（1:200）,路基外側(cè)邊 緣縱向地形圖（ 1:200）并在其上進(jìn)行擋土墻立面布置，繪立面圖。參考設(shè)計(jì)步驟一、設(shè)計(jì)資料：（見(jiàn)任務(wù)書(shū)有關(guān)內(nèi)容）二、繪制平面圖及橫斷面圖：（見(jiàn)任

3、務(wù)書(shū)之一1.）三、確定設(shè)計(jì)方案：1、闡述設(shè)擋土墻的理由。2、選定擋墻類(lèi)型（路堤，路肩，路塹），要有比較。3、選定擋墻形式（仰斜，俯斜，衡重）最好選兩種分別計(jì)算。四、初擬斷面尺寸1、確定分段長(zhǎng)及與路堤的銜接方式。2、確定埋深、墻高及墻背傾角，以上步驟后即可繪出擋土墻的縱斷面圖。3、初擬其他部位的尺寸（按各部分對(duì)尺寸的基本要求擬定）。五、計(jì)算換算土層厚h0六、土壓力計(jì)算。七、確定斷面尺寸。1、滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算：（一般重力式擋墻以此控制設(shè)計(jì)）Kc控制在1.31.5之間2、確定擋墻其他部位尺寸，即可畫(huà)出擋墻典型斷面圖。八、穩(wěn)定性驗(yàn)算（5個(gè)項(xiàng)目均要計(jì)算）。九、將確定的擋墻依次按比例繪在平面及橫斷面圖上。橫

4、斷面地形資料表-3.2-3.2-1.0-1.0-0.3K58+130+1.5+2.0+3.8+3.5+2.85.06.04.03.02.01654.803.03.04.05.03.0-3.2-3.0-8.0-2.7-1.5K58+120+3.0+2.5+2.1+3.01+2.65.03.55.05.01.51654.904.04.03.04.03.05.7-5.7-1.1-0.9-1.2-1.8K58+110+3.2+2.8+2.1+2.9+2.28.0 14.01.52.0 12.02.51652.954.0 14.03.04.0 13.03.2-5.4-3.3-1.9-1.2-2.2K58

5、+100+2.8+1.1+1.9+3.5+3.55.06.04.01.02.02.01651.653.02.02.03.05.05.1-4.5-1.8-0.8-1.3-1.9K58+090+3.0+3.2+2.2+3.1+2.06.04.02.02.02.02.851652.784.04.03.04.03.03.0-2.8-6.4-1.1-1.2-1.3K58+080+2.9+2.6+2.2+3.1+4.15.03.55.02.03.01.51654.804.04.03.04.05.0-3.2-3.1-1.9-0.9-0.3K58+070+1.7+1.9+3.5+3.65.06.04.03.0

6、2.01654.903.04.04.05.0三.確定設(shè)計(jì)方案1. 設(shè)擋土墻的理由：我們先用AUTOCA/制平面圖以及路基橫斷面圖，通過(guò)觀察可以發(fā)現(xiàn)，在橫斷面圖中K58+80到K58+110的路堤邊坡在給定的資料和數(shù)據(jù)中根本無(wú)法與地面線相交，需要通過(guò)設(shè)置擋土墻的形 式來(lái)收縮坡角，減少填方數(shù)量，使工程經(jīng)濟(jì)合理，并且還可以減少占地面積。另外，設(shè)置擋土墻 后也可以避免由于填筑高路堤所帶來(lái)的邊坡變形和失穩(wěn)的問(wèn)題。綜合評(píng)定之后決定設(shè)置擋土墻。2. 選定擋墻形式：根據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)成重力式擋土墻。從用AUTOCA/制的平面圖以及路基橫斷面圖中發(fā)現(xiàn)，重力式擋土墻并沒(méi)有顯著減少墻體的 療工工程量，而其填方量

