挡土墙的设计

1、路基路面工程课程设计任务书一、课程设计题目1、挡土墙设计二、课程设计资料1、挡土墙设计资料与要求北京某山区二级公路，在 K2+194 K2+332段为山坡线，该路堤因有相距很近的另一条公路而需设重力式挡土墙，地层为碎石土，路堤边坡为1: 1.5，车道宽7米，横坡为1.5%，路肩宽0.75米，横坡为2.5%，地基容许承载力为 490.5Kpa，基底摩擦系数f为0.42，e=B/6，墙背填料容重19.47 KN/mi，内 摩擦角为40°，墙体材料为浆砌片石。丫 =21.6KN/m3，设计荷载：公路一U级。 地表横断面资料如下：左侧桩号右侧+1.2 +1.0 +2.1K2+217.8-1.

2、7 -0.56.7 0.7 9.84.0 112.31.8 2.8 0.4K2+243.7-1.1 -2.1 -1.78.0 0.0 6.0 1.04.0 0.05.06.9K2+247.1-6.6 -1.2 -1.81511.8 0.6 5.06.1K2+271.6-6.3 -0.6 -2.715160.05.03K2+296.1-0.7 -2.1 -2.5102.0 2.0 4.04.1 1.7 1.5 1.7K2+311.67.0 4.0 1.0 5.015纵断面资料桩号K2+217.8K2+243.7K2+247.1K2+271.6K2+296.1K2+311.6地面咼36.0038.

3、4639.6742.0038.1435.44基顶咼41.3541.4841.5041.6241.7441.82挖填情况T5.35T3.02T1.83W0.38T3.6T6.38三、设计内容及要求1、计算书内容与要求设计计算书的原理清楚，说明简要、准确、步骤清晰、流畅，书写工整,图文并茂。挡土墙设计计算书（1份）2、图纸内容与要求挡土墙纵断面图、横断面图。图纸要用计算机绘制，图面干净。四、设计依据与主要参考资料1、路基路面工程2、公路设计手册路基路基路面工程课程设计指导书土木与交通学院道桥教研室路基路面工程课程设计指导书一、挡土墙设计步骤1、在路基横断面上确定挡土墙的类型与位置1）挡土墙类型（重

4、力式、墙背形式：俯斜形）2）挡土墙位置（路肩式挡土墙（1、3班）或路堤挡土墙（2、4班）3）自行拟定挡土墙尺寸（墙身尺寸：墙顶宽度、墙背坡度、墙面坡度； 基础尺寸：一般形式、基础埋置深度），符合有关规定结果：根据横断面资料和纵断面资料绘制横断面设计图。2、挡土墙稳定性验算（对最大墙高断面）1）主要力系：设计荷载换算成土柱高、主动土压力、墙体重力、基底 摩擦力2）附加力系：不计3）抗滑性验算4）抗倾覆稳定性验算5）基底应力及合力偏心距验算6）墙身截面前度验算结果：给出挡土墙的正确尺寸、具体计算书3、利用横断面数据展出墙趾纵断图并进行纵断面设计1）设置附属设施：泄水孔、沉降缝、伸缩缝2）路基中心线

5、、墙顶线、墙面与地面交线、墙踵线、墙趾线结果：绘制纵断面设计图第一部分挡土墙设计、设计资料1、挡土墙设计资料与要求北京某山区二级公路，在 K2+217.8K2+311.6段为山坡线，该路堤因有相距很近的另一条公路而需设重力式挡土墙，地层为碎石 土，路堤边坡为1: 1.5,车道宽7米，横坡为1.5%，路肩宽0.75米, 横坡为2.5%，地基容许承载力为490.5Kpa,基底摩擦系数f为0.42, e=B/6，墙背填料容重19.47 KN/m3，内摩擦角为40°，墙体材料 为浆砌片石。丫 =21.6KN/m3，设计荷载：公路一H级。二、墙身尺寸确定与设计1、挡土墙的位置及类型在路基横断面

