加筋土擋土墻設(shè)計(jì)

加筋土擋土墻設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)資料如下：（1）路基寬度為7.5m,擋土墻高度為7。44m。（2）荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路-20級(jí)（3）面板選用2。0mx1.0m矩形混凝土板，板厚12cm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20.（4）筋帶選用聚丙烯土工帶,帶寬為18mm，厚度為1。0mm，容許拉應(yīng)力IJ=50MPa,似摩擦系數(shù)f=0.4，筋帶要求抗拔穩(wěn)定系數(shù)K]=2.0。f（5）筋帶節(jié)點(diǎn)的水平間距Sj=0.5m，垂直間距Sy=0.5m.（6）填料為砂性土，濕密度P=20kNim3，內(nèi)摩擦角①二38。.（7）地基的物理參數(shù)為，內(nèi)摩擦角/二16。，粘聚力c'=35kPa，天然重度p'=22kNm3。圖1加筋土擋土墻計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）按荷載組合I進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算：1。計(jì)算公路-20級(jí)重車(chē)作用下的等代土層厚度h（1）計(jì)算公路一20級(jí)作用時(shí)，取重車(chē)的擴(kuò)散長(zhǎng)度，已知公路-m級(jí)重車(chē)的前后軸距L=1.4m+4.0m=5.4m，車(chē)輪接地長(zhǎng)度a=0.2m，則B=5.4m+0.2m+7.366mxtan30。=9.06m。（2）計(jì)算荷載布置寬度L0該擋土墻為路肩墻,活動(dòng)區(qū)已進(jìn)入路基寬度，按規(guī)定分別用路基寬度和活動(dòng)區(qū)寬度計(jì)算等代土層厚度h，取h較大者對(duì)應(yīng)的L0。車(chē)輛橫向布置為后輪中線距路面邊緣0。5m。破裂面距離加筋體頂部面板的水平距離為0.3H=2.21m，進(jìn)入路面0.42m.1）按路基全寬布置汽車(chē)荷載求h'因路面寬為7。5m，橫向可布置兩臺(tái)重車(chē),工G=2x300kN=600kN，L0=7.5m，

=0.44m=0.44mh= 9.06m義7.5m義20kNm32)按活動(dòng)區(qū)寬度布置汽車(chē)荷載求h'因破裂面進(jìn)入路面內(nèi)0。42m,僅能布置一側(cè)重車(chē)車(chē)輪的一半，故取工G=300/4=75kN,L0=2.21m，B=9.06m.=0.187m9.06=0.187m9.06m義2.21m義20kNm3取h=0.44m2.計(jì)算各層拉筋的土壓力系數(shù)Ki靜止土壓力系數(shù)K=1-sin甲=1-sin16。=0.7240①主動(dòng)土壓力系數(shù)K=tan2(45。-；)=0.568加筋土中側(cè)向土壓力系數(shù)K.隨Zi的變化規(guī)律如下：ZZ當(dāng)Z<6.0m時(shí)，有 K=K(1--i-)+K.TOC\o"1-5"\h\zi0 6a6當(dāng)Z>6.0m時(shí)，有 K=K以第6層拉筋為例計(jì)算K6，其他各層拉筋的土壓力系數(shù)計(jì)算結(jié)果列入表1。,2.75、 2.75Z=2.75由上述公式K=0.724x(1 )+0.568x——=0.65256 6 6 63。計(jì)算各層拉筋所受的拉力Ti一般情況下的加筋擋土墻，筋帶所受拉力按下列公式計(jì)算；對(duì)于路肩式擋土墻 T=Ki(p*+P]h)SxSy對(duì)于路堤式擋土墻 T=K(P1Z+p2h+o山)SxSy式中：T—第i單元筋帶所受的拉力，kN。i第6層拉筋所受的拉力為T(mén)6=K6p(Z6+h)SS=0.6525x20kN；m3x(2.75m+0.44m)x0.5mx0.5m=10.4074kN4.計(jì)算筋帶設(shè)計(jì)斷面及每束筋帶根數(shù)

