东北大学毕业设计（论文） 第二章 路基工程设计
地形图上读出各个断面的高程，绘制路基设计横断面图（1：400），其中填方最大高度13m，挖方最大高度20m，根据横断面图，计算土石方量，填写路基土石方数量表（见图表部分）。绘制路基设计标准横断面图、典型横断面图（填方横断面、挖方横断面、半填半挖横断面）。设计路基宽度52.5m，满足《公路工程技术标准（JTG B01-2003）》的要求。
2.3 挡土墙设计
2.3.1 挡土墙的设计与作用
公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。
排水措施：墙身排水主要是为了排除墙后积水，通常在墙身的适当高度处布置一排或者数排泄水孔。泄水孔的尺寸可视泄水量的大小分别采用0.05m×0.1m、0.1m×0.1m、0.15m×0.2m的方孔或直径为0.05-0.2m的圆孔。孔眼间距一般为2-3m，干旱地区可予增大，多雨地区则可减小。浸水挡土墙则为1.0-1.5m，孔眼应上下交错设置。最下一排泄水孔的出口应高出地面0.3m；如为路堑挡土墙，应高出边沟水位0.3m，浸水挡土墙则应高出常水位0.3m。下排泄水孔进水口的底部，应铺设0.3m厚的黏土层，并夯实，以防止水分渗入基础。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以防止孔道淤塞。干砌挡土墙可不设排水孔。
沉降缝与伸缩缝的设置：为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂，需按墙高和地基性质的变异，设置沉降缝；同时，为减少圬工砌体因收缩硬化和温度变化作用而产生裂缝，需设置伸缩缝。挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起，每隔10-15m设置一道，缝宽2-3cm，自墙顶做至基底，缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿墙的内、外、顶三侧填塞，填塞深度不小于15cm。
2.3.2 挡土墙设计资料与设计成果
1）本次设计为了收缩坡脚，减少土石方数量，减少滑坡，在K78+265-K78+340及K78+530-K78+574处填方路堤较高，故考虑设计挡土墙。根设计任据务指导书的要求，
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东北大学毕业设计（论文） 第二章 路基工程设计
本次设计采用锚定板式挡土墙和垂应直预力锚杆式挡土墙。在K78+265-K78+340断面处右侧路堤采用锚定板式挡土墙，在K78+530-K78+574左侧路堤采用垂直预应力锚杆式挡土墙，在K78+265-K78+340断面处右侧路堤采用锚钉板式挡土墙。锚定板式挡土墙由肋柱、挡板和锚杆组成，靠锚杆锚固在山体内拉住肋柱，肋柱、挡板可预制，适用于路堤墙与路堑墙。垂直预应力锚杆式挡土墙是锚杆竖向锚固在地基中，并砌筑于墙身内，最后张拉锚杆，利用锚杆的弹性回缩对墙身施加预应力来提高挡土墙的稳定。一般一根16Mn＆22的锚杆可替代5M3 的浆砌片石圬工。施工中可用轻型钻机或人工冲孔，灌浆及预应力张拉较简易。适用于岩质地基，多用于抗滑挡土墙。
（2）挡土墙的稳定性验算均采用里正岩土设计软件进行计算，现具体计算结果如下：
1）首先对K78+265处锚定板式挡土墙进行稳定性验算： [ 计算简图 ]
1. 挡土墙尺寸信息:
墙身高 7.800(m) 0.4500(m) 0.45（m） 2.5（m） 1 肋柱的宽 肋柱的高 肋柱的间距 挡土板的类型数 板类型号 1 板厚（m） 0.15 14
板宽(m) 0.600 板块数 8
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锚杆尺寸
锚杆序号
1 2 3
2. 荷载信息
距顶距离（m）
0.000 2.000 4.000
长度（m） 7.000 7.000 7.000
锚定板宽（m）
1.000 1.000 1.000
锚定板高（m） 0.800 0.800 0.800
2.1 车辆荷载
行车荷载（汽超-20的车重为550kN）换算土柱高h0为： h0=NQ/(γBL)=6×550/(19×17.3×12.8)=0.78m 车辆换算等待土柱个数：1 2.2 人群荷载
距离(m) 0.000 宽度(m) 满布 高度(m) 0.105 人群均布荷载(kPa) 2.000 2.3 地震荷载
地震烈度 重要性修正系数 综合影响系数 水平地震动峰值加速度系数 水平地震荷载沿墙高分布系数 地震力调整系数 6 1.000 0.250 0.100 1.000 1.000 3. 荷载组合
组合序号 1 2 3 4 组合名称 组合Ⅰ 组合Ⅳ 组合Ⅴ 组合Ⅵ 是否计算 √ √ √ √ 组合系数 --- 1.000 --- 1.000 其 他 只考虑车辆荷载 --- --- --- 4. 材料信息
钢筋纵筋合力点到外皮距离 立柱纵筋级别 立柱箍筋级别 立柱箍筋间距 挡土板混凝土强度等级 挡土墙类型 板纵筋合力点到外皮距离 挡土板板纵筋级别 钢筋容许拉应力 15
