挡土墙计算实例

挡土墙计算一、设计资料与技术要求：1、土壤地质情况：地面为水田，有60公分的挖淤，地表1—2米为粘土，允许承载力为[σ]=800KPa；以下为完好砂岩，允许承载力为[σ]=1500KPa，基底摩擦系数为f在0.6~0.7之间，取0.6。2、墙背填料：选择就地开挖的砂岩碎石屑作墙背填料，容重γ=20KN/M3，内摩阻角=35º。3、墙体材料：7.5号砂浆砌30号片石，砌石γr=22KN/M3，砌石允许压应力[σr]=800KPa，允许剪应力[τr]=160KPa。4、设计荷载：公路一级。5、稳定系数：[Kc]=1.3，[Ko]=1.5。二、挡土墙类型的选择：根据从k1+120到K1+180的横断面图可知，此处布置挡土墙是为了收缩坡角，避免多占农田，因此考虑布置路肩挡土墙，布置时应注意防止挡土墙靠近行车道，直接受行车荷载作用，而毁坏挡土墙。K1+172断面边坡最高，故在此断面布置挡土墙，以确定挡土墙修建位置。为保证地基有足够的承载力，初步拟订将基础直接置于砂岩上，即将挡土墙基础埋置于地面线2米以下。因此，结合横断面资料，最高挡土墙布置端面K1+172断面的墙高足10米，结合上诉因素，考虑选择俯斜视挡土墙。三、挡土墙的基础与断面的设计；1、断面尺寸的拟订：根据横断面的布置，该断面尺寸如右图所示：1B=1.65m2B=1.00m3B=3.40mB=4.97m1N=0.22N=0.23N=0.051H=7.00m2H=1.50mH=9.49md0.75+2.5-1.65=1.6m=1arctanN=2.0arctan=11.3º=21=35º/2=17.5º2、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，附加荷载强度用直线内插法计算，为墙背填土重度。20201027210q201058q即q=13.75qh02075.13=0.6875四、挡土墙稳定性验算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+11.3º+17.5º=63.8ºtghHHdhA00222.06875.0249.949.96875.06.12=-0.178Atantancottantan178.08.63tan8.63tan35cot8.63tan500.05667.4或∴58.2664.77或，即58.2649.92.049.95.0HtgHtg=6.6431.6∴假设成立，破裂面交于荷载内。tantansincosaK31.11tan58.26tan8.6358.26sin3558.26cos=0.333tgtgdh131.1158.266.1tgtg=2.285HhHhK10112149.9285.2149.96875.021=1.111221KKHEaa11.1333.049.920212=333.21KPa)cos(axEE)5.1731.11cos(21.333=291.96KPa)sin(ayEE)5.1731.11sin(21.333=160.57KPa122102102)2(3KHhhhHhHZX11.149.92285.26875.0285.2249.96875.0349.9222=3.23mtanXYZBZ31.11tan23.397.4=4.32m2、抗滑稳定性验算：XYCEfEGK96.2916.057.1606.546=1.453≥[Kc]=1.3∴抗滑稳定性满足要求。3、抗倾覆稳定性验算XXYYGYZEZEZGMMK0023.396.29132.457.16071.1351=22.63≥[K0]=1.5∴抗倾覆稳定性满足要求。4、基底合力及合力偏心距验算NZBe2YXXYYGEGZEZEZGB257.16060.54623.396.29132.457.160713.1351297.4=0.82≤[e0]697.45.165.15.15.12BBAW=1.2483.0697.4682.0be97.482.06197.457.1606.546612,1BeBEGWMANymax=301.12KPa[σ]=1500KPa∴基底合力及合力偏心距满足要求。五、挡土墙截面墙身验算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+11.3º+17.5º=63.8ºtghHHdhA0110222.06875.02776875.06.12=-0.162Atantancottantan162.08.63tan8.63tan35tan8.63tan511.0577.4或∴09.2768.77或，即09.2772.07511.0HtgHtg=4.981.6∴假设成立，破裂面交于荷载内。tantansincosaK31.11tan09.27tan8.6309.27sin3509.27cos=0.333tgtgdh131.1109.276.1tgtg=2.24911101121HhHhK7249.2176875.021=1.13312021KKHEaa133.1333.0720212=184.92KPa)cos(axEE)5.1731.11cos(92.184=162.08KPa)sin(ayEE)5.1731.11sin(92.184=89.14KPa121210211012)2(3KHhhhHhHZX11.172249.26875.0249.2276875.037222=2.34mtan3XYZBZ31.11tan34.24.3=2.93m2、截面墙身强度验算：（1）、法向应力验算：NZBe211YXXYYGEGZEZEZGB111111111257.16085.38823.396.29175.257.16076.57024.3=0.54≤[e0]64.35.165.15.15.12BBAW=0.8557.064.3654.0be4.349.0614.357.16085.38861111112,1BeBEGWMANymax=275.66KPa[σr]=800KPa（2）、剪应力验算：4.308.1623111BEATx=47.66KPar=160KPa∴截面墙身强度满足要求。