挡土墙计算书文档格式.docx
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墙背形式
墙背斜度
挡墙高度（m）
挡墙以上边坡高度
俯斜
无扩大基础
前墙垂直
1:
0.25
6
a=0
墙高、墙背仰斜坡度等初始拟定的尺寸详见表1所示，挡土墙顶宽1米，基底水平。
挡土墙分段长度为12-20米不等，初始拟定的挡墙断面形式如图1所示。
图1初始拟定的路肩式挡土墙断面示意图
1.土质情况
详见表2所示。
表2墙背填土及地基设计参数
重度γ
（kN／m
）
内摩擦角φ（゜）
填土与墙背间的内摩擦角δ（゜）
地基容许承载力【σ】
基底摩擦系数f
19.8
40.5
20
510
0.55
2.墙身材料：
详见表3所示。
表3墙身材料设计参数
砌体重度γ
砌体容许压应力【σ】
砌体容许剪应力【τ】
21
340
90
3.参数
1、挡土墙前的被动土压力不计算；
挡土墙上暂不考虑栏杆作用。
2、车辆荷载换算，按照墙高确定附加荷载强度进行换算，墙高小于2米时，取20kN/㎡，墙高大于10米时，取10kN/㎡，墙高在2-10米之间时，附加荷载强度用直线内插法计算。
3、按照最小墙高1.5米，最大墙高如表1所示，顶面高度相同，挡墙设置长度100米，挡土墙分段长度可以取12—20米不等，绘制挡土墙立面布置示意图，并标明泄水孔、沉降缝等设施。
1.2设计依据
1.挡土墙课程设计任务书
2.《公路路基设计规范》JTGD30--2015
3.《路基路面工程》（第四版）黄晓明，人民交通出版社股份有限公司，2014
2、初拟挡土墙结构形式和尺寸
墙高、墙背仰斜坡度等初始拟定的尺寸详见表1所示，初拟挡土墙顶宽1米，基底水平。
图2初始拟定的路肩式挡土墙断面示意图
3、确定车辆荷载
1.可按表3-1确定车辆荷载，当墙高H=2-10米时，q由线性内插法确定。
3-1附加荷载强度
墙高H（m）
q（kN/m2）
20.0
10.0
故
2.荷载当量土柱高度计算
墙高6m，按墙高确定附加荷载强度进行计算。
式中：
—墙后填土重度
—附加荷载强度
4、破裂棱体位置确定
4.1破裂角
的计算
4.2验算破裂面是否交于荷载范围内
破裂棱体长度：
车辆荷载分布宽度：
所以
即破裂面交于荷载范围内，符合假设。
5、土压力计算
5.1土压力计算
根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算公式：
5.2土压力作用点位置计算
表示土压力作用点到墙踵的垂直距离。
土压力对墙趾力臂计算
基底水平，土压力对墙趾的力臂：
6、稳定性验算
6.1受力分析
图6-1受力分析图
6.2抗滑稳定性验算
挡土墙按单位长度计算，为方便计算，从墙趾处沿竖直方向把挡土墙分为俩部分，右部分为三角形，左部分为矩形。
6.2.1抗滑稳定性验算
基底水平（
），验算公式：
式中：
G—挡土墙自重力
——墙背主动土压力的水平与垂直分力
——墙前被动土压力的水平与垂直分力，当浸水挡土墙时，
=0；
——基底倾斜角；
——基底摩擦系数，可通过现场试验确定；
——主动土压力和墙前被动土压力分项系数；
6.2.2抗滑动稳定性系数
N——作用于基底上合力的竖向力（KN），浸水挡土墙应计浸水部分的浮力;
——墙前被动土压力水平分量的0.3倍。
所以抗滑稳定性满足要求
6.3抗倾覆稳定性验算
6.3.1抗倾覆稳定性方程
——墙身、基础及其上的土重力重心及作用于墙顶的其他荷载的竖向力合力重心到墙趾的水平距离。
——墙后主动土压力垂直分力作用点到墙趾的水平距离；
——墙后主动土压力水平分力作用点到墙趾的垂直距离；
——墙前被动土压力的水平分量到墙趾的距离。
6.3.2抗倾覆稳定性系数
所以满足抗倾覆稳定性要求。
6.4基底应力和合力偏心矩验算
6.4.1合力偏心矩计算
上式中，弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时，先计算对形心的力臂：