7、卻比衡重式擋土墻大得多。從經(jīng)濟(jì)方面和收縮坡角方面考慮衡重式擋土墻都比重力式擋土墻更為優(yōu)秀，因此決定選用衡重式擋土墻。3. 選定擋墻的計(jì)算形式：俯斜式擋墻，常用作為路面橫坡陡峻處的路肩墻或路堤墻，它可以利用陡直的墻面減少墻 高，減少占地，但墻背所受的士壓力較大，墻身抗傾覆穩(wěn)定性較差。仰斜式擋墻，由于其墻背與 開(kāi)挖方邊坡較吻合，故常用做路塹墻和路肩墻，以利施工方便和減少開(kāi)挖或填方量。在同等的條 件下，仰斜式擋墻所受的土壓力比俯斜式小，而墻身自重形成的抗傾覆力矩較大，故穩(wěn)定性好。 衡重式擋墻，是在凸形墻背上設(shè)衡重臺(tái)，并采用陡直的墻面，借助于衡重臺(tái)上填土的重量和墻身 截面形心的后移來(lái)提高擋墻的穩(wěn)定性，

8、常用作為地面橫坡陡峻處的路肩墻和路堤墻。通過(guò)試算發(fā)現(xiàn)，采用仰斜式擋土墻時(shí)，為了滿足擋土墻的基底埋深和襟邊寬度的要求，其所 用的墻高要顯著增大，療工量比其他兩種墻大，所以決定不采用仰斜式擋土墻。而只對(duì)俯斜式擋 墻和衡重式擋墻這兩種進(jìn)行計(jì)算比較。四.初擬斷面尺寸1 .確定分段長(zhǎng)度及路堤的銜接方式考慮到施工方便以及擋土墻的沉降伸縮縫的設(shè)置，分段長(zhǎng)度選為10m擋墻與路堤的銜接采用錐坡。2 .確定埋深、墻高、墻背傾角、初擬其他部位的尺寸。根據(jù)地基承載力及無(wú)冰凍的氣候特點(diǎn)，選用一般基礎(chǔ)形式，根據(jù)規(guī)范要求，確定埋深為12m先擬定墻高最高的k58+100斷面的擋土墻的高度、墻背傾角和其他部位的尺寸：衡重式擋土

9、墻：墻高H 10.0m, 一般上墻與下墻的高度為 2: 3,所以現(xiàn)選用上墻H1 4.0m,上墻背俯斜 1: 0.35 （ 1 19.29°）;衡重臺(tái)寬d1 0.83m;下墻H2 6.0m,下墻背仰斜 1: 0.25 2 14.02° ;墻面坡 1: 0.15。五.計(jì)算：由于k58+100斷面的擋土墻的高度最高，最危險(xiǎn)，故只需驗(yàn)算該片墻，其他片墻可以參照該 墻的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。A.衡重式擋土墻（一）車(chē)輛荷載換算汽車(chē)-15級(jí)時(shí)：故 h0 q * 0.538m 18.6掛車(chē)-80: h0 0.64m,布置于路基全寬。I汽車(chē)荷載計(jì)算（二）上墻土壓力計(jì)算1 .計(jì)算破裂角，判別是否出現(xiàn)第

10、二破裂面假想墻背傾角：假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)，按路基手冊(cè)中表3-2-2中第1類(lèi)公式，得：驗(yàn)核破裂面位置：第二破裂面距墻頂內(nèi)緣 H1 tan i tan 14 0.521 0.5125破裂面交于荷載內(nèi)，與假設(shè)相符，采用公式正確。i 1 27.5o 33.34° ,故出現(xiàn)第二破裂面。2 .計(jì)算第二破裂面上的主動(dòng)土壓力 E1對(duì)上墻O1的力臂乙x Hl巫420.5381.475m3 3K13 3 1.269（三）下墻土壓力計(jì)算采用力多邊形法。1.求破裂角2假設(shè)破裂角交于荷外2 35； 17.514.04tan0.7941 2A0H1H 2502-1 ,一1 , 2, 一,B0H2 H2 2Hl

