重力式挡土墙设计算例.docx

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1、四、一般防震措施1尽可能采用重心低的墙身断面形式。2 .基础尽可能置于基岩或坚硬的均质土层上；遇有软粘土、饱和砂土或严重不均匀地基时，应采取适当措施进行加固处理。3 .挡土墙宜采用浆砌片（块）石、混凝土和钢筋混凝土修筑。当采用干砌片（块）石时，墙高须加以限制：设计烈度为8度时，一般不超过5m,9度时，一般不超过3m。4 .墙体应以垂直通缝分段，每段长度不宜超过15%地基变化或地面标高突变处，也应设置通缝。5 .应严格控制砌筑质量，石料要嵌挤紧密，砂浆要饱满，砂浆标号按非地震区要求提高一级采用。6 ,墙后填料应尽量用片、碎石或砂性土分层填筑并夯实，并做好排水设施。第八节重力式挡土墙设计算例一、一

2、般重力式挡土墙设计算例（一）设计资料1 .墙身构造拟采用浆砌片石重力式路堤墙（图6-52）,墙高H=6m,填土高a=3m,填土边坡1:1.5墙背仰斜，1:0.25（二-1402）,墙身分段长度IOn1。2 .车辆荷载计算荷载，汽车-20级；验算荷载，挂车-100。3 .土壤地质情况墙背填土容重=18kNr3,计算内摩擦角6二35,填土与墙背间的摩擦角8=2;粘性土地基，容许承载力（oo）=250kPa,基底摩擦系数f=0.30,4 .墙身材料2.5号砂浆砌25号片石（相当于原规范25号砂浆和250号片石），砌体容重Yk二22kNr3；按原规范：砌体容许压应力（Oa）二600kPa,容许剪应力（

3、T）=IOokPa,容许拉应图652重力式挡土壤设计示例(二)车辆荷载换算1计算荷载1)求不计车辆荷载作用时的破裂棱体宽Bo由第四节推导的公式或查有关手册可知4BGabH(H2a)tga3x45+6(6+2x3)x0.25onA(W+rr)(6+3)V=+8=35o-1402,+17o30r=38o28,tg=-tg(ctg+tgy)(tg+A)=-tg38o28,+(ctg35o+tg38o25,)(tg38o28,0.389)=0.827=arctg.827=39o36,Bo=(H+)tg-(b-Htg)=(6+3)0.827-(4.5+60.25)=1.44m2)求纵向分布长度1(按式6

4、-52)一辆重车的扩散长度为1=10+(H+2a)tg30o=5.6+(623)0.577=12.52m大于挡土墙分段长度，取计算长度1=12.52mo布置一辆重车，总重力300kN.3)计算车辆荷载总重EQ车轮中心距路基边缘0.5m,Bo=1.44m,重车在破裂棱体内仅能布置轴重的一半。2。=300x=15OkN4)换算土层厚度(式6-51)0rBn115018X1.44X12.52=0.46m2.验算荷载挂车-100,h0=0.80m,布置在路基全宽。（三）主动土压力计算1.设计荷载：汽车-20级1)求破裂角0假设破裂面交于荷载内，采用相应的公式计算：fc2(fc+d)-H(H+2+2)f

5、gA=(/)(4+2M)_34.520,46(450.5)6(62320.46)0.25(6+3)(63+20.46)tg=-tg+(ctgtg)(tg+A)=-tg3828z(ctg35o+tg38o28,)(tg38o28z+0.419)=0.848=arctg.848=4017验算破裂面是否交于荷载内：堤顶破裂面至墙踵（H+）tg8=（6+3）0848=7.63m荷载内缘至墙踵b-Htg+d=4.5+60.25+0.5=6.5m荷载外缘至墙睡b-Htg+d+b。=6.5+7.0=13.5m因6.57.63G3.5,故破裂面交于荷载内，与原假定相符，所选用的计算公式正确。2）求主动土压力系

6、数K和Kcos()Sin(O+h小式3%-2H)Za.33/2K163(6-3.27)20.46X1.89(3X1.89-26)勺n33621.776因基底倾斜，土压力对墙趾0的力臂改为Zx=Z2-0.190bi=2.09-0.1901.56=1.79mZ=h1-Ztga=1.56+1.790.25=2.01m2 .验算荷载：挂车-100计算方法与采用公式同设计荷载，在式中取h0=080m,d=0o计算结果如下=40o33,K=0.154,Ki=1.859,Eo=92.76kN,Eo=92.57kN,E=5.60kN,Z、=2.08m,Zx=1.78m,Z,=2.01m比较设计荷载与验算荷载的

