挡土墙计算书

省道S206重力式挡土墙设计专业：土木工程班级：姓名：学号：二零一七年六月XXXXXXX大学建筑工程学院土木系道桥方向目录1、设计资料........................................................11.1基础资料.....................................................11.2设计依据.....................................................22、初拟挡土墙结构形式和尺寸.........................................33、确定车辆荷载.....................................................44、破裂棱体位置确定.................................................54.1破裂角的计算...............................................54.2验算破裂面是否交于荷载范围内.................................55、土压力计算.......................................................65.1土压力计算...................................................66、稳定性验算.......................................................76.1受力分析.....................................................76.2抗滑稳定性验算...............................................76.2.1抗滑稳定性验算.........................................86.2.2抗滑动稳定性系数.......................................86.3抗倾覆稳定性验算.............................................96.3.1抗倾覆稳定性方程.......................................96.3.2抗倾覆稳定性系数.......................................96.4基底应力和合力偏心矩验算.....................................96.4.1合力偏心矩计算.........................................96.4.2基底应力计算..........................................106.5墙身截面应力计算............................................107、改善措施.......................................................137.1改善措施....................................................137.2工程数量表..................................................138、附属设施的设计..................................................148.1泄水孔设计..................................................148.2沉降缝与伸缩缝..............................................148.3墙厚排水层..................................................158.4结构大样图..................................................159、立面设计........................................................169.1整体布局....................................................169.2挡土墙总体方案布置图........................................1610、参考文献.......................................................1711、设计资料1.1基础资料省道S313，路基宽12米，路面宽9米，两侧路肩宽各1.5米。在桩号K5+100-K5+200路段为填方路段，填方边坡坡度1：1.5。为了保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，故设置路堤挡土墙，拟采用重力式挡土墙。最大墙高见表1。表1挡土墙相关设计参数墙背形式墙背斜度挡墙高度（m）挡墙以上边坡高度俯斜无扩大基础前墙垂直1:0.256a=0墙高、墙背仰斜坡度等初始拟定的尺寸详见表1所示，挡土墙顶宽1米，基底水平。挡土墙分段长度为12-20米不等，初始拟定的挡墙断面形式如图1所示。图1初始拟定的路肩式挡土墙断面示意图21.土质情况详见表2所示。表2墙背填土及地基设计参数重度γ（kN／m3）内摩擦角φ（゜）填土与墙背间的内摩擦角δ（゜）地基容许承载力【σ】基底摩擦系数f19.840.5205100.552.