35（m） HRB335 HRB235 200(m) C30 一般挡土墙 35(m) HRB335 235000.000(KPa) 东北大学毕业设计（论文） 第二章 路基工程设计
墙后填土内摩擦角 墙后填土粘聚力 墙后填土容重 墙背与墙后填土摩擦角 地基土容重 地基土浮容重 地基土内摩擦角 地基土粘聚力 土压力计算方法 抗震滑动稳定安全系数 抗震倾覆稳定安全系数 抗震基底偏心距容许值(X×B) 抗震截面偏心距容许值(X×B) 抗震时材料强度放大系数(抗压) 抗震时材料强度放大系数(抗拉) 抗震时材料强度放大系数(抗剪) 38.716(度) 40.000(KPa) 19.000(kN/m3) 17.500(度) 18.000(kN/m3) 10.000(kN/m3) 30.000(度) 10.000（KPa） 库仑 1.100 1.200 B/5 0.400 1.500 1.000 1.000
[ 计算结果 ]
===================================================================== 第 1 种情况: 组合1
============================================= 注意：内力计算时，库仑土压力分项(安全)系数 = 1.000
[土压力计算] 计算高度为 7.800(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 0.000(度) 第1破裂角： 0.000(度)
Ea=0.000(kN) Ex=0.000(kN) Ey=0.000(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) (一) 立柱内力配筋计算
土压力增大系数取 1.000 [ 基本信息 ]
左支座简支 右支座简支
跨号 1 2 3 [ 计算结果 ] 跨号: 1 左 0.00 0.00 0.00 434 434 147
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跨长(m) 2.000 2.000 3.800 截面宽度(mm) 450 450 450 中 0.00 0.00 0.00 434 434 147 截面高度(mm) 450 450 450 右 0.00 0.00 0.00 434 434 147 背侧弯矩(kN-m) 面侧弯矩(kN-m) 剪 力(kN ) 背侧纵筋(mm2) 面侧纵筋(mm2) 抗剪箍筋(mm2) 东北大学毕业设计（论文） 第二章 路基工程设计
跨号: 2 左 0.00 0.00 0.00 434 434 147
左 0.00 0.00 0.00 434 434 147 板下缘距顶距离（m） 中 0.00 0.00 0.00 434 434 147 中 0.00 0.00 0.00 434 434 147 最大土压力（Kpa） 单块板弯距(kN-m) 右 0.00 0.00 0.00 434 434 147 右 0.00 0.00 0.00 434 434 147 单块板全部纵筋面积（mm2） 背侧弯矩(kN-m) 面侧弯矩(kN-m) 剪 力(kN ) 背侧纵筋(mm2) 面侧纵筋(mm2) 抗剪箍筋(mm2) 跨号: 3 背侧弯矩(kN-m) 面侧弯矩(kN-m) 剪 力(kN ) 背侧纵筋(mm2) 面侧纵筋(mm2) 抗剪箍筋(mm2) (二) 挡土板内力配筋计算
板类型号 板厚（mm） 1 150 4.800 0.000 0.000 193 土压力增大系数取 1.000
(三) 拉筋、锚定板计算
[拉筋抗拉、锚定板抗拔设计]
深埋 深埋 浅埋 浅埋
拉杆 所受拉力 锚定板抗 抗拔安全 锚定板抗 抗拔安全 钢筋抗 抗拉安全 道号 (kN) 拔力(kN) 系数 拔力(kN) 系数 拉力(kN) 系数 1 0.000 4731.699 473169920.000 697.547 69754656.000 59.800 5980021.500 2 0.000 6599.475 659947520.000 1423.564 142356432.000 59.800 5980021.500 3 0.000 8467.251 846725120.000 2405.824 240582400.000 59.800 5980021.500
[锚定板受力设计]
拉杆 所受拉力 上缘荷载 下缘荷载 水平弯矩 竖向弯矩 水平剪力 竖向剪力 道号 (kN) 强度(kPa) 强度(kPa) (kN-m) (kN-m) (kN) (kN) 1 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 3 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
(四) 整体稳定验算 最不利滑动面:
圆心: (-2.09000,6.42000) 半径 = 16.95943(m) 安全系数 = 1.740 总的下滑力 总的抗滑力
= 1596.488(kN) = 2777.301(kN)
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