擋土墻計(jì)算書

1、擋土墻設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)路線K58+070 K58+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（S）=520千帕；3、填土邊坡為1：m=1:15，路基寬度為7.0米；4、墻背填料為就地開挖礫石土，容重Y=18.6KN/m3，計(jì)算內(nèi)摩阻角=35;5、 墻體用50號砂漿砌片石，容重為丫 =22.5KN/m 3,容許壓應(yīng)力可=2450千帕，容許剪 應(yīng)力T=862.4千帕，外摩阻力Z = 0/2=17.5 ；6、 設(shè)計(jì)荷載用公路-U級車輛荷載（詳見公

2、路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范）；7、 穩(wěn)定系數(shù)：滑動穩(wěn)定系數(shù)K=1.3，傾覆穩(wěn)定系數(shù)K =1.5。、需提交的文件、圖紙和要求1、詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算書；A、分析確定擋土墻設(shè)計(jì)方案，選擇擋土墻形式（最好以兩個以上墻型的工程量比較 后確定）；B、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C、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：（見任務(wù)書有關(guān)內(nèi)容）二、繪制平面圖及橫斷面圖：（見任務(wù)書之一 1.）三、確定設(shè)計(jì)方案：1

3、、闡述設(shè)擋土墻的理由。2、選定擋墻類型（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（按各部分對尺寸的基本要求擬定）五、計(jì)算換算土層厚h。六、土壓力計(jì)算。七、確定斷面尺寸。1滑動穩(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1.3-1.5之間。2、確定擋墻其他部位尺寸，即可畫出擋墻典型斷面圖。八、穩(wěn)定性驗(yàn)算（5個項(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。橫斷面地形資料表-3.2-3.2-1

4、.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+3.0+2.65.03.55.05.01.51654.904.04.03.04.03.0-5.7-5.7-1.1-0.9-1.2-1.8K58+110+3.2+2.8+2.1+2.9+2.28.04.01.52.02.02.51652.954.04.03.04.03.0-3.2-5.4-3.3-1.9-1.2-2.2K58+100+2.8+1.1+1.9+3.5+3.5

5、5.06.04.01.02.02.01651.653.02.02.03.05.0-5.1-4.5-1.8-0.8-1.3-1.9K58+090+3.0+3.2+2.2+3.1+2.06.04.02.02.02.02.851652.784.04.03.04.03.0-3.0-2.8-6.4-1.1-1.2-1.3K58+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+3.65.06.04.03.02.01654.903.04.04.05.0

6、二.確定設(shè)計(jì)方案設(shè)擋土墻的理由：我們先用AUTOCAD繪制平面圖以及路基橫斷面圖，通過觀察可以發(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)中根本無法與地面線相交，需要通 過設(shè)置擋土墻的形式來收縮坡 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 高路堤所帶來的邊坡變形和失穩(wěn)的問題。綜合評定之后決定設(shè)置擋土墻。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AUTOCAD繪制的平面圖以及路基橫斷面圖中發(fā)現(xiàn)，重力式擋土墻并沒有顯著減少墻體的圬工 工程量，而其填方量卻比衡重式擋土墻大得多。從經(jīng)濟(jì)方面和收縮坡角方

7、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。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，但墻背所受的土壓力較大，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，并采 用陡直的墻面，借助于衡重臺上填土的重量和墻身截面形心的后移來提高擋墻的穩(wěn)定性，常用作為地面橫坡 陡峻處的路肩墻和路堤墻。通

8、過試算發(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，圬工量比其他兩種墻大，所以決定不采用仰斜式擋土墻。而只 對俯斜式擋墻和衡 重式擋墻這兩種進(jìn)行計(jì)算比較。初擬斷面尺寸.確定分段長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，分段長度選為10m。擋墻與路堤的銜接采用錐坡。.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1 2m。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：衡重式擋土墻：墻高H 10.0m，一般上墻與下墻的高度為2

9、: 3，所以現(xiàn)選用上墻比4.0m，上墻背俯斜1： 0.35 ( .19.29)；衡重臺寬d. 0.83m ；下墻H?6.0m，下墻背仰斜1： 0.25 214.02o ；墻面坡1： 0.15。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）車輛荷載換算汽車-15級時(shí)：故 g q 匹 0.538m18.6掛車-80: h00.64m，布置于路基全寬。I汽車荷載計(jì)算（二）上墻土壓力計(jì)算計(jì)算破裂角，判別是否出現(xiàn)第二破裂面假想墻背傾角：假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)，按路基手冊中表3-2-2中第1類公式，得:驗(yàn)核破裂面位置：第二破

