设计说明书设计任务一、设计资料：设计路线K58+070—K58+130，傍山路线，设计高程为1600.50，山坡为砾石地层，附近有开挖石方路堑的石炭岩片石可供作挡土墙材料。
1、设计路段为直线段，横断面资料见附。
2、山坡基础为中密砾石土，摩阻系数f=0.4，基本承载为[σ]=520KPa。
3、填土边坡为1：m=1：1.5，路基宽度为7.0米。
4、墙背填料为就地开挖砾石土，容重为γ =18.6KN/m³，计算内摩阻角ϕ=35˚。
5、墙体用5号砂浆砌片石，容重为γ=22.5 KN/m³，容许压应力ϕ=17.5˚。
[σ]=2450KPa，容许剪应力[τ]=862.4KPa，外摩阻力δ=/26、设计荷载为汽-207、稳定系数：滑动稳定系数[kо]=1.3，倾覆稳定系数[kс]=1.5二、设计成果1、详细的设计计算书：①分析确定挡土墙设计方案，选择挡土墙形式（最好以两个墙型工程量比较后确定）；②挡土墙基础与断面设计：确定基础形式与埋置深度；拟定墙身断面尺寸；计算荷载换算土层厚；主动土压力计算。
③稳定性验算。
2、按横断面资料绘制等高线地形图（比例1：200），路线横断面图（1：200），路基外侧边缘地形图（1：200）并在其上进行挡土墙布置，得出挡土墙平面图、横断面图和立面图。
三、参考文献1、《公路设计手册-路基》2、《路基路面工程》课本设计步骤（供参考）一、设计说明：（抄任务书有关内容）二、绘制平面图及横断面图（见任务书附）三、确定设计方案：1、阐述设挡土墙的理由；2、选定挡土墙的类型（路堤、路肩、路堑），要有比较；3、选定挡土墙的形式（仰斜、俯斜、衡重等），最好选两种分别计算。
四、初拟断面尺寸1、确定分段长及路堤的衔接方式；2、确定基础埋深、墙高及墙背倾角；3、绘出挡土墙的立面图；4、初拟其它部位的尺寸（按各部分对尺寸的基本要求拟定）。
h五、计算换算土层厚六、主动土压力计算七、确定断面尺寸1、滑动稳定性验算（一般重力式挡土墙以此控制设计）：Ko控制在1.3~1.5之间；2、确定挡土墙其它部位的尺寸，即可画出挡土墙典型断面图。
八、稳定性验算（5个项目）九、将确定的挡土墙依比例绘制在平面及横断面图上。
附：横断面地形资料-3.2 -3.2 -1.0 -1.0 -0.3 K58+130 +1.5 +2.0 +3.8 +3.5 +2.85.06.0 4.0 3.07.0 1600.80 3.0 3.0 4.0 5.0 3.0-3.1 -3.0 -8.0 -2.7 -1.5 K58+120 +3.0 +2.5 +2.1 +3.0 +2.65.0 3.5 5.0 5.0 1.5 1600.90 4.0 4.0 3.0 4.0 3.0-5.7 -5.7 -1.1 -0.9 -1.2 -1.8 K58+110 +3.2 +2.8 +2.1 +2.9 +2.28.0 4.0 1.5 2.6 2.0 2.5 1598.95 4.0 4.0 3.0 4.0 3.0-3.2 -5.4 -3.3 -1.9 -1.2 -2.2 K58+100 +2.8 +1.1 +1.9 +3.5 +3.55.06.0 4.0 1.0 2.0 2.0 1597.65 3.2 2.0 2.0 3.0 5.0-5.1 -4.5 -1.8 -0.8 -1.3 -1.9 K58+090 +3.0 +3.2 +2.2 +3.1 +2.06.0 4.0 2.0 2.0 2.0 2.5 1598.78 4.0 4.0 3.0 4.0 3.0-3.0 -2.8 -6.4 -1.1 -1.2 -1.3 K58+080 +2.9 +2.6 +2.2 +3.1 +4.15.0 3.5 5.0 2.0 3.0 1.5 1600.80 4.0 4.0 3.0 4.0 5.0-3.2 -3.1 -1.9 -0.9 -0.3 K58+070 +1.7 +1.9 +3.5 +3.65.06.0 4.0 3.0 2.0 1600.90 3.0 3.0 4.0 5.0设计计算书一、挡土墙设计方案拟定：K58+080——K58+120边坡较陡或需要薄壁填土，故需要设挡土墙。
K58+070和K58+130边坡较平缓或不需要薄壁填土，故可以不设挡墙。
由于路堤填土较多，所以采用路肩挡土墙，可以减少圬工量，并且减少填方数量；根据地形、地质条件及经济要求，采用墙背垂直的重力式挡土墙；为了使墙面坡度和地面坡度向协调并且满足稳定性等的要求，墙面坡度采用1：0.35；因为墙体用5号砂浆砌片石，所以墙顶宽度采用0.8m ，墙底倾角8°；埋深深度最小1.0米，其余按基底斜坡坡度一般不超过1:5设计，此处选择1：10的坡度进行设计。
二、土压力计算：1、主动土压力计算)cos()cos()sin()sin(1)[cos(cos )(cos 22βααδβϕϕααδααϕ-+-+++-=a K =2000.2461=2、由车辆荷载引起的主动土压力，H=11.6m 换算高度：0100.5418.6qh m γ=== 墙顶处的土压力强度：0018.60.540.2461 2.47a q h K m γ==⨯⨯= 土压力: 1011.6 2.4728.65E Hq KN α==⨯=111.60.650.65 5.15m 22H I =-=-= 3、由填土引起的土压力222a 1118.611.60.2461307.9122a E H K KN γ==⨯⨯⨯=111.60.650.65 3.22m 33H I =-=-=三、墙体重量计算：对墙体分为三部分进行计算。
