鱼庙路站与果园港连接通道工程支挡结构计算书

鱼庙路站与果园港连接通道工程支挡结构计算书设计条件工程概况本项目坐落于鱼复新城，东侧紧邻绕城高速鱼嘴隧道，南侧为现状疏港大道，北侧为和顺路。1）工程名称：鱼庙路站与果园港连接通道工程2）工程地点：3）建设范围：轨道四号线二期鱼庙路站与果园港连接通道工程以鱼庙路站2A出入口处为起点，全长约718.733米的人行步道，连接至疏港大道。其中主线全长618.733m（K0+000~618.733），辅线全长100m（BK0+000~BK0+100），道路总宽度3.5m，净宽3.0m。3）建设内容：土石方工程、人行步道道路工程、结构工程、照明工程等。根据场地的地形、地貌、地质等现状条件，本项目共设置3段挡墙；即（K0+070~K0+185段）左侧1#仰斜式锚杆挡墙，（K0+185~K0+268段）左侧2#仰斜式式挡墙，（K0+094~K0+263.5段）右侧设置半重力式挡墙；（K0+070~K0+185段）左侧1#仰斜式锚杆挡墙：位于K0+070~K0+185段段道路左侧，挡墙形式采用仰斜式+锚杆支护，结合现状情况及地勘资料，该段位于现状斜坡上，坡度较陡，为了减小对现状边坡的大开大挖，拟建道路采用半填半挖形式，道路左侧采用仰斜式挡墙+锚杆进行支护，挡墙长度119m，均高4m。锚杆采用直径25mm钢筋，间距1.5x1.0m，锚杆自由段长度3.0m，锚入中风化长度5.0m。（K0+185~K0+268段）左侧2#仰斜式挡墙：位于K0+185~K0+268段道路左侧存在局部开挖，为了减小对现状边坡的大开大挖，该段设置仰斜式挡墙进行支挡，挡墙长度81m，均高4m。（K0+094~K0+263.5段）右侧半重力式挡墙：位于K0+095~K0+263.5段道路右侧，为了保证路基右侧填方区稳定，该段道路右侧设置半重力式挡墙，挡墙长度179.2m，均高4m。计算依据1）《工程建设标准强制性条文》2）《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）3）《城镇道路工程技术标准》（征求意见稿）4）《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）5）《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015版）6）《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）7）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）8)《建筑边坡工程技术规范》（BG50330-2013）9）《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029-2004）10）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）11）国家及行业现行有关规范、标准、规程和规定等12)《轨道四号线鱼庙路站连接道工程工程地质勘察报告》重庆北江岩土工程勘察设计有限公司（2022.10）技术标准（1）结构设计使用年限：50年（2）地震设防标准：根据《建筑抗震设计规范》(GB50011－2016)及根据中国地震动峰值加速度区划图(1/400万)GB18306-2015，拟建场地抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震动峰值加速度0.05g。（3）设计荷载人群荷载3.5KN/㎡，边坡地面人群及绿化使用荷载10KPa。（4）边坡安全等级：一级（5）边坡防护工程设计安全系数：1.35（6）边坡重要性系数：1.1场地工程地质条件地形地貌拟建道路位于重庆市江北区福港大道附近、邻近果园港，自重庆主城上G50高速至鱼嘴互通立交下道，沿福港大道行进约11km即可到达场地，交通方便。场地地形为一丘坡，顺丘坡发育一冲沟，拟建道路即沿冲沟两侧展布，整体北西高、南东低（起点高终点低），地形起伏较大，地形坡角一般5～30°，局部基岩陡坎可达50～70°。地面高程230.94～279.72m，相对高差48.78m。拟建工程场地地貌总体属剥蚀丘陵地貌。气象、水文2.2.1气象：勘查区属亚热带湿润季风气候，具有春早、夏长、秋短、冬迟，四季分明，气温高，热量丰富，无霜期长，雨量充沛，冰雪少，风力小，湿度大，云雾多，日照少的特点。据气象站1935～2006年资料统计，多年平均气温18.3℃，夏季日极端最高气温43℃，冬季极端最低气温-3.1℃。多年平均降雨量为1107.01mm，大于1000mm的降雨量的年份占70%，最大降雨量为1544.8mm（1968年），最小降雨量740.1mm（1961年）。降水全年分布不均，春季为280.1mm，夏季为494.0mm，秋季为270.6mm，冬季为57.0mm。大于50mm的降水日数，平均每年2～3天，日最大降雨量可达450.5mm。区内气候适宜全年施工。2.2.2水文：拟建范围内未见池塘、湖泊、水库等大型地表水体；场地发育一北东-南西向季节性冲沟，纵坡陡，达约18.5%。根据调查访问，冲沟主要排泄冲沟两侧丘坡受降雨形成的山水，旱季时沟内无水。由于纵坡陡，冲沟没有单一的洪水位标高，调查洪痕得知山洪水深约0.5m；冲沟汇水面积约2.1km2。修筑完成后道路位处冲沟两侧，雨季时地表水丰富，山体汇水面积大，山体汇集的地表水会沿着冲沟或斜坡坡面冲泄而下，其流速快、冲击力较大。因此，在道路施工过程中，可能会出现渗水、积水、冲刷等不良现象，此外，积水过多可能还会诱发塌方等地质性灾害，进而破坏公路路基，路面及其他公路设施，给工程施工及后期运营带来安全隐患，甚至影响工程质量，对此应作好相应的截水、隔水及排水措施。地质构造拟建场地位于大盛场向斜南东翼，临近区域无断层构造发育。岩层呈单斜产出，产状为315°∠22°,层面结合很差，属软弱结构面。场内及邻近未发现断层。在场内及邻近岩体中可见两组构造裂隙：裂隙①产状165º∠64º，裂面平直，微张，无充填，结合很差，属软弱结构面；间距0.40～1.50m，延伸长1.00～3.10m；裂隙②产状92º∠60º，裂面平直，微张，无充填，结合很差，为软弱结构面。间距0.5～1.8m，延伸长1.2～2.8m。地层岩性据钻探揭露，场地上覆土层有第四系全新统人工填土（Q4ml）、粉质粘土（Q4el+dl），下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）砂岩、泥岩。