路基與支擋結(jié)構(gòu)課設(shè)

1、路基與支擋結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 專業(yè)名稱 土木工程 年 級 2013級學(xué) 號 姓 名 二O一六年六月目錄1. 概述11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)11.2 設(shè)計(jì)資料12. 路基斷面設(shè)計(jì)22.1 橫斷面各部尺寸擬定22.2 繪制路基橫斷面圖23. 加筋土擋土墻設(shè)計(jì)23.1 路基面上的載荷23.2 加筋土擋土墻上的荷載計(jì)算33.2.1 墻后填料水平土壓力33.2.2 墻頂荷載產(chǎn)生的水平土壓力計(jì)算33.3 筋帶布設(shè)方案擬定43.3.1 拉筋所受垂直壓力43.3.2 拉筋拉力計(jì)算53.3.3 拉筋長度計(jì)算63.3. 4拉筋截面計(jì)算73.4 加筋土內(nèi)部穩(wěn)定性檢算73.5 加筋土外部穩(wěn)定性檢算83.5.1 抗滑穩(wěn)定性檢算83.

2、5.2 抗傾覆穩(wěn)定性檢算83.5.3 擋土墻基地合力偏心距及基地應(yīng)力檢算93.5.4 全墻外部整體穩(wěn)定性93.6 繪制加筋土擋土墻橫斷面圖104. 排水措施及施工方法104.1 綜合排水設(shè)施設(shè)計(jì)104.2 施工方法115. 小結(jié)111. 概述1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)課程設(shè)計(jì)是高等學(xué)校專業(yè)課的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題和獨(dú)立鉆研的一種重要訓(xùn)練。課程設(shè)計(jì)在教學(xué)上的要求是： （1）培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識、解決工程問題的獨(dú)立工作能力； （2）系統(tǒng)鞏固并提高基礎(chǔ)理論課與專業(yè)知識； （3）提高與加強(qiáng)設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖及編制說明書的基本技能。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下：（1） I級、重型鐵路標(biāo)準(zhǔn)路基結(jié)構(gòu)的設(shè)

3、計(jì)； （2） 加筋土擋土墻的荷載計(jì)算； （3） 擬定加筋土擋土墻筋帶布設(shè)方案；（4） 檢算加筋土擋土墻抗拔穩(wěn)定性（不進(jìn)行面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）；（5） 繪制設(shè)計(jì)圖紙； （6） 整理設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。1.2 設(shè)計(jì)資料某級重型鐵路，旅客列車設(shè)計(jì)行車速度140km/h，該段路堤處于直線地段，地面平坦，路堤設(shè)計(jì)高度在29m之間，由于右側(cè)用地受到限制，因此需在右側(cè)設(shè)置加筋土擋土墻；路基填料為砂類土，容重，內(nèi)摩擦角，填土與墻背間的摩擦角。墻面板形狀為矩形，高為1.2m（高度可根據(jù)墻高適當(dāng)調(diào)整），寬為1.8m，厚為0.12m，混凝土強(qiáng)度等級為C20。拉筋采用鋼塑復(fù)合拉筋帶CAT50022，規(guī) 格502.2mm，破斷拉

4、力（KN）22.0 KN，極限抗拉強(qiáng)度（MPa）200MPa，破斷伸長率（%）5.5，單位長度重量182m/kg。擋土墻的條形基礎(chǔ)的受力層為硬質(zhì)巖，其容許承載力為=1200kPa。基礎(chǔ)基底與地層間摩擦系數(shù)。2. 路基斷面設(shè)計(jì)2.1 橫斷面各部尺寸擬定 根據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范TB 10001-2005和給定的已知條件級重型鐵路，旅客列車設(shè)計(jì)行車速度140km/h，該段路堤處于直線地段而確定的路基橫斷面尺寸如下： 雙線路堤寬12m，高2m，邊坡坡度為1:1.5，道床厚度0.5m，雙線線間距4m，道床頂面寬度3.4m，路肩寬度0.8m，路基中心向兩側(cè)設(shè)置4%的人字排水坡。2.2 繪制路基橫斷面圖3.

