挡土墙课程设计

挡土墙课程设计

目录TOC\o"1-4"\h\z\u一、挡土墙的用途 3二、荷载计算 4三、挡土墙稳定性验算 7四、基地应力及合力偏心距验算 7五、墙身截面强度验算： 8六、墙身排水、沉降缝、伸缩缝和变形缝的设置 9

挡土墙设计计算一、挡土墙的用途挡土墙定义：用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。按照设置位置，挡土墙可分为：路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等类型。1.作用：1）路肩墙或路堤墙：设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的既有重要建筑物。2）滨河及水库路堤挡土墙：在傍水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和浸蚀，也是减少压缩河床或少占库容的有效措施。3）路堑挡土墙设置在堑坡底部，用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡，同时可减少挖方数量，降低边坡高度。4）山坡挡土墙设在堑坡上部，用于支挡山坡上可能坍滑的覆盖层，兼有拦石作用。二、荷载计算(一)、车辆荷载换算采用浆砌片石重力式路堤墙，墙高米，填土髙4米，填土边坡1：，墙背俯斜，1：（α=19°），墙身分段长度15米。按墙高确定的附加荷载强度进行换算附加荷载强度q墙高H（m）q(kPa)≤20≥10注：H=～时，q由线性内插法确定.墙高米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q＝m²。(二)、土压力计算其中：作用在挡土墙上的力系挡土墙设计关键是确定作用于挡土墙上的力系，其中主要是确定土压力。作用在挡土墙上的力系，按力的作用性质分为主要力系、附加力和特殊力。主要力系是经常作用于挡土墙的各种力，它包括：1．挡土墙自重G及位于墙上的衡载；2．墙后土体的主动土压力Ea(包括作用在墙后填料破裂棱体上的荷载，简称超载);3．基底的法向反力N及摩擦力T；4．墙前土体的被动土压力Ep.基挡土墙因路基形式和荷载分布的不同，土压力有多种计算图式.以路堤挡土墙为例，按破裂面交于路基面的位置不同，可分为5种图示：破裂面交于内边坡，破裂面交于荷载的内侧、中部和外侧，以及破裂面交于外边坡。破裂棱体位置确定：a=4m,d=,H=8m,α=19º破裂角θ的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：Ψ=φ+α+δ=38º+19º+19º=76ºA0=(a+H+2h0)(a+H)=×(4+8+2××(4+8)==×4×6+(6+×-×8×(8+2×4+2×tanα主要计算公式为：，，主要计算公式为：，，，，，,,,=根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：tanθ=-tanΨ=-tan76º=tanθ=(负值舍去)取：θ=28º27´验算破裂面是否交于荷载范围内：堤顶破裂面距墙踵（H+a）tanθ+Htanα-(b+d)=荷载内边缘距墙踵d=m荷载外边缘距墙踵d+l0=8m因<<8,故破裂面交于荷载内，所以假设符合。主动土压力计算主动土压力系数K=+=×===m==h4=H-h1-h3=8--=K1=1+==1+++=主动土压力EE=γH2KK1=××82××=KN/mEx=Ecos(α+δ)=×cos(19º+19º)=mEy=Esin(α+δ)=×sin(19º+19º)=KN/m土压力作用点位置ZyZy====m三、挡土墙稳定性验算墙顶宽B1=,基底倾角α0=7º埋深h'=1m。1、挡土墙自重GG==22×=646KN/m由挡土墙图形可求得ZG=m2、抗滑稳定性验算：为了保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力，一般有：（+γQ1Ey）μ+α0≥γQ1Ex,(γQ1=,μ=（+γQ1Ey）μ+α0=×+××+׺=kN/m≥γQ1Ex=×=kN/m所以，满足抗滑稳定性要求。3、抗倾覆稳定性验算：为了保证挡土墙抗倾覆稳定性，须验算它抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力，有：+γQ1(EyZx-ExZy)>0=××+×[××+=2041kN/m>0所以，满足抗倾覆稳定性要求。四、基地应力及合力偏心距验算基础地面的压应力轴心荷载作用时基底平均压应力p基底有倾斜：N1=(GγG+γQ1Ey-W)cosα0+γQ1Exsinα0(γG=,γQ1==(×+×-0)×cos7º+׺=+=kN2）偏心荷载作用时作用于基地的合力偏心距e为-=-=-===因为：，所以：2基底合力偏心距e=m<B/6=m,满足基底容许偏心距要求.3.地基承载力抗力值（1）地基承载力抗力值的规定=278（2）轴向荷载作用时，满足要求。（3）偏心荷载作用，满足要求。五、墙身截面强度验算：因为墙面为俯墙，截面的最大应力可能出现在墙高处或者加宽墙趾处，若墙高处和者加宽墙趾处截面强度满足要求，墙身截面应力也能满足墙身材料的要求，现将墙高处和加宽墙趾处截面强度验算如下：强度计算：按每延米墙长计算：因为：e0=m<m满足圬工结构容许偏心距要求=墙高处：=×[×+×]=×+=320，满足要求。六、墙身排水、沉降缝、伸缩缝和变形缝的设置沉降缝与伸缩缝这两种缝，一般合并设置在一起，统称为沉降伸缩缝。沿路线方向每隔15m设置一道。对于岩石地基，其间距（即分段长）可以适当增大。沉降伸缩缝的缝宽一般为2~3cm。浆砌挡土墙的沉降伸缩缝内可用胶泥填塞；但在渗水量大，填料易流失或冻害严重的地区，宜用沥青麻筋、沥青竹绒或沥青木板等弹性材料，沿墙内、外顶三边填塞，深度不宜小于0.15m；当为路堑墙或墙背填料为填石且冻害不严重时，可仅留空缝，不嵌填料。本设计采用如下构造：(1)为防止地表水渗入墙背填料或地基，因此设立地面排水沟。排水沟的横断面为矩形，底宽为,沟深为，边坡坡度为10%，沟底纵坡为1%。(2)为了迅速排除墙后积水，通常在非干砌的挡土墙身的适当高度处设置3排排水孔。排水孔采用的直径为10cm圆孔。上下交错设置，间距为2m。(3)泄水孔的进水侧设反滤层，一共三层，第一层,第二层，第三层，总厚度为。最下排泄水孔的底部，应设置隔