目录一、挡土墙设计资料----------------------------------- 1二、主动土压力计算----------------------------------- 1三、挡土墙抗滑稳定性验算---------------------------- 3四、抗倾覆稳定性验算-------------------------------- 3五、基底应力及偏心距验算---------------------------- 3六、墙身截面强度验算-------------------------------- 4七、伸缩缝与沉降缝----------------------------------- 6八、排水设计---------------------------------------- 6九、挡土墙的平面、立面、横断面图--------------------- 6一、挡土墙设计资料1.车辆荷载,计算荷载为汽车-20级,验算荷载为挂车-100,当量土高度为0.8m 。
2.K0+420挡墙墙身的尺寸墙面坡度为1:0.35,墙背坡度为0,墙顶宽度为1.6m ,基础的埋置深度为6.5m 。
则。
o 0=α挡墙横断面布置及挡墙型式如下图:图1 K0+420挡墙横断面布置及挡墙型式示意图3.填料为粘性土,其密度=γ19KN/m 3,计算内摩擦角o 20=ϕ,粘聚力c=20kPa ,填料与墙背间的摩擦角o 102/==ϕδ,塑限8.5%,液限16.8%。
4.地基为整体性较好的石灰岩,其允许承载力[]0σ=500KPa ,基地摩擦系数为f=0.45。
5.墙身材料采用5号砂浆砌30号片石,砌体a γ=22KN/m 3,砌体容许压应力为[]600=a σKPa ,容许剪应力[τ]=100KPa ,容许拉应力[wl σ]=60 KPa 。
如某些具体指标没有列出,请结合区划及当地具体情况自行选取,并要进行注释说明。
二、主动土压力计算裂缝深度:m ch o o c 0.322045tan 19202245tan 2o =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ϕγ 令o 30=++=δαϕψ破裂角为:568.0722.1021.030sec 30tan sec tan tan 22或-=-±-=-±-=o o Dψψθ 其中:()()()()021.020cos 0.325.6192020sin 025.3620cos 10cos 610sin 025.36cos sin cos cos sin 000=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⨯+⨯⨯-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++---=o o o oo c h a H cA B A D ϕγϕψψϕψϕ ()()()()2220220025.360.325.68.00.32125.6212121m h a H h h a H A c c =-+⨯+⨯-+⨯=-++-+=()()()200068.075.033221tan 22221m h a H Hh d b ab B =⨯++⨯⨯=+++++=α则o 6.29=θ棱体的自重为:()()KN B A G 84.27466.29tan 025.3619tan o 00=-⨯⨯=-=θγ则当c=0时的土压力为:()()()()KN G E oo oo 52.20684.274306.29sin 206.29cos sin cos '=⨯++=++=ψθϕθ 由粘聚力而减少的土压力为:()()()()()KN h a H c c BD E oo o oc c 83.137306.29sin 6.29cos 20cos 0.325.620sin cos cos sin cos =+-+⨯=+-+=+=ψθθϕψθϕ作用于墙背的主动土压力为:KN E E E c a 69.6883.13752.206'=-=-=主动土压力作用位置为(距挡墙下端距离):()()()()m H h H h h H z 38.25.68.02195.68.0198.019235.6223000=+⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯=+++∙=γγγ 三、挡土墙抗滑稳定性验算挡墙重力大小为:()KN V W 5.30525.616.26.125=÷⨯+⨯==γ主动土压力的水平分力为:KN E E a x 65.6710cos 69.68cos o =⨯==δ主动土压力的竖向分力为:KN E E a y 93.1110sin 69.68sin o =⨯==δ查表得:基底摩阻系数为45.0=f 则抗滑稳定系数为:()()3.11.265.6745.093.115.305>=⨯+=+=xyc E f E W K滑移验算满足要求。
四、抗倾覆稳定性验算重力作用点为(距墙背的距离):m e W 947.05.66.156.05.6218.05.66.16.1356.056.05.621=⨯+⨯⨯⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯=Ey 作用点为:m B Z y 16.2==则抗倾覆稳定系数为:()5.116.238.265.6716.293.11947.025.30500>=⨯⨯+-⨯=+==∑∑xx yy W y Z E Z E WZ MM K倾覆验算满足要求。
五、基底应力及偏心距验算偏心距为:N Z Be -=2式中:()mE W Z E Z E WZ NMM Z yxx y y W yN 557.093.115.30538.265.67357.193.11947.016.25.3050=+⨯-⨯+-⨯=+-+=-=∑∑∑代入得:3.1523.0557.0216.22<=-=-=N Z B e 偏心距验算满足要求。
基底面积为:216.21m B A =⨯=基底截面模量为:322778.06/16.26/m B W === 各力对基底中性轴的力矩和为:()逆时针M KN z E z E WzM xx y y w∙-=⨯-⨯+⎪⎭⎫⎝⎛-⨯=-+=∑49.10738.265.67216.293.11947.0216.25.305则基底最大和最小法向应力为:KPa KPa W M A N 6008.812.285778.049.10716.293.115.30521<=±+=±=∑∑σσ 基底应力验算满足要求。
六、墙身截面强度验算选择距墙身底部1/2墙高处的截面为验算截面。
1.法向应力验算 破裂角为:85.00.2704.030sec 30tan sec tan tan 22或-=+±-=-±-=o o D ψψθ其中:()()()()704.020cos 0.3225.3192020sin 08.1120cos 10cos 610sin 08.11cos sin cos cos sin 000-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⨯+⨯⨯-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++---=o o o oo c h a H cA B A D ϕγϕψψϕψϕ()()()()222022008.110.3225.38.00.321225.3212121m h a H h h a H A c c =-+⨯+⨯-+⨯=-++-+=()()()200068.075.033221tan 22221m h a H Hh d b ab B =⨯++⨯⨯=+++++=α则o 36.40=θ棱体的自重为:()()KN B A G 9.64636.40tan 08.1119tan o 00=-⨯⨯=-=θγ截面以上主动土压力为:()()()()KN G E oo oo o o 93.369.642036.40sin 2036.4090sin sin 90sin 1=⨯+--=+--=ϕθϕθ主动土压力作用位置为(距挡墙下端距离):()()()()mH h H h h H z 262.125.38.021925.38.0198.0192325.3223000=+⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯=+++∙=γγγ 则KNE E KN E E ooy o o x 41.610sin 93.3610sin 36.3610cos 93.3610cos 1111=⨯===⨯==偏心距大小为:()m B m E W Z E Z E Z W B e yxx y y G 31.06135.041.65.305262.136.3688.141.6947.088.15.305288.1211111111111=<=+⨯-⨯+-⨯-=+-+-= 法向应力为:KPa KPa B e B E G y 60020.16539.23788.1135.06188.141.65.3056111111min max <=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯±+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±+=σσ 法向应力验算满足要求。
2.剪应力验算KN KN B E A T x 10034.1988.136.361111<====τ 剪应力验算满足要求。
七、伸缩缝与沉降缝在K0+197.336和K0+424.880处各设置一个伸缩缝,以满足热胀冷缩的需要。
八、排水设计1.地面排水在墙后地面设置排水沟,排水沟的断面形式采用梯形,深度为1m ,边坡坡度为1:1,其与原水道相交时交角不大于45度。
2.墙身排水在墙身离地面30cm 处设置一排泄水孔,泄水孔尺寸为直径10cm 的圆形孔,孔的间距为3m 。
在泄水孔底部铺设30cm 厚的黏土隔水层。
九、挡土墙的平面、立面、横断面图。