现由上至下分述：2.4.1第四系全新统（Q4）素填土（Q4ml）：杂色。主要由泥岩、砂岩碎块石、角砾、粉质粘土等组成。砂质泥岩、砂岩碎块石粒径一般约20～350mm，地表可见最大块径约500mm；碎石含量约25%～45%,均匀性差，粉粘含量约55%～55%，可塑状。稍湿～饱和，松散。系整平场地时人工无序抛填，堆填时间不均匀，部分为新近回填。分布于K0+360～K0+626.120（终点），为场地次要土层。未被污染。本次勘察钻探揭露最大厚度23.50m（ZY30）。2粉质粘土（Q4el+dl）：褐色，呈可塑状态，无摇震反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。本次勘察揭露最大厚度1.80m（ZY2）。除路段K0+360～K0+626.120（终点）外，整个场地均有分布，为场地主要土层。～～～～～～不～～～整～～～合～～～～～～2.4.2侏罗系中统沙溪庙组（J2s）1泥岩（J2s-Ms）：紫红色。主要由粘土矿物组成。含砂质较重，局部含灰绿色砂质条带或砂岩夹层。泥质结构，中～厚层状构造，为场地主要岩性，整个场地除中段部分，其余均有分布。本次勘察揭露最大铅直厚度20.40m(ZY32)。2砂岩（J2s-Ss）：灰色～灰白色。矿物成分由石英、长石等组成。局部含泥质较重或薄层泥岩。中～粗粒结构，钙质胶结，中～厚层状构造。主要于K0+100、K0+320处有零星分布，本次勘察揭露最大铅直厚度4.5m(ZY1)。基面顶面及基岩风化带特征拟建场地内，基岩埋深0.30～25.33m（ZY31），基岩面倾角一般10～25°，局部达40°。据钻探揭露的实际情况，将基岩划分为强风化带及中等风化带。2.5.1强风化带：岩芯破碎，呈碎块状、短柱状，质软，泥岩手折易断，砂岩手易捏成砂，岩体破碎。其厚度小、变化较大，本次钻探揭露厚度0.20（ZY31）～3.8m（ZY32）。2.5.2中等风化带：岩芯较完整，主要呈短柱状、柱状，少量碎块状，岩芯节长一般0.30～0.35m，属较完整岩体。揭露最大铅直厚度16.60m（ZY32）。具体各岩土层分布情况详见剖面图、柱状图。水文地质条件拟建场地场地地貌总体上属剥蚀浅丘斜坡沟谷地貌，地形总体西高东低，有利于地表及地下水沿地面及基岩面排泄汇入场地最低点，场地上覆人工填土，属透水层，下伏基岩主要为泥岩，属隔水层，砂岩属含水层。拟建场地地下水贫乏，地下水补给条件差，补给水源少，渗透性弱，水文地质条件复杂程度分类为简单。2.6.1地表水拟建场地大部为原始地貌，拟建道路位于丘坡，本次勘察时，未见地表水发育，拟建场地内现状地表水较贫乏。场地发育一北东-南西向季节性冲沟，纵坡陡，达约18.5%。根据调查访问，冲沟主要排泄冲沟两侧丘坡受降雨形成的山水，旱季时沟内无水。由于纵坡陡，冲沟没有单一的洪水位标高，调查洪痕得知山洪水深约0.5m；冲沟汇水面积约2.1km2。修筑完成后道路位处冲沟两侧，雨季时地表水丰富，山体汇水面积大，山体汇集的地表水会沿着冲沟或斜坡坡面冲泄而下，其流速快、冲击力较大。因此，在道路施工过程中，可能会出现渗水、积水、冲刷等不良现象，此外，积水过多可能还会诱发塌方等地质性灾害，进而破坏公路路基，路面及其他公路设施，给工程施工及后期运营带来安全隐患，甚至影响工程质量，对此应作好相应的截水、隔水及排水措施。2.6.2地下水1.地下水类型根据分析，地下水主要接受大气降水补给，在雨季大气降水直接汇入场地，场地上覆零星填土呈松散状，为强透水层；粉质粘土属相对隔水层（弱透水层），富水性差，下伏泥岩属隔水层，砂岩为含水层，但其含水性受裂隙发育程度、充填情况控制。地下水类型主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水。在雨季，场地内原始地形低洼、近邻冲沟和土层厚度大的地段，可能存在较丰富的地下水，但其排泄快。未来基础施工时应考虑地下水对施工的影响。2.孔隙水孔隙水分布于场地素填土中。素填土结构松散松散，孔隙度大，不易蓄存水分。粘性土呈可塑状，土层透水性弱，属弱含水层。水量受大气降雨的补给，水量受呈现旱季少雨季多的特征，但多为短时性地下水。根据地区经验，填土渗透系数12.004m/d，属强透水层。3.裂隙水赋存于基岩裂隙中，主要埋藏在基岩裂隙中，工程区未见泉水出露。根据地区经验，砂质泥岩渗透系数为0.008m/d，属微透水层；砂岩渗透系数为0.08m/d，属弱透水层。4.补迳排条件场地周边地表封闭较差，场地周边的大气降水易下渗汇集于场区内形成地下水，补给各含水层。裸露型地层其地下水主要接受地表水。人工排水及大气降水形式的渗入补给，浅部地层成为其地下水补给通道，一部分顺坡流排泄，一部分沿风化裂隙潜入地下，再从地势低洼处，以泉井形态流出地表。场区内地下水的运移受地层岩性、构造、地形切割的控制，松散层孔隙水与裂隙水的水力相通。场区地下水补给、排泄条件较好，地下水流量受大气降水的严格控制，雨季水大，枯季水小或断流。场区内地下水具有补给条件单一、短途径流、就近排泄、无一定的方向性的特点。水、土腐蚀性评价2.7.1水腐蚀性评价场地及周边无污染源，根据《岩土工程勘察规范》GB50021—2001（2009年版）第12.2节判定沟谷内为Ⅱ类环境、斜坡为Ⅲ类环境，地下水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。2.7.2土腐蚀性评价由于场地及周边无污染源，按《岩土工程勘察规范》GB50021—2001（2009年版）第12.1.1条规定精神，本次勘察未采集土试验样进行腐蚀性分析，根据经验直接判定场地内土对混凝土结构具有微腐蚀性，土对钢筋混凝土结构中钢筋和钢结构具有微腐蚀性。不良地质现象根据现场地质调查及钻探揭露，场地及邻近未发现滑坡、危岩崩塌、泥石流等不良地质现象。本次勘察未发现埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物。