Ea=81.6KN,Ex?67.6KN,Ey?45.7KN,Zy?1.08m,Z
x?2.95m挡土墙2—2截面以上部分自重为:
G?159.1KN,ZG?1.68m
每延米墙长设计轴向力:
Nj??0??GNG??Q1NQ1???Qi?ciNQi??1.05??1.2?159.1?1.4?45.7??267.6KN
总的竖向力
N0?159.1?45.7?204.8KN 对截面形心总力矩
M?3.22??3.22?0?159.1???1.68?2???45.7???2.95?2???67.6?1.08??0.63KN?m?eM00?N??0.63204.8?0.003?B2.234?4?0.805 满足。 0881?256???e0??1?256???0.003???B??3.22??k1?12??e2?2?1.0 0??B??1?12???0.003??3.22??③ 强度计算:
Nj??kARk?k267.6?1?3.22?700/2.31=975.8
∴强度满足。
④ 稳定计算:
?s?2HB?2?3.23.22?1.988
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?k?11??1.04222????1??s?s??s?3?1?16?e0B?1?0.02?1.988?1.988?3?1?16?0.0033.22?????
Nj??k?kARk?k267.6?1.042?975.8?1061.8稳定满足。
③正截面受剪验算:
Qj?Ex?67.6Qj?AjRj?k?fmN167.6?3.22?1502.31?0.42?267.6=321.5
受剪满足
综上,2—2截面符合要求。 所以拟定的挡土墙符合要求。 6、挡土墙排水设计
①排水沟:在墙角处设置0.5m×0.3m的地面排水沟,考虑旁边有房子,并
用混凝土板盖上排水沟。
②泄水孔:为加强前身排水,沿墙高和墙身设置半径为10cm的圆形泄水孔,间距为2.5m,向外倾斜5%,泄水孔共有两排19个,下面一排距地面0.5m。泄水孔进水侧设0.3m厚的砂砾反滤层,反滤层顶部以0.5m的不透水混凝土封闭。设计方案见于图纸。
7、变形缝设计
因为本挡土墙较长,所以在中部和两边与八字墙衔接的地方各设2cm的变形缝,沿全高设置。
8、挡土墙的具体布置和尺寸见于设计图纸中。 [参考资料]
1、《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)
2、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 3、《公路挡土墙设计与施工技术细则》 4、《路基》设计手册,人民交通出版社
5、《路基路面工程》(第三版)(邓学钧 主编),人民交通出版社
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理正计算过程
----------------------------------------------------------------- 原始条件:
墙身尺寸:
墙身高: 6.500(m) 墙顶宽: 1.300(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.350 背坡倾斜坡度: 1:0.250 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.800(m) 墙趾台阶h1: 1.200(m) 墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000 墙底倾斜坡率: 0.000:1
物理参数:
圬工砌体容重: 22.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500
墙身砌体容许压应力: 700.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 70.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 150.000(kPa) 材料抗压极限强度: 0.700(MPa) 材料抗力分项系数: 2.310 系数αs: 0.0020
挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 20.000(kN/m3)
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墙背与墙后填土摩擦角: 20.000(度) 地基土容重: 19.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值: 500.000(kPa) 地基承载力特征值提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑
坡线土柱: 坡面线段数: 3
折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 7.755 5.170 0 2 3.500 0.000 0 3 6.500 0.000 1
第1个: 距离0.000(m),宽度6.500(m),高度0.719(m) 2004路基规范挡土墙车辆荷载
坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 0.000(度)
填土对横坡面的摩擦角: 35.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m)
土压力起算点: 从结构底面起算
基础类型: 换填土式基础
换填部分尺寸: C = 0.200(m),H = 2.200(m) 换填土内摩擦角: 45.000(度) 换填土平均容重: 18.000(kN/m3) 应力扩散角: 45.000(度)
换填土修正后承载力: 709.000(kPa) 换填土摩擦系数: 0.500
===================================================================== 第 1 种情况: 组合1
============================================= 组合系数: 1.000
1. 挡土墙结构重力 分项系数 = 1.200 √ 2. 墙顶上的有效永久荷载 分项系数 = 1.200 √ 3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载 分项系数 = 1.000 √ 4. 填土侧压力 分项系数 = 1.400 √
5. 车辆荷载引起的土侧压力 分项系数 = 1.400 √
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============================================= [土压力计算] 计算高度为 6.500(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 34.758(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角: 34.758(度)
Ea=291.341(kN) Ex=241.430(kN) Ey=163.069(kN) 作用点高度 Zy=2.253(m) 因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面不存在 墙身截面积 = 21.833(m2) 重量 = 480.326 (kN) (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500
滑移力= 241.430(kN) 抗滑力= 321.697(kN) 滑移验算满足: Kc = 1.332 > 1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足: 方程值 = 40.326(kN) > 0.0
(二) 倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 3.019 (m) 相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 5.017 (m) 相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 2.253 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 543.977(kN-m) 抗倾覆力矩= 2268.230(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 4.170 > 1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1543.857(kN-m) > 0.0
(三) 地基应力及偏心距验算
基础类型为换填土式,验算墙底偏心距及压应力
作用于基础底的总竖向力 = 643.395(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1724.253(kN-m) 基础底面宽度 B = 5.580 (m) 偏心距 e = 0.110(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 2.680(m) 基底压应力: 趾部=128.950 踵部=101.657(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 128.950 / 101.657 = 1.268
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.110 <= 0.167*5.580 = 0.930(m)
墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=128.950 <= 850.800(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=101.657 <= 921.700(kPa)
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