理正抗滑桩设计说明书(8)

2019-08-29 22:11

5.5.1.2 倾斜基底时的滑动稳定系数Kc

如图5.5.1-2所示,把基底设置成倾斜就是保持墙面高度不变,而使墙踵下降一定高度。与水平基底相比,可以减小滑动力,增大抗滑力,从而增强抗滑稳定性。这时,不仅要作沿基底的抗滑稳定性验算,同时,还要验算地基土沿墙踵平面的抗剪稳定性验算。抗滑稳定性按式5.5.1-2计算。

图5.5.1-2 倾斜基底抗滑稳定计算简图

1.沿斜基底面滑动

(5.5.1-2)

式中:

Kc —— 沿倾斜基底的滑动稳定系数,

一般情况取Kc = 1.30;

当有地震力参与计算时,取Kc = 1.10;

; WN —— 挡土墙的自重重力在倾斜基底法线方向的分力(kN)

; EN —— 挡土墙承受的土压力在倾斜基底法线方向的分力(kN)f —— 挡土墙墙底摩擦系数;

; ET —— 挡土墙承受的土压力在倾斜基底切线方向的分力(kN); WT —— 挡土墙的自重重力在倾斜基底切线方向的分力(kN)

; W —— 挡土墙的自重重力(kN)

; E —— 挡土墙承受的土压力或滑坡推力(kN)

,逆时针为正,顺时针为负; ε —— 挡土墙倾斜基底面与水平面的交角(度)

,逆时针为正,顺时针为负; ζ —— 铅垂线与挡土墙背坡面的交角(度)

。 δ —— 挡土墙背坡面与挡土墙背面填土之间的内摩擦角(度)

注:公路设计手册《路基》第三篇第三章第二节中的(3-3-2)式。

2.地基土抗剪稳定性验算

地基土的抗剪稳定性验算按式5.5.1-3计算:

35

(5.5.1-3)

式中:

Kc2 —— 沿基底面水平方向地基土抗剪强度的滑动稳定系数;

一般情况取Kc2 = 1.30;

当有地震力参与计算时,取Kc2 = 1.10;

; W —— 挡土墙的自重重力(kN)

; Ey —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在竖直方向的分力(kN)

3

; γ —— 倾斜基础底下三角形土楔体的容重(kN/m)

; B4 —— 倾斜基础底下三角形土楔体的宽度(m); h4 —— 倾斜基础底下三角形土楔体的高度(m)

f4 —— 倾斜基础底下地基土的摩擦系数;

。 Ex —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在水平方向的分力(kN)

注:参考公路设计手册《路基》第三篇第三章第二节中的(3-3-2)式。

5.5.1.3 设有防滑凸榫时的滑动稳定系数Kc

设置防滑凸榫也是增加抗滑稳定性的一种措施。如图5.5.1-3所示,在基础地面设置一个与基础连成整体的榫状凸块,利用榫前土体所产生的被动土压力以增加挡土墙的抗滑稳定性。凸榫的深度Ht根据抗稳定的要求确定,凸榫的宽度按凸榫截面强度的要求确定。因此,

既要验算抗滑稳定性,也要验算凸榫截面强度。

图5.5.1-3 防滑凸榫抗滑稳定计算简图

1.滑动稳定系数Kc

设置防滑凸榫的抗滑稳定性验算按式(5.5.1-4)计算:

(5.5.1-4)

36

(5.5.1-5)

式中:

Kc —— 沿防滑凸榫底面水平方向地基土抗剪强度的滑动稳定系数;

一般情况取Kc = 1.30;

当有地震力参与计算时,取Kc = 1.10;

; Ht —— 基底下防滑凸榫的高度(m)

; ep —— 基底下防滑凸榫前的被动土压应力平均值(kPa); ζ1 —— 墙趾处基底的压应力(kPa); ζ2 —— 墙踵处基底的压应力(kPa)

; ζ3 —— 防滑凸榫前缘处基底的压应力(kPa); B2 —— 防滑凸榫前缘处到墙踵处的水平距离(m)

f —— 防滑凸榫面处地基土的摩擦系数;

; Ex —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在水平方向的分力(kN)。 θ —— 防滑凸榫面处地基土的内摩擦角(度)