岩土参数建议值工程设计岩土参数推荐取值详见下表4.6-1所示：表3.3岩土设计参数建议取值项目岩土名称重度(kN/m3)岩石单轴抗压强度标准值(MPa)地基承载力特征值fa(kPa)抗剪强度指标岩体抗拉强度(kPa)天然饱和c（kPa）φ（°）松散素填土21.0*（天然）22.0*（饱和）＼＼80*（压实系数0.94）5*（天然）3*（饱和）27*（天然）23*（饱和）可塑粉质粘土19.8*（天然）20.3*（饱和）＼＼150*23.6*（天然）15.6*（饱和）14.3*（天然）11.3*（饱和）＼强风化泥岩24.1*＼＼300*＼＼＼强风化砂岩24.0*＼＼400*＼＼＼中等风化泥岩25.14.412.831600162.4529.42117中等风化砂岩24.36*21.8*15.5*5626*1157*35.91*452*结构面裂隙①＼＼＼＼3014＼裂隙②＼＼＼＼3014＼层面＼＼＼＼2012＼土岩界面20*（天然）13*（饱和）12*（天然）9*（饱和）备注：带“*”号的数值为经验值续表3.3岩土设计参数建议取值基底摩擦系数岩石与锚固体M30砂浆极限粘结强度标准值：弹性模量变形模量泊松比kPaMpaMpa（松散）******/60*/300*支挡结构计算仰斜式挡墙计算（19-19剖面）（1）剩余下滑力计算最不利断面为19-19’剖面。选19-19’剖面计算整体稳定性计算，计算过程和简图见下表，满足安全系数1.35的下滑力为162.55KN。（2）锚杆计算由《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）9.2.5公式计算e’ah，结果如下：e’ah=162.55/0.875H=46.44kN/m2;锚杆间距为1.5mx1.0m，因此单根锚杆水平拉力为46.44*1.5*1.0=69.66KN/m；锚杆轴向拉力设计值（按GB50330-2013第8.2.1式计算）：Nak=Htk/cosαNak——锚杆的轴向拉力设计值，kN；Htk——锚杆的水平拉力设计值，kN；α——锚杆倾角，度，本次取15°；锚杆钢筋面积（按GB50330-2013第8.2.2.1式计算）：As——锚杆钢筋截面积，m2fy——锚筋抗拉强度设计值，HRB400钢筋360N/mm2；Kb——锚杆杆体抗拉安全系数，一级边坡取2.2。锚固段长度（按GB50330-2013第8.2.3式、8.2.4式计算）：La——锚固段长度，m；D——锚固体直径，m；frbk——地层与锚固体粘结强度特征值，中风化砂质泥岩400kpa；K——锚杆锚固体抗拔安全系数，对永久性锚杆取2.6。La——锚固段长度，m；d——锚筋直径，m；n——钢筋根数，根；fb——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值；钢筋结果见下表：表5.1-2锚杆钢筋面积计算表计算断面Htka（°）NakKbfy计算As实配钢筋19-19’剖69.661572.112.2360440.71Φ25HRB400钢筋锚固长度结果见下表：表5.1-3锚杆锚固长度计算表计算断面NakKD（m）实配钢筋frbkfbla1（m）la2（m）实配锚固长度（m）2-2’剖72.112.60.0751Φ25HRB400钢筋30020402.6541.175由此可知，锚杆满足稳定性要求。对本段边坡采用仰斜式锚杆挡墙支挡的方案，锚杆采用1根直径25HRB400钢筋，嵌入中风化基岩的锚固长度不得小于5m，锚杆间距1.5m*1.0m。（2）重力式抗滑挡土墙验算重力式抗滑挡土墙验算计算项目：重力式抗滑挡土墙1------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:墙身高:4.000(m)墙顶宽:1.600(m)面坡倾斜坡度:1:0.150背坡倾斜坡度:1:-0.150采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.400(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:0.150:1物理参数:圬工砌体容重:23.000(kN/m3)墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力:150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)圬工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0.500场地环境:一般地区墙后填土内摩擦角:35.000(度)墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)墙后填土容重:20.300(kN/m3)地基土容重:24.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力:500.000(kPa)墙底摩擦系数:0.500地基土类型:岩石地基地基土内摩擦角:45.000(度)坡线与滑坡推力:坡面线段数:2折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)123.00014.00025.0000.000坡面起始距离:0.000(m)地面横坡角度:34.000(度)墙顶标高:0.000(m)参数名称参数值剩余下滑力162.550(kN/m)推力与水平面夹角34.000(度)推力作用点距墙顶的距离2.500(m)=====================================================================第1种情况:滑坡推力作用情况[墙身所受滑坡推力]Ea=162.550Ex=134.760Ey=90.897(kN)作用点距离墙底高度=1.793(m)墙身截面积=6.893(m2)重量=158.548kN(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=8.531(度)Wn=156.794(kN)En=109.882(kN)Wt=23.519(kN)Et=119.785(kN)滑移力=96.266(kN)抗滑力=133.338(kN)滑移验算满足:Kc=1.385>1.300 地基土摩擦系数=0.500地基土层水平向:滑移力=134.760(kN)抗滑力=128.166(kN)地基土层水平向:滑移验算不满足:Kc2=0.951<=1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.456(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.225(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=1.500(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=202.140(kN-m)抗倾覆力矩=433.037(kN-m)倾覆验算满足:K0=2.142>1.500(三)地基应力及偏心距验算基础为天然基础，验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力=266.676(kN)总弯距=230.896(kN-m)基础底面宽度B=1.978(m)偏心距e=0.123(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=0.866(m)基底压应力:趾部=185.181踵部=84.478(kPa)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.123<=0.250*1.978=0.494(m)地基承载力验算满足:最大压应力=185.181<=500.