毕业设计（论文）-悬臂式挡土墙设计计算说明书

目录目录11前言前言.111.1毕业设计的目的和意义.11.2挡土墙的概述.11.3挡土墙的类型及适用条件.21.3.1重力式挡土墙.21.3.2悬臂式挡土墙.21.4挡土墙设计的基本要求.222挡土墙设计基本资料挡土墙设计基本资料.332.1工程地质背景.32.2工程地质评价与建议.333悬臂式挡土墙的方案设计悬臂式挡土墙的方案设计.333.1悬臂式概述.33.2悬臂式挡土墙设计步骤及内容.43.3悬臂式挡土墙设计计算.43.3.1土压力计算.53.3.2墙身尺寸计算.53.3.3墙体稳定性和基底应力验算.83.3.4墙身配筋或裂缝开展宽度计算.103.3.5裂缝开展宽度计算.123.3.6斜截面抗剪强度验算.133.4悬臂式挡土墙施工工艺.1444重力式挡土墙的方案设计重力式挡土墙的方案设计.14144.1重力式挡土墙概述.144.2重力式挡土墙的类型.144.3重力式挡土墙构造.154.4重力式挡土墙设计计算.154.4.1主动土压力计算.154.4.2设计挡土墙截面.174.4.3重力式挡土墙稳定性验算.174.4.4重力式挡土墙应力验算.184.5重力式挡土墙施工工艺.1955挡土墙的经济技术对比分析挡土墙的经济技术对比分析.19195.1悬臂式挡土墙的工程算量.195.2重力式挡土墙的工程算量.195.3挡土墙的经济技术对比分析.1966桥梁桩基桥梁桩基.19196.1工程地质资料.196.2桩基设计计算.206.2.1桩基的布置.206.2.2桩基的应力计算.226.3桩基检算.276.4桩身配筋设计.276.5桩基施工工艺及施工注意事项.2977总结与展望总结与展望.29297.1总结.297.2展望.31悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙设计计算1.1工程地质资料公路江门段K23+000-K23+110地面标高：150.00m；挡墙顶面标高：155.00m地层顺序：1.种植土含腐殖质约0.4m；2.低液限粘土：可-硬塑，厚度大于1.0m；地基容许承载力200-250KPa3.泥岩全风化。呈硬塑状，厚度大于2.3m地基容许承载力250KPa.4.硅化灰岩：弱风化层，岩质较硬，厚度大于3.2m，地基容许承载力800KPa-1200KPa1.2设计资料悬臂式路肩挡土墙墙高6m，顶宽b=0.25m，力壁面坡坡度1:m=1:0.05，基础埋深h=1m。墙背填土重度=18kNm3，内摩擦角=30。地基土内摩擦角D=30，摩擦系数f=0.4，容许承载力=250KPa活荷载为公路-级，其等代土层厚度h0=0.7m。抗滑动和抗倾覆安全系数Kc1.3，K01.5。钢筋混凝土结构设计数据(1)混凝土标号C15，R=15MPa，抗压设计强度Ra=8500kPa，弹性模量Eh=2.3107kPa，抗拉设计强度Rl=1.05MPa(2)I级钢筋抗拉设计强度Rg=2.4105kPa，弹性模量Eg=2.1108kPa(3)裂缝容许宽度max=0.2mm。2.土压力计算由朗金公式计算土压力（=0）得全墙土压力E及力臂y为333.030cos1130cos111coscoscoscoscoscoscos222222aKkPaKHhkPaKhaHah16.40333.0)67.0(18)(27.3271.067.0180003.墙身尺寸计算3.1底板长度B假设底板厚度h3=0.5m，则mhh5.0301当=18kNm3，f=0.40时，查表得重度修正系数=1.07得踵板长度B3为得踵板修正长度为得趾板长度为取B1=0.4m地板长度mBBBBB69.314.082.253.02.033213.2力壁厚度力壁根部截面（Hi=H1=5.5m）得该截面的剪力Q1为根据桥规第4.1.2条，计算内力为(1)按配筋要求确定厚度mHhHHhykNKHhHEa19.2)67.02(36)67.03()2(3)3(07.133333.0)87.021(61821)21(2100202mmHbBmhHH53.05.505.025.05.51231)07.1330(82.253.01807.1)7.06(40.007.13330.1)(203kNEExmBhHfEKBxcmmHB14.05.505.05.02113mBBKfHBHhcHh17.0)82.253.0(25.0)16.4020.4(3.116.4020.4264.05.0)(25.0)(25.032001mkNKhHHMkNKhHHQaiiaii67.229333.0)7.035.5(15.51861)3(cos6174.113)5.0(202101mkNMMkNQQjj60.27567.2292.12.149.13674.1132.12.11111取配筋率=0.7%，有截面有效厚度(2)按斜裂缝限制要求确定厚度截面有效厚度为力壁厚度由配筋率控制，取h0=0.48m，保护层厚度为0.04m，则力壁厚度为0.48+0.04=0.52m4d，故上面所用计算公式与使259444100.67322.010268.08.0322.06460000mkNIEEImdImkNmh155437.0100.6778.160000mkNnNNi58504180003.1210AmlfUPiimdU024.560.122201.260.125.041mdA)4()34(22220dlKdK3266800220KKkPall30812)6.14(103)36.14(106800lllP3491306)30812(01.28.0120024.55.0ml02.1334913065850用条件相符）再根据下式判断是否属于弹性桩故属弹性桩，应按弹性基础计算。2.4计算桩顶刚度系数1、2、3、4、1-当承台底面沿桩轴线方向作单位位移时所引起的桩顶处的轴向力；（如图所以.未画）2、3-当承台底面沿桩轴线垂直方向作单位位移时所引起的桩顶处的横向力（剪力）和弯矩；（如图所以.未画）3、4-当承台底面顺图示方向作单位转角时，所引起的桩顶处的横向力（剪力）和弯矩。（如图所以.