....擋土墻課程設計計算書1.設計資料1.1基礎資料①省道S313，路基寬10米，路面寬7米，兩側路肩寬各1.5米，在樁號K2②墻高6.2米，墻背仰斜坡度1:0.24（=13.5°），墻身分段長度20米。③墻背填土重度γ=18.5KN/m3，內摩擦角φ=38°；填土與墻背間摩擦角δ=19°，地基為巖石，地基容許承載力④砌體重度γ=22.5KNm3，砌體容許壓應力1.2設計依據①擋土墻課程設計任務書②《公路路基設計規范》JTGD30-245③《路基路面工程》第四版——人民交通出版社20142.初擬擋土墻結構形式、尺寸2.1墻身結構形式、尺寸擋土墻高6.2m，擋墻以上邊坡高a=1m，初擬擋墻頂寬1.0m2.2基礎結構形式、尺寸采用擴大淺基礎，初選基礎埋深為1.0m，厚度為0.5m，凈邊寬為0.25m，高寬比為2：1。擋墻形式如圖2-1圖2-1擋墻形式3.確定車輛荷載及當量土柱高度擋土墻設計中，換算均布土層厚度h0h0式中：γ——墻后填土重度q——附加荷載強度（KPa），按表3-1取值表3-1附加荷載強度q墻高H（m）q（KPa）≤2.020.0≥1010.0注：H=2.0~10.0m時，q由線性內插法確定。H=6.2m，由線性內插法確定q=20-（6.2-2）×20-10換算均布土層厚度h0= 4.破裂面棱體位置確定4.1破裂角θ計算假設破裂面交于荷載中部，如圖4-1，則有：ψ=α+δ+φ=-13.5°+19°+38°=43.5°式中：α——墻背傾斜角（°），俯斜墻背為正，仰斜墻背為負δ——墻背與填土間的摩擦角（°）φ——填土的內摩擦角（°）因為ψ圖4-1假設破裂面位置圖令破裂棱體的斷面面積S=AA=1=31.68B=1=9.24mtan=-=-0.95+1.28+0.95=0.7129m2θ=35.5°4.2驗算破裂面是否交于荷載范圍內破裂棱體長度L0車輛荷載分布寬度L=10m所以L破裂面如圖4-2圖4-2破裂面示意圖5.土壓力計算5.1主動土壓力計算根據路堤擋土墻破裂面交于荷載內部的土壓力計算公式：E=18.5×=72.47KNEE5.2土壓力作用點位置計算K1ZZx1土壓力對墻趾力臂計算ZZ6.穩定性驗算6.1受力分析,如圖6-1圖6-1受力分析圖墻體重量及其作用點位置計算：擋土墻按單位長度計算，為方便計算，把擋土墻和基礎分成兩個部分，上部分為四邊形，下部分為矩形：VGZG1=0.25+0.5+VGZ6.2抗滑穩定性驗算6.2.1滑動穩定方程水平基底，1.2G+γ式中：G——擋土墻自重ExEp——墻前被動土壓力的水平分量（KN），當為浸水擋土墻時，α0μ——基底摩擦系數，取0.45；γ1.2G+=(1.2×156.375+1.4×8.2)×0.45-1.4×72.02=-11.22<06.2.2滑動穩定系數KcKc式中：N——作用于基底上合理的豎向分力（KN），浸水擋土墻應計浸水部分的浮力；EpKc==1.03Kc所以抗滑穩定性不足6.3抗傾覆穩定性驗算6.3.1滑動穩定方程0.9GZG式中：ZGZxZyZp0.9GZ=0.9×139.5×1.49+16.875×0.75+1.4×(8.2×2.28-=68.35>06.3.2抗傾覆穩定系數K0K0= =139.5×1.49+16.875×0.75+8.2×2.28=2.14K0所以抗傾覆穩定性滿足要求。6.4基底應力和合力偏心距驗算6.4.1合力偏心距驗算e=M式中：M——作用于基底形心的彎矩MEMG上式中，彎矩為作用于基底形心的彎矩，所以計算時，先要計算對形心的力臂：根據前面計算過的對墻趾的力臂，可以計算出對形心的力臂。ZZZZe===1.2×=0.080m<B4所以基底合力偏心距滿足規范的規定。6.4.2基底應力驗算p==PPPmax=214.98KPa<6.5截面應力就算為了保證墻身具有足夠的強度，應根據經驗選擇1~2個控制斷面進行驗算，如1/2墻高處，以及墻身與基礎的銜接截面。強度計算按下式6-1Nj按每延米墻長計算：N式中：Njγ0ψCiNGNQ1NQiγQiγkRke0A——擋土墻構件的計算截面積（m2αKαK表6-1荷載組合系數表荷載組合ψI、II1.0III0.8施工荷載0.7表6-2抗力分項系數圬工種類受力情況受壓受彎、剪、拉石料1.852.31片石砌體2.312.31塊石砌體、粗料砌體1.921.31混凝土1.542.31表6-3圬工結構容許偏心距荷載組合容許偏心距I、II0.25BIII0.30B施工荷載0.33B1/2墻高處截面驗算：N=1.0（8.2×1.4+1.2×3.1×1×22.5）=95.18KNαKαNj墻身與基礎銜接截面驗算：N=1.0（8.2×1.4+1.2×6.2×1×22.5）=150.98≤7.改善措施7.1改善措施應采取改進措施以增強抗滑穩定性。更換地基持力層填土，選用質量較好的碎石類土，以增大基底摩擦系數，μ取0.60重新驗算抗滑動穩定性方程：1.2G+=(1.2×156.375+1.4×8.2)×0.60-1.4×72.02=18.65>0抗滑動穩定性系數：Kc===1.37Kc所以抗滑穩定性滿足要求。確定擋墻高6.2米，墻背仰斜坡度1:0.24（=13.5°），墻身分段長度20米。墻背填土重度γ=18.5KN/m3，內摩擦角φ=38°；填土與墻背間摩擦角δ=19°，地基為巖石，地基容許承載力砌體重度γ=22.5KNm3，砌體容許壓應力7.2工程數量表表7工程數量表墻高（m）斷面尺寸（m）混凝土（mhHHBb6.206.26.21.01.06.28.附屬設施設計8.1泄水孔布置對于重力式擋土墻，應沿墻高和墻長設置泄水孔，泄水孔應具有向墻外傾斜的坡度，其間距一般為2.0~3.0m，上下交錯設置。如圖8-1a）b）圖8-1擋土墻排水設施示意圖8.2沉降縫地基不均勻沉降而引起墻身開裂，應根據地基地址條件及墻高、墻身斷面的變化情況，設置沉降縫。重力式擋土墻，擋土墻高度突變或基底地質、水文情況變化處，應設沉降縫；平曲線路段擋土墻按折現布置時，轉折處宜設置沉降縫。沉降縫可全高設置，其寬度宜取0.002~0.03m。8.3墻后排水層如圖7-2圖8-2排水層示意圖9.設計圖紙及工程量9.1整體布局，如圖8-1圖9-