5、加筋土擋土墻設(shè)計(jì)3.1 路基面上的載荷查鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10001-2005）得兩個(gè)換算土柱寬為3.7m，高為3m。3.2 加筋土擋土墻上的荷載計(jì)算3.2.1 墻后填料水平土壓力hi6m時(shí)，其中，hi6m時(shí)， 式中 填土產(chǎn)生的水平壓應(yīng)力（KPa）； 填土重度（KN/）； 墻頂填土距第層墻面板中心的高度（m）； 擋土墻內(nèi)深處的土壓力系數(shù)； 靜止土壓力系數(shù)； 主動(dòng)土壓力系數(shù)； 填土綜合內(nèi)摩擦角（）。加筋層高/mhi0ih1ih1=0.650.650.4260.2710.4092083335.31h2=1.351.350.4260.2710.39112510.56h3=2.052.050.42

6、60.2710.37304166715.293.2.2 墻頂荷載產(chǎn)生的水平土壓力計(jì)算式中 荷載產(chǎn)生水平土壓應(yīng)力（KPa）； 荷載邊緣至墻背的距離（m）； 荷載換算土柱高（m）； 荷載換算寬度（m）。加筋層高/mbl0h2ibl0h2ih2ih1=0.656.543.75.366.543.71.356.72h2=1.356.543.79.166.543.72.6911.85h3=2.056.543.710.526.543.73.8014.33h1ih2ih2ih2ihi5.315.361.356.7212.0410.569.162.6911.8522.4115.2910.523.8014.332

7、9.623.3 筋帶布設(shè)方案擬定3.3.1 拉筋所受垂直壓力 式中 第層面板所對應(yīng)拉筋上的垂直壓應(yīng)力（KPa）； 計(jì)算點(diǎn)至荷載中線的距離（m）；加筋層高/mhixl0X1X2v2iv2ih1=0.650.654.433.79.663.960.170.18h2=1.351.354.433.74.651.911.241.32h3=2.052.054.433.73.061.253.133.38加筋層高/mhixl0X1X2v2iv2ih1=0.650.658.383.715.7310.040.010.18h2=1.351.358.383.77.574.830.081.32h3=2.052.058.3

8、83.74.993.180.253.38v2iv1ivi0.181313.181.322728.323.384144.383.3.2 拉筋拉力計(jì)算拉筋拉力為 式中 第層面板所對應(yīng)拉筋的計(jì)算拉力（KN）； 拉筋拉力峰值附加系數(shù)，可采用1.52.0； 、拉筋之間的水平和垂直間距（m）。K取1.7，Sx取0.3m，Sy取0.35m。經(jīng)計(jì)算hiSxSyTi12.040.30.352.1522.410.30.354.0029.620.30.355.293.3.3 拉筋長度計(jì)算無效長度Lai按0.3H折線法計(jì)算確定：當(dāng)hiH/2時(shí)，當(dāng)hiH/2時(shí)，得有效長度按 其中f取0.4式中 第層面板所對應(yīng)拉筋的計(jì)算

9、拉力（KN）； 拉筋所在位置上的垂直壓應(yīng)力（KPa）； 拉筋寬度（m）； 拉筋與填料之間的摩擦系數(shù)。TiviLbi2.1513.184.084.0028.323.535.2944.382.98LaiLbiLi0.724.084.800.633.534.160.212.983.19拉筋總長度 根據(jù)拉筋的設(shè)計(jì)要求，取Li 6.5m.相應(yīng)的Lbi取5.78m,5.87m,6.29m。3.3. 4拉筋截面計(jì)算拉筋截面面積應(yīng)保證其所受的最大拉應(yīng)力不超過拉筋材料容許抗拉強(qiáng)度Ta 式中 拉筋極限抗拉強(qiáng)度（KN）； 拉筋考慮破壞等因素時(shí)的影響系數(shù)；此處可取最大值4.0；Ti Ta3.4 加筋土內(nèi)部穩(wěn)定性檢算錨

