五种常见挡土墙的设计计算实例.docx

《五种常见挡土墙的设计计算实例.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《五种常见挡土墙的设计计算实例.docx（9页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、五种常见挡土墙的设计计算实例 挡土墙设计实例 挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。 根据挡土墙的设置位置不同，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。 本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。 1、重

2、力式挡土墙 - 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 6.500(m) 墙顶宽: 0.660(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)

3、墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地

4、面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) = 组合1（仅取一种组合计算） = 组合系数: 1.000 1. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.000 3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.000 4. 填土侧压力分项系数 = 1.000 5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 = 土压力计算 计算高度为 7.309(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 28.320(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 28.320(度) Ea=244.312 Ex

5、=214.072 Ey=117.736(kN) 作用点高度 Zy=2.627(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在墙身截面积 = 15.518(m2) 重量 = 356.925 kN (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基底倾斜角度 = 11.310 (度) Wn = 349.993(kN) En = 157.432(kN) Wt = 69.999(kN) Et = 186.825(kN) 滑移力= 116.827(kN) 抗滑力= 253.713(kN) 滑移验算满足: Kc = 2.172

6、1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 164.582(kN) 0.0 地基土摩擦系数 = 0.500 地基土层水平向: 滑移力= 214.072(kN) 抗滑力= 252.070(kN) 地基土层水平向: 滑移验算不满足: Kc2 = 1.177 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 649.592(kN-m) 0.0 (三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距 作用于基础底的总竖向力 = 507.426(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=805.628(kN-m) 基础底面

7、宽度 B = 4.127 (m) 偏心距 e = 0.476(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.588(m) 基底压应力: 趾部=208.008 踵部=37.896(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 208.008 / 37.896 = 5.489 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.476 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 353.905(kN) 0.0 地基土摩擦系数 = 0.500 地基土层水平向: 滑移力= 261.979(kN) 抗滑力= 396.867(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.515

8、1.300 (二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 2.308 (m) 相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 4.117 (m) 相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 7.665 (m) 相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 3.807 (m) 相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 2.337 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 943.130(kN-m) 抗倾覆力矩= 2066.104(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 2.191 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 793.025(kN-m) 0.0 (三) 地基应力及

9、偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距 作用于基础底的总竖向力 = 811.494(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1122.975(kN-m) 基础底面宽度 B = 3.275 (m) 偏心距 e = 0.254(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.384(m) 基底压应力: 趾部=362.948 踵部=132.600(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 362.948 / 132.600 = 2.737 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.254 0.250*1.850 = 0.463(m) 截面上压应力

10、: 面坡=211.665 背坡=-92.134(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 211.665 80.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= 9.674 = 80.000(kPa) 斜截面剪应力检算 斜剪应力验算满足: 计算值= 41.598 = 80.000(kPa) 极限状态法: 重要性系数0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 110.566(kN) 轴心力偏心影响系数醟= 0.233 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.850(m2) 材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310 偏

11、心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.981 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 110.566 = 298.521(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 110.566 = 292.889(kN) (六) 墙底截面强度验算 验算截面以上，墙身截面积 = 24.226(m2) 重量 = 557.198 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.313 (m) 容许应力法: 法向应力检算: 作用于截面总竖向力 = 750.498(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1106.215(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.474(m) 截面

12、宽度 B = 3.340 (m) 偏心距 e1 = 0.196(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.196 = 0.250*3.340 = 0.835(m) 截面上压应力: 面坡=303.826 背坡=145.574(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 303.826 = 800.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -11.443 = 80.000(kPa) 极限状态法: 重要性系数0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 750.498(kN) 轴心力偏心影响系数醟= 0.960 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.340(m2) 材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.968 计算强度时: