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1、1(一)重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墙身构造:墙高 5m,墙背仰斜坡度:1:0.25(1402) ,墙身分段长度 20m,其余初始拟采用尺寸如图 340 示;(2)土质情况:墙背填土容重=18kN/m3,内摩擦角=35;填土与墙背间的摩擦角17.5;地基为岩石地基容许承载力500kPa,基地摩擦系数 f=0.5;(3)墙身材料:砌体容重=20kN/m3, 砌体容许压应力500kPa,容许剪应力80kPa。11H5.0h =0.190h 10.2:11:0.251:0.25H =4.81b =0.98xy0图 340初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定
2、:(1)破裂角()的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:14 0217 303538 2890因为00000111()(22)tan0(00)(2)tan222Babbd hH HahhH Hh01(2)tan2H Hh 00011(2)()(2)22AaHhaHH Hh根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:200BtgtgctgtgtgA tgctgtgtgtg 38 283538 2838 2814 02tgctgtgtgtg 0.79451.4280.79450.79450.25 0.729136 5 44(2)验算破裂面是否交于荷载范围内:破裂契体长度:05 0.7291
3、 0.252.4LH tgtgm车辆荷载分布宽度:12 1.8 1.30.63.5LNbNmdm所以0LL,即破裂面交于荷载范围内,符合假设。3、荷载当量土柱高度计算:墙高 5 米,按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法,计算附加荷载强度:q16.25kN/m2,016.250.918qhm4、土压力计算011205.0205.01722AaHaH 0h0.9011122tan5.0 502tan14 24.25222BabbdH Ha 00hh0+0-0.9根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式: a0036 5 4435tan1817 0.7291 4.2549.25sin
4、sin 36 5 4438 28EABKNcoscosXa49.2514 217 3049.14EEKNcoscosyasin49.25sin14 217 302.97EEKN5、土压力作用点位置计算:5 1.36H 10K1+2h1+2 0.9X101/3/35/30.9/3 1.361.59ZHhKm查数学手册X1Z土压力作用点到墙踵的垂直距离;36、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜,土压力对墙趾力臂:XX111.590.191.4ZZhmy1X0.98 1.4 0.251.33ZbZ tgm7、稳定性验算(1)墙体重量及其作用点位置计算:挡墙按单位长度计算,为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土
5、墙分为两部分,上部分为四边形,下部分为三角形:1110.98 4.484.71VbHm114.71 20 94.28GVKNG11111.09ZH tgbm/2查数学手册21110.5 0.98 0.190.093Vbhm/22211.86GVKNG20.6510.651 0.980.64Zbm查数学手册(2)抗滑稳定性验算:00.211118 36倾斜基地:() ,验算公式:Q1yx0Q2P0Q1y0Q1xQ2P1.1tantan1.1tan0GEEEGEEE1.1 96.14 1.42.9749.14 0.19800.51.1 96.14 1.4 2.970.198 1.4 49.140
6、105.75 1.4 2.979.730.5105.754.160.19868.8010.280所以抗滑稳定性满足。(3)抗倾覆稳定性验算:GQ1yxxyQ1pp0.80GZE ZE ZE Z0.8 94.28 1.09 1.86 0.641.42.97 1.449.14 1.3302.50 所以倾覆稳定性不足,应采取改进措施以增强抗倾覆稳定性。重新拟定 b11.02m 倾斜基地,土压力对墙址力臂:X1.4Zmy1x1.02 1.4 0.251.37ZbZ tgm41111.02 4.814.91VbHm14.91 2098.12KNG G1110.50.54.87 14 021.021.11
7、ZH tgbtgm2110.50.5 1.02 0.190.10Vb Hm20.0969 201.94GKNG210.6510.66ZbmGQ1yxxyQ1pp0.80GZE ZE ZE Z0.8 94.12 1.11 1.94 0.661.42.97 1.449.14 1.3301.440所以倾覆稳定性满足。8、基地应力和合力偏心矩验算1)合力偏心矩计算EG1Q10Q101.21.4 cossinGyxMMMeNGEWE上式中弯矩为作用与基底形心的弯矩,所以计算时先要计算对形心的力臂:根据前面计算过的对墙趾的力臂,可以计算对形心的力臂。G1G11.090.510.582BZZm G2G20.
8、640.510.132BZZm XX0tan1.40.51 0.1981.52BZZm yy1.330.510.822BZZm EG1Q10Q101.21.4 cossinGyxMMMeNGEWE 1122Q10Q101.21.4cossinyyxxGGGyxE ZE ZG ZG ZGEWE 1.22.97 0.8249.14 1.51.498.12 0.58 1.94 0.13 100.14 1.2 1.4 2.9700.98 1.4 49.14 0.1910.0440.26mBm所以基底合力偏心矩满足规范的规定。52)基地应力验算161NepAB252.556 0.0411.021.02m
9、ax307.02kPapmin188.17kPap max307.02kPa500kPap所以基底应力满足要求。9.截面内力计算墙面墙背平行,截面最大应力出现在接近基地处,由基地应力验算可知偏心矩及基地应力满足地基承载力,墙身应力也满足,验算内力通过,墙顶顶宽 1.02m,墙高 5m。10.设计图纸及工程量(1)典型断面如图 341 所示,立面布置图 342 所示, 平面布置图 343 所示。(2)挡土墙工程数量见表 328。工程数量表表 328墙高(单位:m)断面尺寸(单位:m)7.5号浆砌片石(单位:m3/ m)h1HH1B1b15.00.195.04.811.021.024.84路肩墙墙体间隔 20 米设置沉降缝一道, 缝内用沥青麻絮嵌塞; 泄水孔尺寸 1010cm, 2-3米布置一个,泄水孔应高出地面不小于 30 厘米;墙背均应设置 50 厘米砂砾透水层,并做土工布封层;60.19排水管回填砂砾厚50厘米土工布3%1.0231:0.251.025.030%1:0.254.810.2:1图 341 典型断面图20锥坡2沉降缝沉降缝20沉降缝2路肩边缘线20泄水孔2图 342 立面布置图图 343 平面布置图