加筋土擋土墻設(shè)計

1、加筋土擋土墻設(shè)計設(shè)計資料如下：（1） 路基寬度為7.5m，擋土墻高度為7.44m。（2） 荷載標準為公路-20級（3） 面板選用2.0m×1.0m矩形混凝土板，板厚12cm，混凝土強度等級C20.（4） 筋帶選用聚丙烯土工帶，帶寬為18mm，厚度為1.0mm，容許拉應(yīng)力，似摩擦系數(shù)，筋帶要求抗拔穩(wěn)定系數(shù)。（5） 筋帶節(jié)點的水平間距，垂直間距。（6） 填料為砂性土，濕密度，內(nèi)摩擦角。（7） 地基的物理參數(shù)為，內(nèi)摩擦角，粘聚力，天然重度。圖1 加筋土擋土墻計算圖式（尺寸單位：mm）按荷載組合進行結(jié)構(gòu)計算： 1.計算公路-20級重車作用下的等代土層厚度 （1）計算公路-20級作用時，取重車

2、的擴散長度，已知公路-級重車的前后軸距，車輪接地長度，則 。（2）計算荷載布置寬度該擋土墻為路肩墻，活動區(qū)已進入路基寬度，按規(guī)定分別用路基寬度和活動區(qū)寬度計算等代土層厚度，取較大者對應(yīng)的。車輛橫向布置為后輪中線距路面邊緣0.5m。破裂面距離加筋體頂部面板的水平距離為，進入路面0.42m。1） 按路基全寬布置汽車荷載求因路面寬為7.5m，橫向可布置兩臺重車，故2） 按活動區(qū)寬度布置汽車荷載求因破裂面進入路面內(nèi)0.42m，僅能布置一側(cè)重車車輪的一半，故取，。取2. 計算各層拉筋的土壓力系數(shù)靜止土壓力系數(shù)主動土壓力系數(shù)加筋土中側(cè)向土壓力系數(shù)隨的變化規(guī)律如下： 當當以第6層拉筋為例計算，其他各層拉筋的

3、土壓力系數(shù)計算結(jié)果列入表1。，由上述公式3.計算各層拉筋所受的拉力一般情況下的加筋擋土墻，筋帶所受拉力按下列公式計算； 對于路肩式擋土墻 對于路堤式擋土墻 式中：第i單元筋帶所受的拉力，。第6層拉筋所受的拉力為 4. 計算筋帶設(shè)計斷面及每束筋帶根數(shù)根據(jù)每個單元筋帶所受的拉力，可按下式計算該單元筋帶的設(shè)計斷面積 式中：第i單元筋帶設(shè)斷面積，； 拉筋容許應(yīng)力，； 筋帶容許應(yīng)力提高系數(shù)，參考有關(guān)規(guī)范確定。已知筋帶寬為18mm，厚度為1.0mm，容許拉應(yīng)力，當荷載組合1時，按規(guī)定筋帶容許應(yīng)力提高系數(shù)。第6層筋帶設(shè)計斷面積為 第6層筋帶每束需要的根數(shù)為 5. 計算筋帶長度（1）計算加筋土簡化破裂面尺寸簡

4、化破裂面垂直部分距面板背部的水平距離為：簡化破裂面上段高度：簡化破裂面下段高度： （2）筋帶的總長度由活動區(qū)長度和錨固區(qū)長度兩部分組成筋帶錨固長度計算不計車輛荷載引起的抗拔力，錨固長度按下式計算： 對于路肩式擋土墻 對于路堤式擋土墻 式中：筋帶要求抗拔穩(wěn)定系數(shù)，參考有關(guān)規(guī)范取值； 筋帶與填料的似摩擦系數(shù)； 第i單元筋帶寬度總和，m。第6層筋帶錨固區(qū)長度為 筋帶活動區(qū)長度可按一下公式計算：當時，有 當時，有 第6層筋帶活動區(qū)長度為 則筋帶長度 。表1 筋帶拉力、根數(shù)、長度計算表筋帶層號計算值采用值ni每束筋帶根數(shù)10.250.7175 2.4754 49.50753 22.92.21 25.11

5、 16520.750.7045 4.1918 83.83555 7.762.21 9.97 10531.250.6915 5.8432 116.86356 5.412.21 7.62 10541.750.6785 7.4296 148.59158 3.692.21 5.90 10552.250.6655 8.9510 179.019510 2.762.21 4.97 10562.750.6525 10.4074 208.147512 2.192.21 4.40 16573.250.6395 11.7988 235.975513 1.943.11 5.05 16583.750.6265 13.1