10、裂面距墻頂內(nèi)緣比tan .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。.1 27.5。33.34。，故出現(xiàn)第二破裂面。2 計(jì)算第二破裂面上的主動土壓力E.對上墻。1的力臂乙xh4.00.5383K13 1.2691.475m（三）下墻土壓力計(jì)算米用力多邊形法。1.求破裂角o假設(shè)破裂角交于荷外35o17.514.0438.46tan 0.794Ao 2 H1 H22 50B2 H22Htan H11 * 2bd H.tantano12tan 0116 6 2 20.251 42 0.5215.5 0 40.5125 0.52113.932ho0.538驗(yàn)核破

11、裂Ri E1x / costanB0 / A0R1 sin1 / A0 sin costan 2 tantan cot2 計(jì)算土壓力E20.794四）各種驗(yàn)算:首先根據(jù)擬訂墻頂寬度b, 0.55m，則上墻底寬為b22.55m ,下墻底寬B2.6m。來進(jìn)行各種驗(yàn)算。其圖形如下:111r *小 JI l1一I L,jSr-(單位仃t算情；釁力臂上墻身重G j對墻趾的力臂下墻墻身重對墻趾的力臂第二破裂面與墻背之間的土楔重對墻趾的力臂:土楔上的荷載重對墻趾的力臂:滑動穩(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13到15之間的要求。傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算基底應(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：

12、故基底應(yīng)力滿足要求。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土壓力巳及其水平力巳乂(二51.18kN),則作用于上墻實(shí)際墻背上的土壓力E；的水平和垂直分力分別為:11對上墻。的力臂乙X- H1 33 41.33m選上墻墻底截面檢算：滿足要求B.俯斜式擋土墻0.05;墻身分段長度10m。 ,4 一,0, 墻高H 9.5m，墻背俯斜1: 0.40 （ 121 48 ）；墻面坡1：（一）車輛荷載換算汽車-15級時(shí):Q 2 2006L 18.6 7.0 9.680.32 m掛車-80： h00.64m，布置于路基全寬顯然，掛車-80驗(yàn)算荷載控制設(shè)計(jì)。（二）主動土壓力計(jì)算求破裂角 和主動土壓

13、力系數(shù)K假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)：查表得：24o56, K 0.358驗(yàn)核破裂面位置：堤頂破裂面距墻踵H tan9.5 tan 24O56 4.42m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)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)算公式主動土壓力系數(shù)：（三）設(shè)計(jì)擋土墻截面選墻面坡度1：005基底傾斜1:0.15 0 8 32。通過試算，選墻頂寬d0.6m1.計(jì)算墻身重w及其力臂zw2 滑動穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求傾斜穩(wěn)

14、定性驗(yàn)算基底傾斜，由繪圖可直接求出土壓力對墻趾O點(diǎn)的力臂為:Wzw *-ET545 40 倔 322 71 3.494事堅(jiān)69 2.01.5394.27 2.6351038.901足要求。穩(wěn)定性驗(yàn)算的結(jié)果表明，斷面尺寸由滑動控制，上述估計(jì)符合實(shí)際，故可不必采用汽 車-15級的土壓力驗(yàn)算?；讘?yīng)力驗(yàn)算此時(shí)，基底應(yīng)力出現(xiàn)重分布2 W Ey 2 545.40 322.71i 3 乙3 1 23470.52KPa 520KPa最大壓應(yīng)力3乙3墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算選取二分之一墻高處的截面：由以上計(jì)算可知，所選截面尺寸符合各項(xiàng)規(guī)范要求。C確定設(shè)計(jì)方案通過兩種墻的計(jì)算分析可知，它們都符合要求，但是衡重式擋土墻的圬工量更小，更經(jīng) 濟(jì)，故本設(shè)計(jì) 采用衡重式擋土墻。用上述計(jì)算衡重式擋土墻的方法可以得到其他斷面的尺寸，高度分別為7m和4.5m