注:

1. 公路设计手册《路基》第三篇第三章第二节中的(3-3-3)、(3-3-4)式; 2. ζ1、ζ2按普通的力学方法计算。

2.防滑凸榫截面强度的验算(暂无)

本系统暂未做防滑凸榫截面强度的验算,希望用户按下面的方法分别计算出弯矩控制时的凸榫截面宽度Bt1和剪力控制时的凸榫宽度Bt2,取二者及构造尺寸的大值作为凸榫设计容许的最小宽度。

凸榫截面的宽度Bt(m): 1)按截面上的弯矩控制计算

(5.5.1-6)

2)按截面上的剪力控制计算

(5.5.1-7)

(5.5.1-8)

式中:

; Bt1 —— 按防滑凸榫截面上的弯矩控制防滑凸榫截面的宽度(m)

; Bt2 —— 按防滑凸榫截面上的剪力控制防滑凸榫截面的宽度(m); Bt —— 取Bt1、Bt2取中的大值,并且不能小于构造尺寸(m)

37

(m); ht —— 基底下防滑凸榫的高度(既上式中的Ht)

; ep —— 基底下防滑凸榫前的被动土压应力平均值(kPa)

; [ζWJ] —— 基底下防滑凸榫材料(混凝土)的容许弯曲拉应力(kPa); [ζj] —— 基底下防滑凸榫材料(混凝土)的容许剪应力(kPa)

其它符号同上。

注:

1. 参考公路设计手册《路基》第三篇第三章第二节中的(3-3-5)、(3-3-6)式; 2. 防滑凸榫的构造要求(如图5.5.1-4):防滑凸榫的高度ht≥30(cm)。

图5.5.1-4 防滑凸榫构造要求

5.5.2 倾覆稳定性验算

绕墙趾点的抗倾覆稳定,如图5.5.2-1,按式(5.5.2-1)计算

(5.5.2-1)

图5.5.2-1 倾覆稳定计算简图

式中:

K0 —— 挡土墙绕墙趾的抗倾覆稳定系数;

一般情况(包括计算荷载)取K0 = 1.50, 抗震设计时取K0 = 1.2;

; W —— 挡土墙的自重重力(kN)

; Zw —— 挡土墙的自重重力的重心到倾覆计算点的水平距离(m)

; Ey —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在竖直方向的分力(kN)

; Zx —— 挡土墙承受的土压力在竖直方向的分力到倾覆计算点的水平距离(m)

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; Ex —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在水平方向的分力(kN)

; Zy —— 挡土墙承受的土压力在水平方向的分力到倾覆计算点的竖向距离(m)

。 Zw —— 挡土墙承受的土压力在竖直方向的分力到倾覆计算点的水平距离(m)

注:公路设计手册《路基》第三篇第三章第三节中的(3-3-7)式。

5.5.3 地基应力与偏心距验算

基底偏心距的验算时的允许值:

土质地基B/6;岩质地基B/5;坚硬岩质地基B/4。

5.5.3.1 偏心距e

(5.5.3-1)

式中:

,基底的合力偏心距应满足下列要求: e —— 挡土墙(基础)底截面的偏心距(m)

(1)土质地基,e ≤ B/6;

(2)软弱岩石地基,e ≤ B/5; (3)不易风化的岩石地基,e ≤ B/4;

; B —— 挡土墙或基础底截面的宽度(m)

,顺时针为正; Mall —— 作用挡土墙上全部荷载对墙或基础墙趾的弯矩(kN/m),向下为正; Wall —— 作用挡土墙上全部竖向荷载之和(kN)

; Zn —— 地基反力的合力作用点到挡土墙墙趾的距离(m)

Mall与Wall分别计算如下:

(5.5.3-2)

(5.5.3-3)

式中:

; W —— 挡土墙的自重重力(kN)

; Zw —— 挡土墙的自重重力的重心到墙趾点的水平距离(m)

; Ey —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在竖直方向的分力(kN)

Zx —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在竖直方向的分力到墙趾点的水平距

; 离(m) ; Ex —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在水平方向的分力(kN)

Zx —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在水平方向的分力到墙趾点的竖向距; 离(m)

其它符号同上。

39


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