兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）
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图2-1 重力式挡土墙的截面尺寸图
2．2．1土压力计算
(1.0?5.0)?9?24?648KN/m 墙体自重W =
2根据拟建挡土墙的条件浆砌块石，查得墙背摩擦角为(1/3~1/2)?，此处取12?，墙后填土倾斜，?=25?，??31?,??0? 则查表可知主动土压力系数Ka=0.46,墙后填土选择为黄土，容重为13.6~15.7kN/m3,取为14.2 kN/m3。所以
1Ea?1/2?H2Ka??14.2?92?0.46?264.5kN/m
2土压力的竖向分力：Eay?Ea?sin(???)?90.5kN/m 土压力的水平分力：Eax?Ea?cos(???)?248.5kN/m 2．2．2抗滑移稳定性验算
Ks?(W?Eay)?Eax?(648?90.5)?0.5?1.49?1.3(安全)
248.52．2．3抗倾覆稳定性验算
求出作用在挡土墙上诸力对墙趾O点的力臂： 自重W的力臂：
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将挡墙的截面分为一个矩形和一个三角形分别计算自重：
1G1??4?9?24?432kN/m
2G2?1?9?24?216kN/m
2如图所示，得各自力臂：x1??4?2.67m
31 x2?4??1?4.5m
2Eay的力臂：b=5.0m Eax的力臂：h=3.0m
应用公式可得抗倾覆稳定安全系数：
Kt? ?G1?x1?G2?x2?Eay?bEax?h432?2.67?216?4.5?90.5?5.0
248.5?3.0?3.46?1.5(安全)2．2．4地基承载力验算 ①作用在基础底面上总的竖向力： N=W+Eay=648+90.5=738.5KN/m ②合力作用点与墙前趾O点的距离： x?G1x1?G2x2?Eay?b?Eax?hN?2.48m
③偏心距：
BBe??x?0.02??0.83m
26 ④基底边缘力：
pmaxmin218.56kPaN6e?(1?)?{208.32kPa KtB ⑤要求满足下列公式：
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1 (pmax?pmin)?213.44kPa
2由于基底为碎石土，密实状态下，基底的承载力f=800kPa.
1所以(pmax?pmin)?213.44kPa〈f=800kPa
2pmax?218.56kPa?1.2f?960kPa
基底平均应力及最大压力均满足要求。 最终确定挡土墙的尺寸：顶宽1.0m,底宽5.0m。
2．3 扶壁式挡土墙的设计
扶壁式挡土墙的设计内容主要包括墙身构造设计、墙身截面尺寸的拟定，墙身稳定性和基底应力及合力偏心距验算、墙身配筋设计和裂缝开展宽度等。
2．3．1墙身构造设计
扶壁式挡土墙墙高不宜超过15m，一般在9—10m左右，段长度不宜大于20m，扶肋间距应根据经济性要求确定，一般为1/4—1/2墙高，每段中宜设置三个或三个以上的扶肋，扶肋厚度一般为扶肋间距的1/10—1/4，但不应该小于0.3m。采用随高度逐渐向后加厚的变截面，也可以采用等厚式，以便于施工。
墙面板宽度和墙底板的厚度与扶肋间距成正比，墙面板顶宽不得小于0.2m，可采用等厚的垂直面板。墙踵板宽一般为墙高的1/4—1/2，且不小于0.5m。墙趾板宽宜为墙高的1/20—1/5，墙底板板端厚度不小于0.3m。 如图2-1所示。
2．3．2截面尺寸拟定
根据《建筑边坡工程技术规范》及工程地质条件，此扶壁式挡土墙墙高拟定为H=10m,分段长度为20m,扶肋间距L=4m,扶肋宽度0.6m。墙面板顶宽b=300m,为了利于施工，采用等厚垂直面板，墙底板板端厚度0.4m,墙踵板宽度B1=1m。
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?2 000 B1=(1/20-1/5)H B3=(1/4-1/2)H ≧20 H H1 ≧30 (1/10-1/4)L o.41L L B1 B2 B3
a) b) 图2-1 扶壁式挡土墙构造（单位cm）
a) 平面图； b)横断面图
2．3．3 土压力的计算
??????
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图2-2 主动土压力计算图
其中 ??8?，??31?，?????。
如图2所示，扶壁式挡土墙墙背垂直，BC为开挖后的土坡坡面，作为第一破裂面，BC与垂直方向的夹角为25度，ADBC即为破裂棱体。这个棱体作用着三个力，即破裂棱体的自重W，主动土压力的反力Ea，破裂面的反力R。其中Ea的方向与墙背成?角，由工程地质条件所给得?=80，且偏于阻止棱体下滑的方向。R的方向与破裂面法线成?角，同样偏于阻止棱体下滑的方向。由于棱体处于平衡状态，因此力的三角形闭合。从力的三角形中可得：
Ea?W式中
cos(???)sin(???)
??????31??8??39?
根据前面计算得的稳定坡角，此处的挡墙后填土坡度拟定为25度，填土的重度为
14.2kN/m3,则：
SADBC?1/2(a?b)?h?1/2AE?ACcos250
?a?3m,b?3?9.6?tg25?7.48m,h?9.6m。 其中
AE?b,AC?8.5m
所以，算得SADBC?67.7。
cos(250?310)?597.76kN/m。 主动土压力反力Ea?W00sin(25?39)
2．3．4 墙面板设计计算
1.计算模型与计算荷载
墙面板计算通常取扶肋中到扶肋中或跨中到跨中的一段为计算单元，视为固支于扶肋及墙踵板上的三向固支板，属于超静定结构，一般作简化近似计算。计算时，将其沿墙高或墙长划分为若干单位宽度的水平板条与竖向板条，假设每一个单位条上作用均布荷载，其大小为该条单位位置处的平均值，近似按支承于扶肋的连续板来计算水平板条
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