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然基础，不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=6.600(m2)重量=151.800kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.462(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.225(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.500(m)法向应力检算作用于验算截面的总竖向力=242.697(kN)总弯距=221.998(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.915(m)截面宽度B=2.000(m)偏心距e1=0.085(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.085<=0.300*2.000=0.600(m)截面上压应力:面坡=152.397背坡=90.300(kPa)压应力验算满足:计算值=152.397<=2100.000(kPa)切向应力检算剪应力验算满足:计算值=18.841<=110.000(kPa)(六)台顶截面强度验算[墙身所受滑坡推力]Ea=162.550Ex=134.760Ey=90.897(kN)作用点距离墙底高度=1.000(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=5.600(m2)重量=128.800kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.063(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=1.750(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.000(m)法向应力检算作用于验算截面的总竖向力=219.697(kN)总弯距=161.159(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.734(m)截面宽度B=1.600(m)偏心距e1=0.066(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.066<=0.300*1.600=0.480(m)截面上压应力:面坡=171.525背坡=103.096(kPa)压应力验算满足:计算值=171.525<=2100.000(kPa)切向应力检算剪应力验算满足:计算值=29.301<=110.000(kPa)=====================================================================第2种情况:库仑土压力(一般情况)[土压力计算]计算高度为4.293(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角：44.180(度)Ea=64.241Ex=63.456Ey=10.015(kN)作用点高度Zy=1.431(m)墙身截面积=6.893(m2)重量=158.548kN(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=8.531(度)Wn=156.794(kN)En=19.318(kN)Wt=23.519(kN)Et=61.268(kN)滑移力=37.749(kN)抗滑力=88.056(kN)滑移验算满足:Kc=2.333>1.300 地基土摩擦系数=0.500地基土层水平向:滑移力=63.456(kN)抗滑力=87.725(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.382>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.456(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.171(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=1.138(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=72.196(kN-m)抗倾覆力矩=252.531(kN-m)倾覆验算满足:K0=3.498>1.500(三)地基应力及偏心距验算基础为天然基础，验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力=176.112(kN)总弯距=180.335(kN-m)基础底面宽度B=1.978(m)偏心距e=|-0.035|(m)=0.035(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.024(m)基底压应力:趾部=79.575踵部=98.507(kPa)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.035<=0.250*1.978=0.494(m)地基承载力验算满足:最大压应力=98.507<=500.