擋土墻課程設(shè)計示例

1、 目 錄（一）路基工程擋土墻設(shè)計基本資料-2（二）擋土墻的自重及其重心計算-2（三）墻后填土和車輛荷載所引起的土壓力計算-3（四）按基礎(chǔ)寬、深作修正的地基承載力特征值-5（五）基底合力偏心距驗算 -5 （六）地基承載力驗算-6（7） 擋土墻及基礎(chǔ)沿基底平面、墻踵處地基水平面的滑動穩(wěn)定驗算-6（八）擋土墻傾覆穩(wěn)定驗算-7（九）擋土墻截面強度和穩(wěn)定驗算-8（十）路基工程擋土墻設(shè)計參考文獻-11重力式擋土墻設(shè)計驗算示例（一） 設(shè)計基本資料墻身及基礎(chǔ)填料及地基 擋土類型仰斜式路肩墻填料種類重度(kn/m)砂類土 19 墻高h(m) 5.00填料內(nèi)摩擦角() 35 墻面坡度 1:0.25填料與墻背摩擦角

2、 墻背坡度 1:0.25基礎(chǔ)頂面埋深（m）0.80 砌筑材料 m5漿砌mu50片石地基土類別重度(kn/m)密實砂類土 21砌筑材料的重度(kn/m) 23地基土承載力特征值(kn)400地基坡度tan 0.20基底與地基土摩擦系數(shù)0.40圬工砌體間的摩擦系數(shù) 0.70地基土摩擦系數(shù)0.80公路等級及荷載強度 片石砂漿砌體強度設(shè)計值公路等級一級抗壓0.71汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)公路i-級軸心抗拉0.048墻頂護欄荷強度7彎曲抗拉0.072直接抗剪0.120已建擋土墻的截面尺寸見圖1，試按本細則的規(guī)定對其進行驗算：（二） 擋土墻自重及重心計算：取單位墻長（1m），如圖2虛線所示，將擋土墻截面劃分為三部分，

3、截面各部分對應(yīng)的墻體重量為： 截面各部分的重心至墻趾（）的距離： 單位墻長的自重重力為： 全截面重心至墻趾的距離： （三） 后踵點界面處，墻后填土和車輛荷載所引起的主動土壓力計算按本細則表4.2.5的規(guī)定，當(dāng)墻身高度為5m時，附加荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 換算等代均布土層厚度為： 因基礎(chǔ)埋置較淺，不計墻前被動土壓力。當(dāng)采用庫侖土壓力理論計算墻后填土和車輛荷載引起的主動土壓力時候，計算圖式如圖3所示： 按本細則附錄a.0.3條所列土壓力計算公式，計算結(jié)果如下： 因d=0，故 墻頂至后踵點 后踵點土壓力為：單位墻長（1m）上土壓力的水平分量：單位墻長（1m）上土壓力的豎直分量：土壓力水平分量的作用點至墻趾的距

4、離： 土壓力豎直分量的作用點至墻趾的距離：（四） 按基礎(chǔ)寬、深作修正的地基承載力特征值基礎(chǔ)最小深（算至墻趾點）：，符合基礎(chǔ)最小埋深的規(guī)定；但，所以修正后的地基承載力特征值等于地基承載力特征值。 按本細則表5.2.8的規(guī)定，當(dāng)采用荷載組合h時，地基承載力特征值提高系數(shù)k=1.0,故=1.0400=400（kpa） 驗算地基承載力時，計入作用在擋土墻頂面的護欄荷載強度與車輛附加荷載標(biāo)準(zhǔn)值，基底應(yīng)力計算的力系圖可參見圖4.（五） 基底合力的偏心距驗算：按本細則5.2.1條的規(guī)定：在地基承載力計算中，基礎(chǔ)的作用效應(yīng)取正常使用極限狀態(tài)下作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。 作用于基底形心處的彎矩： 作用于傾斜基底的垂直力