11、 tan 2 H 1tan 1b0 d H 1tan 1 tan 1221 126 6 2 4 0.2540.5215.5 0 4 0.5125 0.5212 213.9338.46h°0.538驗(yàn)核破裂面位置:R E1x /cos 151.18/cos 35 27.5110.84tan 2 tantan cot tanB° / A0R1 sin11A sin cosJ 0.794 1.4280.794 13.93/50110.84 sin 38.46o 27.5o /50 18.6 0.574 0.7830.6692 33.79o破裂面頂端距墻頂內(nèi)側(cè)之距離為：故與假設(shè)相符

12、，米用公式正確，破裂面交于荷載外2.計(jì)算土壓力E2四）各種驗(yàn)算：B 2.6m 0來(lái)進(jìn)行首先根據(jù)擬訂墻頂寬度 b1 0.55m ,則上墻底寬為b2 2.55m,下墻底寬各種驗(yàn)算。其圖形如下:(1)上墻身重Gi(單位：dm)1.對(duì)墻趾的力臂(2)下墻墻身重對(duì)墻趾的力臂(3)第二破裂面與墻背之間的土楔重對(duì)墻趾的力臂：(4) 土楔上的荷載重對(duì)墻趾的力臂：2 .滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求，也滿足課程設(shè)計(jì)中所要求的 Kc在1.3到1.5之間的要求。3 .傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算4 .基底應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)力重分布。按下式計(jì)算基底最大壓應(yīng)力：故基底應(yīng)力滿足要求。5 .截面應(yīng)力驗(yàn)算已知作用于上墻墻后土體第二破裂面上的主動(dòng)土壓力已及

13、其水平力Eix (=51.18kN),則作用于上墻實(shí)際墻背上的土壓力Ei的水平和垂直分力分別為:對(duì)上墻O1的力臂乙x 1Hl 1 4 1.33m 33選上墻墻底截面檢算：滿足要求B.俯斜式擋土墻(墻高H 9.5m,墻背俯斜1： 0.40 ( 1 21 48);墻面坡1: 0.05;墻身分段長(zhǎng)度10m(一)車(chē)輛荷載換算汽車(chē)-15級(jí)時(shí)：h02 2000.32m故b0L 18.6 7.0 9.68掛車(chē)-80: h0 0.64 m，布置于路基全寬。顯然，掛車(chē)-80驗(yàn)算荷載控制設(shè)計(jì)。（二）主動(dòng)土壓力計(jì)算1.求破裂角和主動(dòng)土壓力系數(shù)K假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)：查表得：24：56', K 0.358驗(yàn)核

14、破裂面位置： '堤頂破裂面距墻踵H tan 9.5 tan24,56 4,2m荷載內(nèi)緣距墻踵Htan 9.5 0.4 3.8m故破裂面交于荷載外，與假設(shè)不符。當(dāng)破裂面交于荷載外時(shí)：驗(yàn)核破裂面位置：堤頂破裂面距墻踵Htan 9.5 0.3473 3.30m荷載內(nèi)緣距墻踵H tan 9.5 0.4 3.8m故破裂面交于荷載外，與假設(shè)相符，可用所選計(jì)算公式。2.主動(dòng)土壓力系數(shù)：（三）設(shè)計(jì)擋土墻截面 力選墻面坡度1:0.05 ,基底傾斜1:0.150 832。通過(guò)試算，選墻頂寬b1 0.6m1.計(jì)算墻身重W及其力臂ZW2 .滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求。3 .傾斜穩(wěn)定性驗(yàn)算基底傾斜，由繪圖可直接求出土壓力對(duì)墻趾 O點(diǎn)的力臂為:WZw EyZx545.40 1.80 322.71 3.494 2109.269EXZV394.27 2.6351038.901x y1.5求。穩(wěn)定性驗(yàn)算的結(jié)果表明，斷面尺寸由滑動(dòng)控制，上述估計(jì)符合實(shí)際，故可不必采用汽車(chē) 級(jí)的士壓力驗(yàn)算。4.基底應(yīng)力驗(yàn)算此時(shí)，基底應(yīng)力出現(xiàn)重分布滿足要-152 W Ey2 545.40 322.711 二I , 一最大壓應(yīng)力 3Zn3 1.23470.52K