重力式挡土墙

重力式挡土墙一、设计资料（-）1＞设计路线k58+070——k58+130,傍山路线，设计高程均为1654.50,山坡为砾石地层，附近有开挖石方路堑的石灰岩片石供作挡土墙材料。2、设计路段为直线段。3、山坡基础为中密砾石土，摩阻系数f=0・4,基本载力（o）=520千帕。填土边坡为Xm=l:1.5,路基宽度为7.0米。4、 墙背填料为就地开挖砾石土，容重为y=18.6千牛/立方米,计算内摩擦角＜t＞=35°o5、 墙体用50号砂浆砌片石，容重为y=22.5千牛/立方米，容许压应力（。）=2450千帕，容许剪应力（C=862.4千帕，外摩擦阻角5=<|)/2=17.50 。6、设计荷载用汽车——15,验算荷载用挂车——807、稳定系数：滑动稳定系数[kc]=1.3,[k0]=1.5o（二）拟在某地区一级公路修建一座重力式挡土墙，墙高H=6m,挡土墙面坡1:0.25,基底倾斜度正切值为0.2o墙身和基础均采用MU50片石；基础顶面（墙身底面）距天然地面0.6m,墙身和基础砌体重度圧17千牛/立方米，墙后回填砂类土，填料重度¥2=15千牛/立方米，基础持力层为密实类砂类土，重度（无地下水）y3=22.5千牛/米，地基承载力设计值f=400kPa,墙后填土内摩擦角为0=25°,回填土与墙背摩擦角6=4)/2=12.5°,基底与地基土之间摩擦系数为0.4,地基土内摩擦系数为0.8,墙身与基础砌体之间的摩擦系数为0.7•计算荷载为公路一级。二、确定计算参数设计挡土墙高度H=6m,墙上填土高a=2m,边坡为墙背仰斜坡度l：0.25o初步拟定结构如下：墙背填土计算内摩擦角:0=25。填土与墙背间的摩擦角：6=|=12.50o墙背与竖直平面的夹角：a=-14.036°,墙背填土容重y=18.6KN/m,有设计资料知：II级公路设计荷载为汽车——15,验算荷载用挂车——80o

三、车辆荷载换算(1)当不计车辆荷载作用时h°=Om则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则:Ao则: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则：6二tan10.925=42.77计车辆荷载作用破裂面距墙踵：Htana+b+d=5m荷载外缘距墙踵：Htana+b+d+bo=6xO.25+3+7=11.5m则由上得5<7.4<11.5 易知破裂面交与荷载内。(2)换算土层厚度由车辆荷查资料可知：二级公路基本相当于汽车20级车辆荷载,载布置图可知汽车——20级时:由车辆荷Lo=3+1.4+7+1.4=12.8m则挡土墙的计算长L二Lo+(H+2a)tan30°=18.57m因为L=18.75m>15m,则挡土墙的计算长度取15m由于在不加荷载时破裂棱体宽度为2.9m路肩宽0.5m路肩宽0.5m查资料得取车辆荷iEQ丈x550=275kN2换算土层厚度：h尸换算土层厚度：h尸275rBL18.6x2.9xl5=0.34m考虑车辆荷载作用的土压力计算K计入h。求破裂棱体的宽度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则：0=46.12°考虑车辆荷载后的破裂棱体宽度值为:B=(H+a)xtan0+Htana-b=3.82易知破裂面位于荷载中。2、计算主动土压力及其作用位置主动土压力系数:巳舗7（向°+囱°=0・1222hi= tailhi= tail0+taila0.5l.(M-0.25=0.633mb—ataii0h3= taila+taii03-2x1.041.04-0.25=1.165mFh二H-h厂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厂h尸4.202m(T)+Zholq_1+衣2只(]_1165)十2x034x4.202二]H2 6 ' 2x6f 62主动土压力：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、设计挡土墙截面1、初拟墙顶面宽度b!=l.2m；通过取一米计算检验强顶宽h是否满足使用要求。G产(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各部分墙重对墙趾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挡土墙横截面图如下:22、抗滑动稳定性验算1,21,2K二[(N+Ex+Ep)K二[(N+Ex+Ep)taiiaoln+EpEx_Ntanao=1.90>[Kc]=1.3则抗滑稳定性符合要求。3、抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定系数:则抗滑稳定性符合要求。3、抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定系数:因为：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罗572号学4.08立劝阳二[g]ExZ；71.341x1.777则抗倾覆稳定符合要求。4、地基承载力验算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|步则：a产二135438kpa<400kpaa2=03(j-e0)即符合地基承载力。5、墙身界面强度验算取1-1截面如上图所示：(1)截面压应力验算：取截面1-1为验算截面。由上知道主动土压力E的竖向分力E,为4.308kpa,水平分力氏为71.341kpao该截面以上的重力为G为140.67kg,则WF1406.7kNo则偏心距为：_BX_G1ZG+EyZy-ExZx_1.2_140.67x1.7+4.308x2.067-71.