根據(jù)每個(gè)單元筋帶所受的拉力，可按下式計(jì)算該單元筋帶的設(shè)計(jì)斷面積TX103ArL式中:A—第i單元筋帶設(shè)斷面積，mm2；iIJ一拉筋容許應(yīng)力，MPa；LK一筋帶容許應(yīng)力提高系數(shù),參考有關(guān)規(guī)范確定。已知筋帶寬為18mm,厚度為1.0mm,容許拉應(yīng)力IJ=50MPa，當(dāng)荷載組合1時(shí)，按規(guī)定筋帶容許應(yīng)力提高系數(shù)K=1.0.第6層筋帶設(shè)計(jì)斷面積為ATX1034二寵口L10.4074kNX103…? =208.1mm21.0x50MPa第6層筋帶每束需要的根數(shù)為208.1mm2n= 11.56氏12根18mmx1mm5.計(jì)算筋帶長(zhǎng)度Li(1)計(jì)算加筋土簡(jiǎn)化破裂面尺寸簡(jiǎn)化破裂面垂直部分距面板背部的水平距離為：九=0.3H=2.21m簡(jiǎn)化破裂面上段高度:H2=bHtan(45+9/2)=2.93m簡(jiǎn)化破裂面下段高度:H=H-H=4.44m(2)筋帶的總長(zhǎng)度由活動(dòng)區(qū)長(zhǎng)度和錨固區(qū)長(zhǎng)度兩部分組成筋帶錨固長(zhǎng)度計(jì)算不計(jì)車(chē)輛荷載引起的抗拔力，錨固長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 「r對(duì)于路肩式擋土墻L對(duì)于路肩式擋土墻L= f_i—1i 2fbPZ對(duì)于路堤式擋土墻L= f i 對(duì)于路堤式擋土墻1i 2fb,P]Z.+P2h)式中：^KfL筋帶要求抗拔穩(wěn)定系數(shù)，參考有關(guān)規(guī)范取值;f一筋帶與填料的似摩擦系數(shù);

2.-第i單元筋帶寬度總和，第6層筋帶錨固區(qū)長(zhǎng)度L16為L(zhǎng)L16筋帶活動(dòng)區(qū)長(zhǎng)度可按一下公式計(jì)算:當(dāng)0<Z筋帶活動(dòng)區(qū)長(zhǎng)度可按一下公式計(jì)算:當(dāng)0<Z&H1時(shí)，有當(dāng)H1<Z產(chǎn)H時(shí)而2.0義10,4074kN2.0x0.4x12x0.018x20kNm3x2.75m2.27mL2iH-Z

i-

tanp第6層筋帶活動(dòng)區(qū)長(zhǎng)度第6層筋帶活動(dòng)區(qū)長(zhǎng)度L26為L(zhǎng)26=bH=2.21m則筋帶長(zhǎng)度 L=LjL2i=4.48m。表1筋帶拉力、根數(shù)、長(zhǎng)度計(jì)算表筋帶層號(hào)計(jì)算值采用值Z/mKiT/kNiA/mm2叫每束筋帶根數(shù)L/mL/mL/mn./根iLil根10。250.71752。475449.5075322o92.2125.1116520.750。70454。191883o835557o762.219.9710531.250.69155。8432116.863565.412.217.6210541。750。67857。4296148o591583.692.215.9010552。250。66558.9510179o0195102.762.214o9710562.750.652510o4074208o1475122o192o214.4016573.250。639511o7988235o9755131o943o115.0516583。750.626513.1252262o5035151o622o734.3516594.250。613514.3866287.7315161o472.353o82165104。750.600515o5830311o6595171o341.973.31205115。250.587516.7144334o2875191o171o602.77205125。750。574517o7808355o6155201o071.222.29205136。250.568018o9996379o9922110.841o84245146。750。568020.4196408.392230o910o471o38245157。250。568021.8396436o792240o840.090.932456?確定墻體斷面、筋帶長(zhǎng)度和筋帶數(shù)量由上表1可以看出，各層筋帶長(zhǎng)度自上而下逐漸減小，而且第一層筋帶長(zhǎng)度與最底層筋帶長(zhǎng)度相差很大，考慮到施工方便，各層筋帶長(zhǎng)度應(yīng)取一致，即墻體采用矩形斷面，為此，各層筋帶長(zhǎng)度均采用5m。為了保證錨固區(qū)有足有的錨固力，每層每束筋帶的數(shù)量應(yīng)予以調(diào)整，調(diào)整后的筋帶數(shù)量見(jiàn)表1..外部穩(wěn)定性驗(yàn)算1、基礎(chǔ)底面地基應(yīng)力驗(yàn)算路堤式擋土墻上的車(chē)輛附加荷載的布置范圍為路堤全寬度，地基應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)的作用力系（如圖2）。地基應(yīng)力驗(yàn)算時(shí),地基上的作用效應(yīng)采用正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合，地基承載力采用特征值。圖2基礎(chǔ)地面地基應(yīng)力驗(yàn)算圖（單位:mm）作用于地基的力系計(jì)算如下:（1）基底面上垂直力N由圖算出各填土分塊的重量:W17.5*7.44義20=1160(kN/m)基底面上垂直力為:N=叱=1160（kN/m）（2）墻背AB上的水平土壓力E路基頂面A處的水平土壓力：P=0基底面B點(diǎn)處水平土壓應(yīng)力：P=20x7.44xtan2（45-3）=84.5（kPa）84.5x7.44 , 、水平土壓力:E= 2 =314.34(kPa)H—一水平土壓力作用點(diǎn):y=—=2.48(m)0 3