6、252 262.503515 1.622.73 4.35 16594.250.6135 14.3866 287.731516 1.472.35 3.82 165104.750.6005 15.5830 311.659517 1.341.97 3.31 205115.250.5875 16.7144 334.287519 1.171.60 2.77 205125.750.5745 17.7808 355.615520 1.071.22 2.29 205136.250.5680 18.9996 379.99221 10.84 1.84 245146.750.5680 20.4196 408.392

7、23 0.910.47 1.38 245157.250.5680 21.8396 436.79224 0.840.09 0.93 2456. 確定墻體斷面、筋帶長度和筋帶數(shù)量由上表1可以看出，各層筋帶長度自上而下逐漸減小，而且第一層筋帶長度與最底層筋帶長度相差很大，考慮到施工方便，各層筋帶長度應(yīng)取一致，即墻體采用矩形斷面，為此，各層筋帶長度均采用5m。為了保證錨固區(qū)有足有的錨固力，每層每束筋帶的數(shù)量應(yīng)予以調(diào)整，調(diào)整后的筋帶數(shù)量見表1。7. 外部穩(wěn)定性驗算1、 基礎(chǔ)底面地基應(yīng)力驗算路堤式擋土墻上的車輛附加荷載的布置范圍為路堤全寬度，地基應(yīng)力驗算時的作用力系(如圖2)。地基應(yīng)力驗算時，地基上的作用

8、效應(yīng)采用正常使用極限狀態(tài)下的標準組合，地基承載力采用特征值。圖2 基礎(chǔ)地面地基應(yīng)力驗算圖（單位：mm）作用于地基的力系計算如下：(1)基底面上垂直力N由圖算出各填土分塊的重量： 基底面上垂直力為： (2)墻背AB上的水平土壓力E路基頂面A處的水平土壓力： 基底面B點處水平土壓應(yīng)力： 水平土壓力：水平土壓力作用點： (3)求各力對基地重心O點的力矩 (4)基底合力偏心距及地基應(yīng)力：地基承載力特征值的提高系數(shù)在組合I時取1.0，故修正后黃土的地基承載力特征值為： 因為，所以故地基承載力滿足要求，不必對地基進行特殊處理。2、基底滑動穩(wěn)定驗算荷載組合I時抗滑穩(wěn)定系數(shù)；加筋體與地基的摩擦系數(shù)；不計墻前被

9、動土壓力。 (1)滑動穩(wěn)定方程： (2)抗滑動穩(wěn)定系數(shù)： 由上(1)(2)驗算結(jié)果知：加筋體基底滑動穩(wěn)定驗算滿足要求。3、 傾覆穩(wěn)定驗算作用于墻體的力系與基底滑動驗算時相同。當為荷載組合II時，要求的傾覆穩(wěn)定系數(shù)；不計墻前被動土壓力(如圖2)。(1)求各力對墻趾點的力矩 (2)傾覆穩(wěn)定方程： (3)傾覆穩(wěn)定系數(shù)按公式(3-16)計算： 由上(1)(2)(3)驗算結(jié)果知：加筋體的抗傾覆穩(wěn)定性驗算滿足要求。8. 加筋體整體穩(wěn)定性驗算圖3 圓弧條分法計算簡圖（單位：mm）最危險滑動面的位置，由經(jīng)驗得知，設(shè)定圓弧滑動面時，最不利圓心位置常位于如圖所示區(qū)域內(nèi)，但比較精確的位置需試算確定。一般采用網(wǎng)格法，

10、逐步逼近最不利圓心位置，求出其整體穩(wěn)定系數(shù)，即滿足整體滑動穩(wěn)定性。對于本設(shè)計，任取一點作為假定最危險滑動面的圓心如圖3。計算結(jié)果如表3所示。表3 整體滑動穩(wěn)定計算表土條編號土條重量 (kN)土條重心至圓心水平距離(m)(°)Xi(m)ci (°)(kPa)Xi*ci(kPa)(kN)(kN)17.819.02775.763516201.60.50 7.61 220.618.52673.653516127.752.31 18.97 329.768.02552.7351694.54.89 24.38 436.947.52602.35351682.255.30 32.00 542.937.02502.15351675.257.91 32.88 648.036.52452.04351671.49.74 33.96 752.446.02410.91351631.8511.35 34.40 856.275.52370.69351624.1512.89 33.86 959.615.02342.02351670.714.17 33.33 1062.514.52302.06351672.115.52 31.26 1165.034.02272.163516