挡土墙计算实例

第1页共6页挡土墙计算实例一、设计资料与技术要求：1、概况：大泉线K3+274到地面K3+480路基左侧侵占河道，为防止水流冲刷路基设置路肩挡土墙。2、确定基础埋深：参照原路段设置浆砌片石护坡，基础埋深设置1.5m；基底土质取砂类土，基底与基底土的摩擦系数μ=0.3，地基承载力基本容许值f=370kPa。3、墙背填料：选择天然砂砾做墙背填料，重度γ=18kN/m3，内摩擦角φ=35º,墙后土体对墙背的摩擦角δ=（2/3）φ=23º。4、墙体材料：采用浆砌片石砌筑，采用M7.5号砂浆、MU40号片石，砌石γr=23KN/M3，轴心抗压强度设计值[σa]=1200KPa，允许剪应力[τj]=90KPa，容许弯拉应力[σwl]＝140KPa。路基设计手册P6045、设计荷载：公路一级。6、稳定系数：抗滑稳定系数[Kc]=1.3，抗倾覆稳定系数[Ko]=1.5。二、挡土墙的设计与计算；1、断面尺寸的拟订：查该路段路基横断面确定最大墙高为6.8m，选择仰斜式路肩挡土墙，查标准图确定断面尺寸，如下图所示：2、换算等代均布土层厚度0h：根据路基设计规范，qh0，其中q是车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m时，取20KN/m2；墙高大于10m时，取10KN/m2；墙高在2~10m之间时，附加荷载强度用直第2页共6页线内插法计算，为墙背填土重度。kPa1410)1020(2108.610qqh01814=0.78kPa3、计算挡土墙自重并确定其重心的位置A墙=9.104m3,则每延米挡土墙自重G=γA墙l0=23×9.104×1KN=209.392KN挡土墙重心位置的确定可用桥通辅助工具里面计算截面型心的工具来查询，对于同一种材料的物体来说，形心位置和重心位置重合。墙趾到墙体重心的距离ZG=1.654m。4、计算主动土压力假定破裂面交于荷载内，采用《路基设计手册》（第二版）P557表3-2-1主动土压力第二类公式计算：=35º-14º+23º=44ºtanA14tan=0.249Atantancottantan249044443544.tantancottan74006712.或.根据函数运算法则得48365069.或.，即4836.在图上画出破裂面，可以看出破裂面交于荷载内，顾假设成立。tantansincosaK14-4836444836354836tan.tan.sin.cos=0.158第3页共6页HhK01218678021..=1.2291221KKHEaa229115808618212...=80.811kN)cos(axEE)cos(.2314-81180=79.816kN)sin(ayEE)sin(.2314-81180=12.642kN1033KhHZy，22913780386...=2.478m因为基底为倾斜2950.，yyZZ=2.478-0.295=2.183tanyZBZx1418324761tan..=2.020m设计中一般不考虑被动土压力以保守。5、抗滑稳定性验算：参数选取：主动土压力系数ΥQ1=1.4（1）稳定方程092188167941-311tan6421241387209113031181679642.1241387.2091111112121....）....（.）.tan.(..tan).()tan(.EpQEQEQGEEQGxoYoXY故满足要求（2）稳定系数311tan642123872098167930311tan816.796421238720900.)..(..)...（tan)(tan）(，，yXpPXycEGEEEEEGK=2.011.3故满足要求所以抗滑稳定性满足要求6、抗倾覆稳定性验算（1）稳定方程087968183281679020264212416541387209808021.)....(....）（.PPYXXYGZEQZEZEQGZ满足（2）稳定系数第4页共6页XXYYGZEZEZGK01832816790202642126541387209......=2.134≥[K0]=1.5∴抗倾覆稳定性满足要求。7、基底压应力及合力偏心距验算因为基地是倾斜的所以NZBe200cos2sin）（XYyXxYGEEGZEZEZGB3118167931164212387209183281679020264212654138720925051.sin..cos)..(.......=0.82≤[e0]697.45.165.15.15.12BBAW=-0.0942510650516|0940|...bekPaBeAN16821350510940615051311816793116421238720961.....sin..cos)..(maxkPaBeAN9519650510940615051311816793116421238720961.....sin..cos)..(maxmax=213.168KPa[σ]=370KPa∴基底合力及合力偏心距满足要求。三、挡土墙截面墙身验算我们取墙身底的截面进行验算，如下图示1、土压力计算假定破裂面交于荷载内，采用《路基设计手册》（第二版）表3-2-1主动土压力第三类公式计算：=35º-14º+23º=44ºtanA14tan=0.249Atantancottantan249044443544.tantancottan74006712.或.根据函数运算法则得48365069.或.，即4836.∴假设成立，破裂面交于荷载内。tantansincosaK14-4836444836354836tan.tan.sin.cos=0.158第5页共6页HhK01210678021..=1.261221KKHEaa26115800618212...=64.502kN)cos(axEE)cos(2314-64.502=63.708kN)sin(ayEE)sin(.2314-50264=10.090kN1033KhHZy2613780306...=2.206mtanyZBZx1420623501tan..=1.900m2、截面墙身强度验算：A墙=8.1m3,则每延米挡土墙自重G1=γA墙l0=23×8.1×1KN=186.3KN挡土墙重心位置的确定可用桥通辅助工具里面计算截面型心的工具来查询，对于同一种材料的物体来说，形心位置和重心位置重合。墙趾到墙体重心的距离ZG1=1.425m。（1）、法向应力验算：NZBe221YXXYYGEGZEZEZGB11111111220901031862062708639109010425131862351.........=-0.05≤[e0]337502502..B0.25B2为容许偏心距，故满足（路基设计规范P40）（2）、抗压承载力验算：（查路基设计规范P38公式）①强度计算参数选取，结构重要性系数Υ0=1.0（路基设计规范P32）98401212561822020.BeBeK为轴向偏力影响系数，Υf=2.31为圬工抗力分项系数fcu=材料极限抗压强度1200KPa0869031212003519840σ39196a210.....fKAKNN故满足第6页共6页②稳定验算220s161311BessK0.483为偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数sα由《路基设计规范》P39表5.4.4-3查得，为0.002，sβ=BH2=8.889308333312120035198404830σ39196a210......fKKAKNN故满足。（3）抗剪强度验算剪力N=Ex=67.708KN3517086722..BEANx=50.154KPaj=90KPa故截面墙身抗剪强度满足要求。三、挡土墙绘图依照我们公司的习惯绘制横断面图