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然基础，不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=6.600(m2)重量=151.800kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.462(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.171(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.138(m)法向应力检算作用于验算截面的总竖向力=161.816(kN)总弯距=171.437(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.059(m)截面宽度B=2.000(m)偏心距e1=|-0.059|(m)=0.059(m)截面上偏心距验算满足:e1=-0.059<=0.300*2.000=0.600(m)截面上压应力:面坡=66.476背坡=95.340(kPa)压应力验算满足:计算值=95.340<=2100.000(kPa)切向应力检算剪应力验算满足:计算值=-0.635<=110.000(kPa)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为3.500(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角：44.180(度)Ea=42.692Ex=42.170Ey=6.656(kN)作用点高度Zy=1.167(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=5.600(m2)重量=128.800kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.063(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=1.775(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.167(m)法向应力检算作用于验算截面的总竖向力=135.456(kN)总弯距=99.466(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.734(m)截面宽度B=1.600(m)偏心距e1=0.066(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.066<=0.300*1.600=0.480(m)截面上压应力:面坡=105.517背坡=63.803(kPa)压应力验算满足:计算值=105.517<=2100.000(kPa)切向应力检算剪应力验算满足:计算值=-7.508<=110.000(kPa)-----------------------------------------------------------------------折背式挡墙计算衡重式挡土墙验算[执行标准：公路]计算项目：折背式挡土墙1计算时间：2023-03-0714:45:03星期二------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:墙身总高:5.000(m)上墙高:2.000(m)墙顶宽:1.100(m)台宽:0.000(m)面坡倾斜坡度:1:0.100上墙背坡倾斜坡度:1:0.400下墙背坡倾斜坡度:1:-0.100采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.600(m)墙趾台阶h1:0.600(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.150:1下墙土压力计算方法:力多边形法物理参数：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墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)材料抗压极限强度:1.600(MPa)材料抗力分项系数:2.310系数αs:0.0020场地环境:一般地区墙后填土内摩擦角:30.000(度)墙后填土粘聚力:0.000(kPa)墙后填土容重:20.500(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:15.000(度)地基土容重:24.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值:500.000(kPa)地基承载力特征值提高系数: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:0.400地基土类型:岩石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:1折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数15.0000.0001第1个:距离0.000(m),宽度5.000(m),高度1.000(m)(用户输入的计算荷载)地面横坡角度:0.000(度)填土对横坡面的摩擦角:30.000(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙分段长度:10.000(m)荷载组合信息:结构重要性系数:1.100荷载组合数:1=====================================================================第1种情况:组合1=============================================组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.200√2.填土重力分项系数=1.400√3.