重力式擋土墻

重力式擋土墻一、設(shè)計資料（-）1＞設(shè)計路線k58+070——k58+130,傍山路線，設(shè)計高程均為1654.50,山坡為礫石地層，附近有開挖石方路塹的石灰?guī)r片石供作擋土墻材料。2、設(shè)計路段為直線段。3、山坡基礎(chǔ)為中密礫石土，摩阻系數(shù)f=0?4,基本載力（o）=520千帕。填土邊坡為Xm=l:1.5,路基寬度為7.0米。4、 墻背填料為就地開挖礫石土，容重為y=18.6千牛/立方米,計算內(nèi)摩擦角＜t＞=35°o5、 墻體用50號砂漿砌片石，容重為y=22.5千牛/立方米，容許壓應(yīng)力（。）=2450千帕，容許剪應(yīng)力（C=862.4千帕，外摩擦阻角5=<|)/2=17.50 。6、設(shè)計荷載用汽車——15,驗算荷載用掛車——807、穩(wěn)定系數(shù)：滑動穩(wěn)定系數(shù)[kc]=1.3,[k0]=1.5o（二）擬在某地區(qū)一級公路修建一座重力式擋土墻，墻高H=6m,擋土墻面坡1:0.25,基底傾斜度正切值為0.2o墻身和基礎(chǔ)均采用MU50片石；基礎(chǔ)頂面（墻身底面）距天然地面0.6m,墻身和基礎(chǔ)砌體重度圧17千牛/立方米，墻后回填砂類土，填料重度￥2=15千牛/立方米，基礎(chǔ)持力層為密實類砂類土，重度（無地下水）y3=22.5千牛/米，地基承載力設(shè)計值f=400kPa,墻后填土內(nèi)摩擦角為0=25°,回填土與墻背摩擦角6=4)/2=12.5°,基底與地基土之間摩擦系數(shù)為0.4,地基土內(nèi)摩擦系數(shù)為0.8,墻身與基礎(chǔ)砌體之間的摩擦系數(shù)為0.7?計算荷載為公路一級。二、確定計算參數(shù)設(shè)計擋土墻高度H=6m,墻上填土高a=2m,邊坡為墻背仰斜坡度l：0.25o初步擬定結(jié)構(gòu)如下：墻背填土計算內(nèi)摩擦角:0=25。填土與墻背間的摩擦角：6=|=12.50o墻背與豎直平面的夾角：a=-14.036°,墻背填土容重y=18.6KN/m,有設(shè)計資料知：II級公路設(shè)計荷載為汽車——15,驗算荷載用掛車——80o

三、車輛荷載換算(1)當不計車輛荷載作用時h°=Om則Ao=l/2(a+H+2ho)(a+H)=-(a+H)2+i(6+2)2=3222B0=-ab+(b+d)h0--H(H+2a+h0)tana22哉弓H(H+2a)tan-14.036=6.75則:Ao則:Ao32=0.211屮二+5=38.464°tan0二一tanip +cot(|))(tani|j+A)=-tan38.464°+7(cot35°+tan38.464°)+(tan38.464°+0.211)=0.925則：6二tan10.925=42.77計車輛荷載作用破裂面距墻踵：Htana+b+d=5m荷載外緣距墻踵：Htana+b+d+bo=6xO.25+3+7=11.5m則由上得5<7.4<11.5 易知破裂面交與荷載內(nèi)。(2)換算土層厚度由車輛荷查資料可知：二級公路基本相當于汽車20級車輛荷載,載布置圖可知汽車——20級時:由車輛荷Lo=3+1.4+7+1.4=12.8m則擋土墻的計算長L二Lo+(H+2a)tan30°=18.57m因為L=18.75m>15m,則擋土墻的計算長度取15m由于在不加荷載時破裂棱體寬度為2.9m路肩寬0.5m路肩寬0.5m查資料得取車輛荷iEQ丈x550=275kN2換算土層厚度：h尸換算土層厚度：h尸275rBL18.6x2.9xl5=0.34m考慮車輛荷載作用的土壓力計算K計入h。求破裂棱體的寬度Ao=l/2(a+H+2h0)(a+H)=-x(2+6+2x0.34)x(2+6)=34.722Bo弓ab+(b+d)ho-±(H+2a+h。)