墙身材料：详见表3所示。表3墙身材料设计参数砌体重度γ（kN／m3）砌体容许压应力【σ】砌体容许剪应力【τ】21340903.参数1、挡土墙前的被动土压力不计算；挡土墙上暂不考虑栏杆作用。2、车辆荷载换算，按照墙高确定附加荷载强度进行换算，墙高小于2米时，取20kN/㎡，墙高大于10米时，取10kN/㎡，墙高在2-10米之间时，附加荷载强度用直线内插法计算。3、按照最小墙高1.5米，最大墙高如表1所示，顶面高度相同，挡墙设置长度100米，挡土墙分段长度可以取12—20米不等，绘制挡土墙立面布置示意图，并标明泄水孔、沉降缝等设施。1.2设计依据1.挡土墙课程设计任务书2.《公路路基设计规范》JTGD30--20153.《路基路面工程》（第四版）黄晓明，人民交通出版社股份有限公司，201432、初拟挡土墙结构形式和尺寸表1挡土墙相关设计参数墙背形式墙背斜度挡墙高度（m）挡墙以上边坡高度俯斜无扩大基础前墙垂直1:0.256a=0墙高、墙背仰斜坡度等初始拟定的尺寸详见表1所示，初拟挡土墙顶宽1米，基底水平。挡土墙分段长度为12-20米不等，初始拟定的挡墙断面形式如图1所示。图2初始拟定的路肩式挡土墙断面示意图43、确定车辆荷载1.可按表3-1确定车辆荷载，当墙高H=2-10米时，q由线性内插法确定。3-1附加荷载强度墙高H（m）q(kN/m2)墙高H（m)q(kN/m2)2.020.010.010.0故2kN/m15810-204-20q2.荷载当量土柱高度计算墙高6m，按墙高确定附加荷载强度进行计算。式中：—墙后填土重度q—附加荷载强度mqh76.08.1915054、破裂棱体位置确定4.1破裂角的计算4.2验算破裂面是否交于荷载范围内破裂棱体长度：车辆荷载分布宽度：所以LL0,即破裂面交于荷载范围内，符合假设。87.3675.0arctan75.064.5tan9mLmHL30.25-0.756)tan-tan(0）（65、土压力计算5.1土压力计算根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算公式：5.2土压力作用点位置计算mZx2.675.4925.4391---1xZ表示土压力作用点到墙踵的垂直距离。土压力对墙趾力臂计算基底水平，土压力对墙趾的力臂：74.5440.52014.0464.525.0)76.026(621tan)22(2156.22)60()76.0260(21)2)(2(210000haHHBHahHaAkNBAE50.07)74.5436.87sin()40.536.87cos()5.640.7522.56(9.18)sin()cos()-tan(00a2.67mx1xZZkNEE41.4334.04cos50.07)(cosaxmZy2.3325.076.23kNEE28.03sin34.0450.07)(sinay76、稳定性验算6.1受力分析图6-1受力分析图6.2抗滑稳定性验算挡土墙按单位长度计算，为方便计算，从墙趾处沿竖直方向把挡土墙分为俩部分，右部分为三角形，左部分为矩形。mZkNVGmHbbVmZkNVGmHbVGG2315.15.15.94215.45.465.121)(2175.0189219965.122221211121186.2.1抗滑稳定性验算基底水平（00），验算公式：式中：G—挡土墙自重力yxEE、——墙背主动土压力的水平与垂直分力pE——墙前被动土压力的水平与垂直分力，当浸水挡土墙时，pE=0；0——基底倾斜角；——基底摩擦系数，可通过现场试验确定；0.5521QQ、——主动土压力和墙前被动土压力分项系数；6.2.2抗滑动稳定性系数式中：N——作用于基底上合力的竖向力（KN），浸水挡土墙应计浸水部分的浮力;pE——墙前被动土压力水平分量的0.3倍。所以抗滑稳定性满足要求00tantan)(NEEEENKxppxc0tan)1.1(tan)tan(1.121010021pQxQyQpQxyQEEEGEEEG3.14.1441.43311.530.55tantan)(00NEEEENKxppxc0128.9341.434.1055.028.030.1283.51.10tan)1.1(tan)tan(1.121010021pQxQyQpQxyQEEEGEEEG96.3抗倾覆稳定性验算6.3.1抗倾覆稳定性方程式中：GZ——墙身、基础及其上的土重力重心及作用于墙顶的其他荷载的竖向力合力重心到墙趾的水平距离。xZ——墙后主动土压力垂直分力作用点到墙趾的水平距离；yZ——墙后主动土压力水平分力作用点到墙趾的垂直距离；pZ——墙前被动土压力的水平分量到墙趾的距离。6.3.2抗倾覆稳定性系数所以满足抗倾覆稳定性要求。6.4基底应力和合力偏心矩验算6.4.1合力偏心矩计算0208.12)67.241.431.42.3328.031.0()294.50.75189(9.00)-(0.9pp1yxxy1ZEZEZEGZQQG1.53.582.6741.432.3328.03294.50.75189yxpPxy0ZEZEZEGZKG0)-(0.9pp1yxxy1ZEZEZEGZQQG10上式中，弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时，先计算对形心的力臂：根据前面计算的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。m75.057.023211GGZBZ5m.0232222BZZGGmBZZ83.023-2.332xx67m.2yyZZmBEWEGZGZGZEZEEWEGMMNMxQyQGGGxQ