填土侧压力分项系数=1.400√4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.400√=============================================[土压力计算]计算高度为5.399(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=25.200(度)计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：30.582(度)Ea=43.168(kN)Ex=26.693(kN)Ey=33.926(kN)作用点高度Zy=0.833(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计算下墙土压力无荷载时的破裂角=31.840(度)按力多边形法计算得到:破裂角：34.554(度)Ea=85.894(kN)Ex=84.768(kN)Ey=13.865(kN)作用点高度Zy=1.495(m)墙身截面积=10.399(m2)重量=239.177(kN)衡重台上填料重(包括超载)=0.002(kN)重心坐标(1.634,-1.333)(相对于墙面坡上角点)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.400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=8.531(度)Wn=236.533(kN)En=63.796(kN)Wt=35.480(kN)Et=103.139(kN)滑移力=67.659(kN)抗滑力=120.132(kN)滑移验算满足:Kc=1.776>1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足:方程值=34.820(kN)>0.0地基土层水平向:滑移力=111.461(kN)抗滑力=149.854(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.344>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=1.753(m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=2.667(m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=3.833(m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=2.810(m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=1.096(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=195.197(kN-m)抗倾覆力矩=548.774(kN-m)倾覆验算满足:K0=2.811>1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足:方程值=243.399(kN-m)>0.0(三)地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基，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=300.330(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=353.576(kN-m)基础底面宽度B=2.690(m)偏心距e=0.168(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.177(m)基底压应力:趾部=153.408踵部=69.889(kPa)最大应力与最小应力之比=153.408/69.889=2.195作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.168<=0.200*2.690=0.538(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=153.408<=600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=69.889<=650.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=111.648<=500.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)上墙截面强度验算上墙重力Ws=73.600(kN)上墙墙背处的Ex=26.693(kN)上墙墙背处的Ey=10.677(kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂Zw=0.916(m)相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂Zy=0.833(m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂Zx=1.767(m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂Zn=0.760(m)截面宽度B=2.100(m)偏心距e1=0.290(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.290<=0.250*2.100=0.525(m)截面上压应力:面坡=73.441背坡=6.823(kPa)压应力验算满足:计算值=73.441<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-3.342<=110.000(kPa)斜截面剪应力检算:验算斜截面与水平面的夹角=28.690(度)斜剪应力验算满足:计算值=17.067<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数γ0=1.100 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=103.268(kN) 轴心力偏心影响系数αk=0.790 