6、上确定了挡土墙的类型为路肩重力式挡土墙，墙背俯斜，位置及各数值如图所示。2、需设挡土墙路段根据设计要求，在K2+217.8K2+311.6段设路肩重力式挡土墙。3、拟定挡土墙尺寸路基横断面图分别绘出了K2+217.8、K2+243.7、K2+247.1、K2+271.6、K2+296.1、K2+311.6桩号的挡土墙断面，尺寸如图所示。由图可知，K2+271.6桩号处的挡土墙断面面积最大，受力最不利， 下面就验算此处的挡土墙。4、挡土墙稳定性验算(1)主要力系计算设计荷载(公路H级)附加荷载强度q墙咼(m)q (Kpa)墙咼(m)q (Kpa)H< 2.020.0H> 10.010

7、.0注：墙高在2-10m之间时，附加荷载强度用直线内插法计算;作用于栏杆扶手上的竖向力采用1 KN/m因为 H=9.141m,所以 q=11.09Kpa已知=11.09KN /m3计算可得均布土层厚度：假设破裂角交于荷载中部已知：a=1, b =1.5，d=0.75, H =9.141,： =15°,、 =20°，=40°验核破裂面位置：路堤破裂面距路基内侧水平距离：因为 7+0.75=7.75 则 0<6.048<7.75所以破裂面交于荷载内，假设成立(2) 主动土压力系数K和、1(3) 求主动土压力上a及土压力的作用点3 稳定性验算一般情况下，挡土

8、墙的抗倾覆稳定性较容易满足，墙身断面尺寸主要由抗滑稳定性和基底承载力来控制，故选择基底倾斜。=0(1) 计算墙身重G及力臂(取墙长1m计)b=2.3B=4.69=21.6<N/m3B _( b _ h tan CZ )h x HG = A 二一 (HBtan ： o) (dH tan ： ) (HBtan ：。)一 tan :2 20.5 B Bta n：°14 69 (2 3 _9 14V<0 27)=9.141(2.3-9.141 0.27) (9.141 -4.69 0)0.5 9.14129.141 0.270.5 4.69 4.69 0 21.6 1 =12.1

9、7 21.6 1 =262.87由力矩平衡原理可得：(2) 抗滑稳定性验算因为213.66>212.99 则满足抗滑稳定性的要求。(3) 抗倾覆稳定性验算0.9GZgQi(EyZx -ExZy) .00.9GZgQ1(EyZx-ExZy) =0.9 262.87 9.623 1.4 (170.14 3.875-212.99 3.02)=2305.09 0则满足抗倾覆稳定性的要求4 基底应力与偏心距验算偏心荷载作用时'作用于基底的合力偏心距：e气“Zn'、My-7 Mo GZg EyZx-ExZy 262.87 9.623 170.14 3.875-212.99 3.02U

10、N- G +Ey-262.87+170.14= 5.891e B-Zn=0.5 4.5-5.89 一3.642因为B/6=0.75所以1e1<B/6,则满足基底合力偏心力的要求 基底应力验算 当基底有倾斜时：地基承载力抗力值: 其中:验算通过，所拟尺寸合理，可以使用（8）墙身截面强度验算取墙身墙底截面进行强身截面强度验算强度计算，要求：b为轴向力偏心影响系数，eo =6按每延米长计算：式中：Nj 设计轴向力（KN）;丫0结构重要性系数，取1.05 ;NQ主动土压力引起的轴向力 KNW ci 荷载组合系数，取1.0 ;NG-恒载引起的轴向力（KN）NQ（i=26），被动土压力、水浮力、静水

11、压力、动水压力、地震力引起 的轴向力（KN ;丫 Qi (i=16),以上各种轴向力的分项系数；丫 k抗力分项系数，取2.31a k轴向力偏心影响系数。Rk-材料极限抗压强度，取1200Kpa。AR所以 Nj J460.271KN ：仝 k =2092.343KNJ 故强度满足要求。(9) 稳定验算H因为：9.141/4.69 =1.94B墙为矮墙，取5 =1，即满足稳定要求(10) 正截面直接受剪时计算AjRj/ K fjmN4.6 490.5/ 2.31 0.42 644.112 =1247.280 KN 0225.847 KN 所以，满足受剪要求。(11) 设计挡土墙的排水措施墙身排水：设置直径为10cm的泄水孔，泄水孔向墙外倾斜 5%间距2.5m， 上