7、计算结果可知，验算荷载时的土压力大。若墙身断面尺寸系由滑动控制，则可肯定按验算荷载时的土压力计算，因对K。的要求均为N13。本算例中，基底摩擦系数小，仅为仁0.3,估计为滑动控制，故先采用挂车-100的土压力计算。(四)设计挡土墙截面选择墙面平行于墙背，基底倾斜1:5(ao=1118,)o通过试算，选定墙顶宽5=1.56mo1计算墙身重G及其力臂Z墙身重G及其力臂ZC计算结果列于表6-9。3 .抗滑稳定性检算(Ccosa0+Esin(0)/Ecos(5ft)-GSinaA_(200.86co811o18*92.76sin14o02,+17o30,+1118223092.76co-14o02r+

8、17o30+11018#)-200.86Sin118=1.31(Ko)4 .抗倾覆稳定检算G1Zq+GErZ71_195.80X149+5.06X102+5.60X2.0192.571.78=1.87(K0表6-9墙身重G及其力臂ZC计算结果稳定性检算的结果表明，断面尺寸由滑动控制，上述估计符合实际，故可不必采用汽车-20级的土压力计算。(按：汽车荷载计算结果K。=1.92(K)o5 .基底应力检算B1=b1-0.190b10.25=1.487m=0.953br=0.9531.56195.801.49+5.06X1.02+5.60X2.01-92.51.78195.805.065.06=0.6

9、94m0.9531=-0.694=0.050m0.751(=0,186m)G号/、5八200.86+5.6060.050.*=寸=1.487一(j-ii)kPa(0)(=250kPa)1 1U.X，5.截面应力检算墙面、墙背互相平行，截面的最大应力出现在接近基底处。由基底应力检算可知，偏心距及基底应力均满足地基的要求。墙身截面应力也能满足墙身材料的要求，故可不作检算。通过上述检算，所拟截面符合各项要求，决定采用此截面，顶宽为156m。二、衡重式挡土墙设计算例（一）设计资料1墙身结构O图6-53衡重式挡土墙构造U6dqEEH拟米用浆砌片石衡重式路肩墙（图6-53）。墙1H=8m0上墙=3.20墙

10、背俯斜1:0.33（1=1815）;衡重台宽d=0.90m,下墙H2=4.8m,墙背仰斜1:0.25（a2=1402,）o墙面坡度1:0.05。墙身分段长度12m。2 .土壤地质情况墙背填土容重=18kNR内摩擦角6二35。上墙（假想墙背）摩擦角3=6,下墙墙背摩擦角2=,地基容许承载力（。）=800kPa,基底摩擦系数f=0.603 .墙身材料5号砂浆砌30号片石（分别相当于原规范的50号和300号），砌体容重丫x=22kNm3。砌体容许压应力（。）=800kPa,容许拉应力（。1）=80kPa,容许剪应力（）=160kPa;4 .车辆荷载计算荷载，汽车-20级，验算荷载，挂车-100。(二

11、)车辆荷载换算按车带宽均摊的方法计算。汽车-20级，一辆重车总重300kN00.593m.Jg_300X20=bn1=b0(H+2)依30。)=185,5(5.680.557)式中()内数值1=10.22m,小于墙身分段长度，取1=I0.22m。挂车-100的h。=0.80m,布置在路基全宽。(三)上墙土压力计算1.计算破裂角，判别是否出现第二破裂面。假想墙背倾角；为Ita1+d1/,3.2X0.330.903.2=0.611,=3126,假设破裂面交于荷载内，按路基手册中表9-3第一类公式,35a,=0.=45-2=45-=27o30,tg=0.521验算破裂面位置第一破裂面距墙顶内缘H1(

12、tgjtga,)=3.2(0.521+0.611)=3.62md(31o26,27o30,),故出现第二破裂面。2.计算第二破裂面上的主动土压力E1K.1(4g-Q).蛀45350s45d2)一cCK45。-35V2)-K1=1+=12邛詈=1.37H13.2E1=HKKx=y183.21x0.5871.37=74.I1kNE=E,cos(%+尸74.11cos(27030,+350)=34.22kNEi=E,sin(ai+)=74.11sin(27o30,+35o)=65.74kN对上墙的力臂H1A03.20.593心=7+冠=TJ7721m（四）下墙土压力计算采用力多边形法，按铁路手册挡土

13、墙中表27-6的相应公式计算。1 .求破裂角O2假定破裂面交于荷载外，采用表27-6第五类公式。(注：公式中a2按正值计)=+2-2=35+1730,-1402,=38o28,tg=0.794o=y(2+H1)2=y(4.8+3.2)2=32=h2(,H22W1)ta2yWjtg,-(a-1(tga1)A0=鼻4.8(4.8+2x32)x25+鼻(3.2)2x521-(5.5+0-3.2(0.611+0,521)0.593=8.275RI:=74.11Eg34.22co(+ft)cos(350+2730)T、/B9.sin(+0)1g0=gjJ(tgctg)(tgA)-Ioysincos=-0.794+/(0.794+1428)(0.794V323218