未画）2.4.1求1已知：故2.4.2求2由及查表得YH=0.18519.25437.01l4l则2.4.3求35.2681.513437.0al001111ACEAll3002220022617800001360000m)(62.9)25.3(4)6.3(5.318.610tan1326.14tan201.241026)(211300.5mkNlCDDmDAmmmldDmdAkPaEmlml；值取柱桩距柱桩距，当为柱桩距钻孔摩擦桩mkN561103.2862.9780000101.21026135.051mkNEImkNEImkNEIEIYH5533552255321059.5100.667437.01080.12100.67437.01028.29100.67437.0mkN10034.1185.01059.5552MEIY23由及查表得YM=0.35919.21l4l则2.4.4求4由及查表得M=0.95819.21l4l则2.5计算承台座板底面处之竖向位移b、水平位移及转角2.5.1计算bb、2.5.2计算给定荷载下承台座板的变位b、a和又则2.6计算桩顶内力2.6.1桩顶轴向力NikN5531060.4359.01080.12MEI4mkN5541005.28958.01028.29mkNnmkNxnkNnmkNnbbnii102.113103.2841088.45875.14103.281005.2841040.181060.4410136.410034.1455152551214553552cmmNbbb16.01059.1102.1131800035)1(1000064.0)1040.18(1088.45810136.41121025552kNmMHa410552108.261000064.09000)1040.18(5501088.458radHM4105521003.31000064.0550)1040.18(900010136.4000kN36000kN150045001003.375.1103.28418000451iixnNN所以kNNi6000max2.6.2桩顶弯矩Mi2.6.3桩顶剪力Hi2.7计算局部冲刷线处桩截面上的弯矩M0和剪力H02.8局部冲刷线处桩身水平位移X0和转角0系数Ax、Bx、A和B可根据y=0（地面处y=0）及查表得0.4l则2.9计算桩身弯矩mkNaMi383108.261060.41003.31005.28454534kNaHi7.1371003.31060.4108.2610034.1454532kNHmkNlHMMii7.1375.30557.137383010BEIMAEIHBEIMAEIHXxx020020300751.1621.1621.1441.2BABAxxradcmmX455045501057.3)751.1(1028.295.305)621.1(1080.127.137099.01088.9621.11080.125.305441.21059.57.137MMMMMMyBABABMAHM5.3053155.305437.07.13700系数AM、BM值可根据y值及从AM、BM系数表查得。今将局部冲刷线以0.4l下任意深度y处之My值列表进行计算，详细见下表，并将整根桩上弯矩变化图绘于下图。My计算表ayyAMBM312.5AM215BMMy00010215.0215.00.20.450.1970.99861.6214.6276.20.40.910.3770.986117.8212.0329.80.61.360.5290.959165.3206.2371.50.81.820.6460.913201.9196.3398.212.270.7230.851225.9183.0408.91.22.730.7620.774238.0166.4404.41.43.180.7650.687239.1147.7386.81.63.640.7370.594230.3127.73581.84.090.6850.499214.1107.3321.424.550.6140.407192.987.5280.42.250.5320.32166.368.8235.12.65.910.3550.175110.937.6148.536.820.1930.07660.316.376.63.57.950.0510.01415.93.018.949.09000002.10桩基检算2.10.1检算基桩的容许承载力已知：作用于桩顶Nimax=6000kN桩自重（考虑了水的浮力作用）而桩的轴向容许承载力而10125.860.113dl故，所以kN543)1025(186.142AmlfUPii21022201.260.144mdA3266)4()34(2222220KKdlKdKkPa1202)60.1413(1026)360.14(106800取m0=0.8则主力加附加力时候尚可提高20%2.10.2桩身配筋设计桩径d=1600mm，桩长l0=18m；混凝土强度的等级为C20，纵向钢筋采用R235级钢筋，箍筋采用R235级钢筋。类环境条件，安全等级为一级。混凝土抗压强度设计值fsd=9.2MPa，R235级钢筋抗压强度设计值，轴心压力计算值N=0Nd=1.118000=19800kN。MPafsd1951）截面设计由于长细比，故可以按螺旋箍筋柱设计。1225.111600180000dl（1）计算所需的纵向钢筋截面面积取纵向钢筋的混凝土保护层厚度为c=60mm，则可得到核心面积直径柱截面面积核心面积假定纵向钢筋配筋率，则可得到008.0现选用2925，。21.14236mmAs（2）确定箍筋的直径和间距S由式子且取Nu=N=19800kN，可得到螺旋箍筋换算截面面积As0为kNP5852120201.28.013120024.521kNNkNPkNP65435434.70224.702258522.1max22220096004160014.34mmdAmmcddcor148060216002)1339733(3217194644148014.34)(2222mmAAmmdAcorcorcor2137561339733008.0mmAAcors)(9.00sdssosdcorcdudAfAkfAfNN)35591.1423625.0(25.049.873019521.1423619517194642.99.0198000009.0220mmAmmkfAfAfNAssdsdscorcds现选12单肢箍筋的截面积。这时，螺旋箍筋所需的间距为由构造要求，间距S应满足和，故取S=60mm40mm。截面设计布置如图所示（.未画）2）截面复核经检查，如图（未画）所示截面构造布置符合构造要求。实际设计截面的则可得检查混凝土保护层是否会剥落？)19800(68.2784579.185635.15.1kNNkNNuu故混凝土保护层不会剥落。2011