5、： 傾斜于基底合力的偏心距為：偏心距驗算符合本細則表5.2.4及公式（5.2.2-4）的規(guī)定。（六） 地基承載力驗算：有本細則公式（5.2.2）可算得： 基底最大壓應(yīng)力與地基承載力特征值比較： =400（kpa）地基承載力驗算通過。（七） 擋土墻及基礎(chǔ)沿基底平面、墻踵處地基水平面的滑動穩(wěn)定驗算： 按本細則5.2.1條規(guī)定：計算擋土墻及地基穩(wěn)定時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下的作用效應(yīng)組合。（1） 沿基地平面滑動的穩(wěn)定性驗算（圖5）不計墻前填土的被動土壓力，即，計入作用于墻頂?shù)淖o欄重力?；瑒臃€(wěn)定方程應(yīng)符合： 按本細則表4.1.7規(guī)定，土壓力作用的綜合效應(yīng)增長對擋土墻結(jié)構(gòu)起不利作用時，,則有：符

6、合沿基底傾斜平面滑動穩(wěn)定方程的規(guī)定。抗滑動穩(wěn)定系數(shù)： 本細則表5.3.5規(guī)定，荷載組合ii時，抗滑動穩(wěn)定系數(shù)，故本例沿傾斜基底的抗滑動穩(wěn)定系數(shù)，符合本細則的規(guī)定。（2） 沿過墻踵點水平面滑動穩(wěn)定性驗算（見圖6）計入傾斜基底與水平滑動面之間的土楔的重力，砂性土粘聚力c=0。 滑動穩(wěn)定方程應(yīng)符合： 即： 計算結(jié)果符合滑動穩(wěn)定方程的規(guī)定?？够瑒臃€(wěn)定系數(shù)： 符合本細則抗滑動穩(wěn)定系數(shù)的規(guī)定。（八） 擋土墻繞墻趾點的傾覆穩(wěn)定驗算不計墻前填土的被動土壓力：（1） 傾覆穩(wěn)定方程應(yīng)符合： 即：計算結(jié)果符合傾覆穩(wěn)定方程的規(guī)定。（2） 抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)： 本細則表5.3.5規(guī)定，荷載組合ii時，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)故本例的

7、抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)符合本細則規(guī)定。（九）擋土墻身正截面強度和穩(wěn)定驗算取基頂截面為驗算截面：（1）基頂截面壓力計算（圖7） 由墻踵點土壓力的計算結(jié)果： ； 基頂截面寬度：基頂截面處的計算墻高為： 按：;基頂處的土壓力為：單位墻長（1m）上土壓力的水平分量： 單位墻長（1m）上土壓力的豎直分量： 土壓力水平分量的作用點至基頂截面前緣的力臂長度： 土壓力豎直分量的作用點至基頂截面前緣的力臂長度： （2）基頂截面偏心距驗算：截面寬度：取單位墻長（1m），基頂截面以上墻身自重：墻身重心至驗算截面前緣力臂長度： 墻頂防撞護欄重量換算集中力：護欄換算集中力至驗算截面前緣的力臂長度： 按本細則公式（6.3.5）計

8、算，查表6.3.5-1取綜合數(shù)應(yīng)組合系數(shù)并按表4.1.7的規(guī)定，取荷載分項系數(shù)截面形心上的豎向力組合設(shè)計值為： 基底截面形心處，墻身自重及護欄重量作用的力矩： 基底截面形心處，墻身自重及護欄重量作用的力矩： 按本細則表4.1.7的規(guī)定，分別取作用分項系數(shù)：根據(jù)本細則表6.3.5-1的規(guī)定，取綜合效應(yīng)組合系數(shù)截面形心上的總力矩組合設(shè)計值： 查本細則表6.3.6得合力偏心距容許限值為： 截面上的軸向力合力偏心距：符合偏心距驗算要求，應(yīng)按本細則公式（6.3.8-1）驗算受壓構(gòu)件墻身承載力。（3） 截面承載力驗算：由前計算結(jié)果知，作用于截面形心上的豎向力組合設(shè)計值為： 按本細則表3.1.5的規(guī)定，本擋土墻之結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為：查本細則表6.3.8得長細比修正系數(shù)：由本細則公式（6.3.8-3）計算構(gòu)件的長細比： 按本細則6.3.8條規(guī)定：由公式（6.3.8-1）得構(gòu)件軸向力的偏心距和長細比對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)： 墻身受壓構(gòu)件抗力效應(yīng)設(shè)計值：因為