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.100(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γf=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=1.000 计算强度时: 强度验算满足:计算值=113.595<=1148.715(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=113.595<=1148.715(kN)(六)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=9.860(m2)重量=226.787(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.751(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=274.580(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=342.089(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.246(m)截面宽度B=2.700(m)偏心距e1=0.104(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.104<=0.250*2.700=0.675(m)截面上压应力:面坡=125.236背坡=78.149(kPa)压应力验算满足:计算值=125.236<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=0.603<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数γ0=1.100 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=339.055(kN) 轴心力偏心影响系数αk=0.954 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.700(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γf=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.995 计算强度时: 强度验算满足:计算值=372.960<=1783.533(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=372.960<=1774.067(kN)(七)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为4.400(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=25.200(度)计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：30.582(度)Ea=43.168(kN)Ex=26.693(kN)Ey=33.926(kN)作用点高度Zy=0.833(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计算下墙土压力无荷载时的破裂角=29.817(度)按力多边形法计算得到:破裂角：34.167(度)Ea=54.091(kN)Ex=53.381(kN)Ey=8.731(kN)作用点高度Zy=1.086(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=8.240(m2)重量=189.526(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.824(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=232.185(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=163.796(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.705(m)截面宽度B=2.100(m)偏心距e1=0.345(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.345<=0.250*2.100=0.525(m)截面上压应力:面坡=219.405背坡=1.713(kPa)压应力验算满足:计算值=219.405<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-6.095<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数γ0=1.100 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=287.154(kN) 轴心力偏心影响系数αk=0.691 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.100(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γf=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.986 计算强度时: 强度验算满足:计算值=315.869<=1004.987(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=315.869<=990.845(kN)=================================================各组合最不利结果=================================================(一)滑移验算安全系数最不利为：组合1(组合1)抗滑力=120.132(kN),滑移力=67.659(kN)。滑移验算满足:Kc=1.776>1.300滑动稳定方程验算最不利为：组合1(组合1)滑动稳定方程满足:方程值=34.820(kN)>0.