tana=Jx2x3+(3+0.5)x0.34-l/2x6x(6+2x2+2x0?34)xtan14.036°=12.2A耳0.35Ao屮+5=38.464°tan0=-tanip±7(cot(|)+tani|j)(tani|j+A)二-tan38.464°+J(tan38.464°+cot35°)(tan38.464°+0?35)=1.04則：0=46.12°考慮車輛荷載后的破裂棱體寬度值為:B=(H+a)xtan0+Htana-b=3.82易知破裂面位于荷載中。2、計算主動土壓力及其作用位置主動土壓力系數(shù):巳舗7（向°+囪°=0?1222hi= tailhi= tail0+taila0.5l.(M-0.25=0.633mb—ataii0h3= taila+taii03-2x1.041.04-0.25=1.165mFh二H-h廠h尸4.202m(T)+Zholq_1+衣2只(]_1165)b—ataii0h3= taila+taii03-2x1.041.04-0.25=1.165mFh二H-h廠h尸4.202m(T)+Zholq_1+衣2只(]_1165)十2x034x4.202二]H2 6 ' 2x6f 62主動土壓力：E=\H^ki丄xl8.6x6x0.1222x1.679=71.147kpa22Ex=Ecos(a+S)=71.147xcos(-14.036°+17.5°)=71.341kpa^EsinCa+8)=60.45xsin(-14.036+17.5)=4.308kpa作用位置：h2=H-ht=5.367mH3+3h0hl3(H2+2h0h2)63+3x0.34x5.36723(62+2x0.34x5.367)=2.067Zx二B-Zrtana^.82-0.55x0.25=3.6825五、設(shè)計擋土墻截面1、初擬墻頂面寬度b!=l.2m；通過取一米計算檢驗強頂寬h是否滿足使用要求。G產(chǎn)(6-0.5-0.29)x1.2x22.5=140.67kNG2=0.6x1.5x22.5=20.25kNG3=0.5x1.5x0.29x22.5=4.89kNGfGi+G2+G3=165.81kN各部分墻重對墻趾M的力臂:Zx=0.3+0.6x0.25+(6-°S-O29)xO2S+0,6=1.70m2Z2丄警+孚0.825mr_1?5+145厶一3二0.983m=1.572m擋土墻橫截面圖如下:22、抗滑動穩(wěn)定性驗算1,21,2K二[(N+Ex+Ep)K二[(N+Ex+Ep)taiiaoln+EpEx_Ntanao=1.90>[Kc]=1.3則抗滑穩(wěn)定性符合要求。3、抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆穩(wěn)定系數(shù):則抗滑穩(wěn)定性符合要求。3、抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆穩(wěn)定系數(shù):因為：Zy=Zy-O.29=1.777 Z>0.5sin11.31°+0.3+Z,=4.08K「G°Z°+K「G°Z°+迸昴站」65.8羅572號學(xué)4.08立勸陽二[g]ExZ；71.341x1.777則抗傾覆穩(wěn)定符合要求。4、地基承載力驗算Ni=(Gyc+y^iEy-W)cosa0+yQ1Exsina0=(165.81x1.0+1.0x4.308)cos11.31°+1.0x60.85sin11.31°=180.81kN_GZ0+EyZx-ExZy_165.Slxl.572+4.308x4.08-71.341x1.777165.81+4.308-0.89=1.02eG+Ey r = 一一_ =u.89m165.81+4.308-0.89=1.02eG+Ey由于|e|步則：a產(chǎn)二135438kpa<400kpaa2=03(j-e0)即符合地基承載力。5、墻身界面強度驗算取1-1截面如上圖所示：(1)截面壓應(yīng)力驗算：取截面1-1為驗算截面。由上知道主動土壓力E的豎向分力E,為4.308kpa,水平分力氏為71.341kpao該截面以上的重力為G為140.67kg,則WF1406.7kNo則偏心距為：_BX_G1ZG+EyZy-ExZx_1.2_140.67x1.7+4.308x2.067-71.