根据前面计算的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。
所以基底合力偏心矩满足规范规定。
6.4.2基底应力计算
所以基底应力满足要求。
6.5墙身截面应力计算
根据经验取1/2墙高处进行强度验算，当构件采用分项安全系数的极限状态设计时，荷载效应不利组合的设计值，应小于或等于结构抗力效应的设计值。
1、强度计算
按每延米墙长计算：
——设计轴向力（KN）
——重要性系数，取
——荷载组合系数，取
=1.0
——分别为恒载（自重及襟边以上土重）引起的轴向力（KN）和相应的分项系数。
——主动土压力引起的轴向力（KN）
——被动土压力、水浮力、静水压力、动水压力、地震力引起的轴向力。
——以上各项轴向力的分项系数。
——抗力分项系数
——材料极限抗压强度（KPa）
A——挡土墙构件的计算截面面积。
——轴向力偏心系数，按下式计算：
所以，
满足,故强度满足要求。
2、稳定计算
因为
，故为矮墙。
可取
所以
，
满足稳定性要求。
7、改善措施
7.1改善措施
进行稳定性验算时全部满足要求，故不需要再做改善。
确定挡墙高6米，墙背仰斜坡度1:
0.25，顶宽1.5m；
墙背填土重度19.8kN/m³
，内摩擦角40.5°
，填土与墙背间摩擦角20°
；
地基为岩石，地基容许承载力510KPa，基底摩擦系数f=0.55，砌体重度21kN/m³
，砌体容许压应力340kPa，容许剪应力90kPa。
挡土墙尺寸如图7-1所示：
图7-1改善后的挡土墙尺寸图
进行稳定性验算时满足要求，具体在第6章已经验算，故不需要再做改善。
7.2工程数量表
表7-1工程数量表
墙高（m）
断面尺寸（m）
M7.5浆砌片石（
H
B
b
3
1.5
4.84
8、附属设施的设计
8.1泄水孔设计
通常在非干砌挡土墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔，如图8-1所示。
泄水孔尺寸可根据泄水量大小分别采取5cm
10cm、10cm
10cm、15cm
20cm的方孔，或直径为5—10cm的圆孔。
对重力式挡土墙应沿墙高和墙长设置泄水孔，泄水孔应具有向墙外倾斜的坡度，其间距一般为2.0—3.0m，上下交错设置。
最下排泄水孔的底部应高出地面0.3m，泄水孔的进水侧应设反滤层，厚度不应小于0.3m。
在最下排泄水孔的底部，应设置隔水层。
当墙背料为非渗水性土时，应在最底排泄水孔的底部至墙顶以下0.5m高度内，填筑厚度不小于0.3m的砂砾石竖向反滤层，反滤层的顶部应以0.3-0.5m厚的不渗水材料做封闭。
故泄水孔尺寸为
，每3m布置一个，泄水孔高出地面30cm。
如下图所示：
图8—1排水设施示意图
8.2沉降缝与伸缩缝
重力式挡土墙，一般沿墙长10—15m或与其他建筑物连接处应设置伸缩缝。
挡土墙高度突变或基底地质、水文情况变化处，应设置沉降缝伸缩缝与沉降缝可全高设置，其宽度宜取0.02—0.03m，缝内沿墙内外顶三边填塞沥青麻筋或沥青木板，塞入深度不应小于0.15m。
当墙背为填石且冻害不严重时，可仅留空隙，不塞填料。
故路肩墙墙体间隔20m设置沉降缝一道，按折线布置时，转折处设沉降缝，其宽度取0.02m。
缝内用沥青麻絮嵌塞，塞入深度不小于0.15m。
8.3墙厚排水层
墙背均应设置50cm厚的砂砾透水层，并做土工布封层，排水管3%的横坡。
挡土墙典型断面图如图8-2所示：
图8—2典型断面图
8.4结构大样图
图8-3结构大样图
9、立面设计
9.1整体布局
图9—1整体布局
9.2挡土墙总体方案布置图
图9-2立面布置示意图
10、参考文献
3.《路基路面工程》（第四版）黄晓明，人民交通出版社股份有限公司，2014
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