挡土墙稳定分析计算书.doc

挡土墙稳定分析根据工程的需要假设墙的高度H为4.8m,墙顶的宽度b为0.8m,确定墙底的宽度B为4.72m，基础埋深2m，前趾延长1m,后趾延长1m,坡比为1：0.4。选用墙身材料为浆砌石的重力式挡土墙，此类型的挡土墙具有构造简单、施工方便、就地取材等优点，是工程中常被广泛采用的一种挡土墙形式。为防止挡土墙堤防冻融变化，挡土墙后填筑1m宽砂砾料，坡比为1：0.5；挡土墙设两排排水孔，孔径110mm，孔距为3m,上下排间距为2m，错开布置，排水管外填筑粗细碎石，防止换填体渗出堵塞排水管。为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂，需按墙高和地基性质的变异，设置沉降缝，同时，为了减少圬工砌体因收缩硬化和温度化作用而产生裂缝，需设置伸缩缝。挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起，每隔10m设置一道，缝宽3cm，自墙顶做至基底，缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青木板等具有弹性的材料。以2+000桩号挡土墙水流最不利断面进行计算，取2+000底高程186.3m作为设计挡土墙底高程；挡土墙顶高程为191.10m，从安全计，挡土设计计算高度为4.8m。其余尺寸见计算简图，分别对挡土墙断面结构的抗滑、抗倾覆、基底压力和结构内力进行复核计算，根据计算结果逐渐调整确定其余断面尺寸。 挡土墙断面简图a) 第一种情况：墙前无水，墙后填土稳定计算1、主动土压力按SL3792007水工挡土墙设计规范中按郎肯土压力公式:式中：P1、P2、P3主动土压力，KN/m;q 作用在墙后填土面上的换算后的均部荷载，KN/m2；土的重度, KN/m3 , 取19.00 KN/m3 ；水的浮重度，KN/m3；取10KN/m3；K a主动土压力系数， Ka=0.36；h1墙后地下水位以上土压力计算高度，m ;h2墙后地下水位以下土压力计算高度，m ;经计算得P=85.28 KN/m 其中：1) 式中：填土的内摩擦角，取28。；计算得Ka=0.36.2) 式中：h墙顶面以上的等待填土高度，m； B0 不计车辆荷载作用时墙体的宽度，当墙后填土面为水平时，稳定岩石坡面坡角，取50。；墙背摩擦角，取45。； L考虑一辆重车在挡土墙纵向分布的计算长度，m（大于分段长度时L取15m ）;L0前后轴距加轮胎着地长度。除汽20级重车为5.6m外，其余均为4.2m;G0布置在B0L面板内的车轮总重。注：该设计取公路等级为三级，车辆荷载等级为汽车10级，履带50进行计算。经计算得出q=3.8 KN/m2.2、抗滑移稳定：按SL3792007水工挡土墙设计规范中公式:式中：Kc按抗剪强度计算的容许抗滑稳定安全系数；f挡土墙底面与地基土之间的抗剪摩擦系数，取0.4；浆砌石的重度，取22.00 KN/m3G作用于挡土墙基底全部竖向荷载之和，为557.70 KN/m；H作用于挡土墙全部水平向荷载之和，为85.28K/m；经计算得Kc =2.621.3, 因此满足设计要求。2、抗倾覆稳定： 按SL3792007水工挡土墙设计规范中公式:式中：MV作用于墙体的荷载对墙前趾产生的稳定力矩，为1465.33KNm ； MH作用于墙体的荷载对墙前趾产生的倾覆力矩，为358.95 KNm；K0抗倾稳定安全系数。经计算得K0=4.081.5, 因此满足设计要求。3、地基承载力计算公式：式中：e 偏心距；F 基底面积； R 地基土的容许承载力，取2000Kpa；经计算： max1951.94 KPa 1.2R=1.22000=2400KPamin680.39 KPa 1.2R=1.22000=2400KPa根据以上验算结果表明，挡土墙的抗滑稳定、抗倾稳定和基底压力均满足工程设计的要求。故不需要重新验算。结构内力计算重力式挡土墙墙身应按构件偏心受压及受剪验算其水平截面应力，水平截面应力计算值应小于墙身允许应力值。按SL3792007水工挡土墙设计规范中公式:式中：M墙身计算截面的弯矩, KNm，为136.4 KNm； G墙身计算截面以上所有竖向荷载(包括自重)的总和, KN;P墙身计算截面以上所有水平向荷载的总和KN，为85.28KN；l 1墙身计算截面以上所有竖向荷载的合力作用点至计算截面形心轴的距离,m;l 2墙身计算截面以上所有水平向荷载的合力作用点至计算截面形心轴的距离,m; 墙身计算截面的正应力最大、最小值Kpa; A0 墙身计算截面的面积，m2， 为2.72 m2；W墙身计算截面的截面距,m3， 为1.23 m3；墙身计算截面的剪应力, Kpa;根据砌体结构设计规范（GB500032001），经计算得110.65KPa ftm =130KPa31.35 KPa fv =210KPa水平截面应力计算值小于墙身允许应力计算值，满足要求，故不