10、固端的錨固力可根據(jù)拉筋有效長度上下兩面所產(chǎn)生的摩擦力 式中 拉筋抗拔力（KN）； 拉筋寬度（m）； 拉筋有效錨固長度（m）； 拉筋與填料之間的摩擦系數(shù)，根據(jù)抗拔試驗(yàn)確定。此處取0.4 。 Sfi鋼筋數(shù)量Sfi各層總和hiExiKs3.0526.1012.042.522.416.65213.3022.414.712.8311.17222.3429.626.223.59 每一層的Ki也大于2.03.5 加筋土外部穩(wěn)定性檢算3.5.1 抗滑穩(wěn)定性檢算式中 抗滑穩(wěn)定系數(shù)；鐵路規(guī)范規(guī)定不應(yīng)小于1.3； 墻身自重（KN）； 可能考慮的墻前被動(dòng)土壓力 墻后土壓力的水平分力（KN）； 基底與地層間的摩擦系數(shù)；

11、鐵路規(guī)范規(guī)定取值在0.30.4之間。3.5.2 抗傾覆穩(wěn)定性檢算式中 抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)；鐵路規(guī)范規(guī)定不應(yīng)小于1.3； 穩(wěn)定力系對墻趾的總力矩（KNm）； 傾覆力系對墻趾的總力矩（KNm）。3.5.3 擋土墻基地合力偏心距及基地應(yīng)力檢算式中 基底合力偏心距（m）；土質(zhì)地基不應(yīng)大于，巖石地基不應(yīng)大于 ； 基底寬度（m）； 作用作用于基底上的垂直分力對墻趾的力臂（m）； 作用在基地上的總豎向力（KN）。3.5.4 全墻外部整體穩(wěn)定性式中 基底合力偏心距（m）；土質(zhì)地基不應(yīng)大于，巖石地基不應(yīng)大于 ； 基底寬度（m）； 作用在基地上的總豎向力（KN）。3.6 繪制加筋土擋土墻橫斷面圖4. 排水措施及施工

12、方法4.1 綜合排水設(shè)施設(shè)計(jì) 擋土墻排水設(shè)施的作用在于疏干墻后土體中的水和防止地表水下滲后積水，以免墻后積水致使墻身承受額外的靜水壓力；減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力；消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。 擋土墻的排水措施通常由地面排水和墻身排水兩部分組成。地面排水主要是防止地表水滲入墻后土體或地基，地面排水措施有：（1）設(shè)置地面排水溝，截引地表水；（2）夯實(shí)回填土頂面和地表松土，防止雨水和地面水下滲，必要時(shí)可設(shè)鋪砌層；（3）路塹擋土墻趾前的邊溝應(yīng)予以鋪砌加固，以防止邊溝水滲入基礎(chǔ)。墻身排水主要是為了排除墻后積水，通常在墻身的適當(dāng)高度處布置一排或數(shù)排泄水孔。泄水孔的尺寸可視泄水量的大小分別采用0

13、.05m0.1m、0.1m0.1m、0.15m0.2m的方孔或直徑為0.05m0.1m的圓孔?？籽坶g距一般為23m，干旱地區(qū)可予增大，多雨地區(qū)則可減小。浸水擋土墻則為1.01.5m，孔眼應(yīng)上下左右交錯(cuò)設(shè)置。最下一排泄水孔的出水口應(yīng)高出地面0.3m；泄水孔的進(jìn)水口部分應(yīng)設(shè)置粗粒料反濾層，以防孔道淤塞。泄水孔應(yīng)有向外傾斜的坡度。4.2 施工方法 本系統(tǒng)及施工方法包括擋土墻和反濾層，擋土墻內(nèi)設(shè)有排水管，所述施工方法如下：(1)澆筑反濾層的混凝土基層；(2)施工一截?fù)跬翂ΓA(yù)埋排水管；(4)填筑砂礫層，鋪設(shè)無紡布隔水層，安裝集水管；(5)重復(fù)以上的第(2)、(3)步，直至到墻頂；(6)澆筑頂部平臺或頂部回填粘土，截?cái)嗟孛嫠?。集水管用密目式濾網(wǎng)包裹2至 4層，間隔20