⑶求各力對(duì)基地重心0點(diǎn)的力矩ME=Ey0=324.34義2.48=779.56(kN-m/m)(4)基底合力偏心距及地基應(yīng)力：TOC\o"1-5"\h\z779.56 B =0.67(m)<—=1.25(m)1160 6八Nj6e,1160/16x0.67、P=—x(1+0)= (1+ )=237.57(kPa)maxBB7.5 7.5nNj八6e、1160八6x0.67、PmJB*'I一五'一F""IkPa)地基承載力特征值的提高系數(shù)在組合I時(shí)取1.0,故修正后黃土的地基承載力特征值為:，=1.0x400=400kPa因?yàn)镻max<f：,0，所以故地基承載力滿足要求，不必對(duì)地基進(jìn)行特殊處理。2、基底滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算荷載組合I時(shí)抗滑穩(wěn)定系數(shù)；加筋體與地基的摩擦系數(shù)；不計(jì)墻前被動(dòng)土壓力。G=肉=1160(kNjm)⑴滑動(dòng)穩(wěn)定方程：1.1M1-1.4ME=1.1x1160x0.4-1.4x313.34=70.32(kN：m)>0(2)抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)：0.4x0.4x1160314.34=1.48>1.3由上(1)(2)驗(yàn)算結(jié)果知：加筋體基底滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算滿足要求。3、傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算作用于墻體的力系與基底滑動(dòng)驗(yàn)算時(shí)相同。當(dāng)為荷載組合II時(shí)，要求的傾覆穩(wěn)定系數(shù);不計(jì)墻前被動(dòng)土壓力(如圖2)。(1)求各力對(duì)墻趾點(diǎn)的力矩M1=Wx1=1160x725=4350(kN?m/m)Me=E=314.34x2.48=779.56(kN?m：m)(2)傾覆穩(wěn)定方程：0.8M-1.4M=0.8x4350-1.4x779.56=2388.6(kN-m/m)>0

(3)傾覆穩(wěn)定系數(shù)按公式(3-16)計(jì)算:M——1ME-4350-=5.58>M——1ME779.56由上(1)(2)(3)驗(yàn)算結(jié)果知：加筋體的抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求。.加筋體整體穩(wěn)定性驗(yàn)算R=9506,77777777圖3圓弧條分法計(jì)算簡(jiǎn)圖(單位：mm)最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的位置，由經(jīng)驗(yàn)得知，設(shè)定圓弧滑動(dòng)面時(shí)，最不利圓心位置常位于如圖所示區(qū)域內(nèi)，但比較精確的位置需試算確定。一般采用網(wǎng)格法，逐步逼近最不利圓心位置，求出其整體穩(wěn)定系數(shù)，即滿足整體滑動(dòng)穩(wěn)定性。對(duì)于本設(shè)計(jì)，任取一點(diǎn)作為假定最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心如圖3。計(jì)算結(jié)果如表3所示.

表3整體滑動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算表土條編號(hào)土條重量(kN)土條重心至圓心水平距離(m)ai(°)Xi(m)ci(°)P(kPa)Xi*ci(kPa)Wcosatanp(kN)Wsina(kN)17。819.02775.763516201.60.507.61220。618。52673。653516127.752.3118o97329.768。02552.7351694.54o8924o38436。947.52602。35351682.255o3032.00542。937。02502。15351675o257.9132.88648.036.52452.04351671.49.7433.96752。446.02410。91351631.8511.3534.40856。275.52370.69351624.1512.8933.86959。615。02342.02351670.714.1733o331062.514.52302。06351672.115o5231o261165。034.02272.16351675o616.6229.521267.013。5223