已知墙体重度30m 5.22KN=γ第1部分：1011bh 10.95 3.822.5468.1122G KN γ==⨯⨯⨯= 对墙趾的力臂为：12e 3.8 2.53m 3=⨯=第2部分：20bh 0.810.9522.5197.10G KN γ==⨯⨯=对墙趾的力臂为：21e 3.80.8 4.20m 2=+⨯=第3部分：3011bh 0.65 4.622.533.6422G KN γ==⨯⨯⨯=对墙趾的力臂为：32e 4.6 3.10m 3=⨯=四、抗滑移稳定性验算：1、挡土墙重力沿挡墙底面法向和切向的分力分别为：1230()sin (468.11197.1033.64)sin 897.26xx G G G G KN α=++=++⨯=oyy 1230()cos (468.11197.1033.64)cos8692.05G G G G KN α=++=++⨯=o 2、土压力在竖直和水平方向的分力分别为：ax a1a2)cos (28.65307.91)cos17.5320.98E E E KN δ=+=+⨯=o （ay a1a2)sin (28.65307.91)sin17.5101.21E E E KN δ=+=+⨯=o （因此，竖直方向和水平方向的土压力沿底面法向和切向的分力分别为：axx ax 0cos 320.98cos8317.86E E KN α==⨯=oaxy ax 0sin 320.98sin844.67E E KN α==⨯=o ayx ay 0sin 101.21sin814.09E E KN α==⨯=o ayy ay 0cos 101.21cos8100.23E E KN α==⨯=o3、计算抗滑移稳定系数yy axy ayy s axx ayx xx )(692.0544.67100.23)0.4334.78 1.62 1.3317.8614.0997.26206.51G E E f V f K HE E G ++⨯⨯++⨯=====>----∑∑（计算表明抗滑移满足要求。
五、抗倾覆稳定性验算：所有力对墙趾的稳定力矩代数和为：112233ay B A M G e G e G e E =+++11223312()sin B a a G e G e G e E E δ=++++⨯468.11 2.53197.10 4.233.64 3.1028.65+307.91sin17.5 4.6=⨯+⨯+⨯+⨯⨯o （）=2581.97kN m ⋅所有力对墙趾的倾覆力矩代数和为：'a1x 1a 2x 2AM E I E I =+ 2211cos cos I E I E a a δδ+=28.65cos17.5 5.15307.91cos17.5 3.221086.30kN m=⨯⨯+⨯⨯=⋅o o抗倾覆系数为：'2581.972.38 1.51086.30A t A M K M ===> 六、基底应力验算：所有力对墙趾的力矩代数和为：'2581.971086.301495.67A AM MM KN m =-=-=⋅∑ 所有竖直方向的力的代数和为：12312+++(+)sin a a V G G G E E δ∑==468.11+197.10+33.64+(28.65+307.91)sin17.5=800.06kNo所有力对墙趾的偏心距为：1495.67 1.87800.06A M e m V ===∑∑ 所有力对基底中心的偏心距为：0 4.6 1.870.430.77226A B B e e m m =-=-=<= 所以：max6e 800.0660.43(1)(1)173.93a []5204.6 4.6V KP KPa B Bσσ⨯=+=⨯+=≤=∑ 0min 6e 800.0660.43(1)(1)76.38a 0KPa 4.6 4.6VKP BB σ⨯=-=⨯-=>∑ 计算表明满足要求。
七、墙身应力验算：取2H截面进行验算。
11.6 5.8m22H H '===1、车辆引起的主动土压力为：a10q 2.47 5.814.33E H KN ''==⨯= 1 5.82.9m 22H I ''=== 2、由填土引起的土压力为：22a2a 1118.6 5.80.246176.9922E H K KN γ''==⨯⨯⨯= 2 5.8 1.93m 33H I ''===3、墙身的重力计算：分为两部分计算：第1部分 1011bh 2.03 5.822.5132.4622G KN γ'==⨯⨯⨯=对K 点的力臂为：12e 2.03 1.35m 3'=⨯= 第2部分 20bh 0.8 5.822.5104.40G KN γ'==⨯⨯= 对K 点的力臂是：21e 2.030.8 2.43m 2'=+⨯= 4、对K 点求偏心距K e所有力对K 点的稳定力矩的代数和为：1122a1a2sin sin K M G e G e E B E B δδ''''''''=+++132.46 1.35104.40 2.4314.33sin17.5 2.976.99sin17.5 1.93489.69mKN =⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=⋅o o所有力对K 点的倾覆力矩的代数和为：2a21a1cos cos I E I E M K''+''='δδ14.33cos17.5 2.976.99cos17.5 1.93181.35mKN =⨯⨯+⨯⨯=⋅o o2H截面以上竖直力之和是： δδsin sin a2a121E E G G V '+'+'+'='∑132.46104.4014.33sin17.576.99sin17.5264.32KN=++⨯+⨯=o o所有力对K 点的力矩的代数和为：''==489.69181.35308.34K K M M M ∑--=所以，K308.34 1.167m 264.32M e V '==='∑∑5、对底边中心点的偏心距：'0 2.83 1.1670.248m 1.15224K B B e e m '=-=-=<=6、计算法向应力max6264.3260.248(1)(1)142.508a []24502.832.83V e KP KPa B B σσ''⨯=+=⨯+=≤=''∑ 计算表明符合要求，min6264.3260.248(1)(1)44.290a 02.832.83V e KP KPa B B σ''⨯=-=⨯-=≥''∑计算表明满足要求。