C20毛石混凝土

1、C20毛石混凝土一般来说毛石混凝土用在基础工程的多。如毛石混凝土带形基础、毛石混凝土垫层等。也有用在大体积混凝土 浇筑，为了减少水泥用量减少发热量对结构产生的病害，在浇筑混凝土时加入一定量毛石。浇筑混凝土墙体较 厚时，也参入一定量的毛石，如毛石混凝土挡土墙等。毛石混凝土施工中，参入的毛石一般为体积的25%左右，毛石的粒径控制在200以下；具体操作先放浆再放入毛石、保证浆体充分包裹住，毛石在结构体空间中应保证其布置均匀。毛石混凝土施工1施工准备。毛石应选用坚实、未风化、无裂缝、洁净的石料，强度等级不低于MU20毛石尺寸不应大于所浇部位最小宽度的1 /3，且不得大于30厘米；表面如有污泥、水锈，应

2、用水冲洗干净。2 施工方法(1)毛石混凝土的厚度不宜小于400毫米。浇筑时，应先铺一层815厘米厚混凝土打底，再铺上毛石，毛石插入混凝土约一半后，再灌混凝土，填满所有空隙，再逐层铺砌毛石和浇筑混凝土，直至基础顶面， 保持毛石顶部有不少于10厘米厚的混凝土覆盖层。所掺加毛石数量应控制不超过基础体积的25 %。如果是在钢筋混凝土基础内放置毛石，可以先用绑丝将毛石吊在钢筋上再浇灌混凝土。( 2)毛石铺放应均匀排列，使大面向下，小面向上，毛石间距一般不小于10厘米，离开模板或槽壁距离不小于15厘米。(3)对于阶梯形基础，每一阶高内应整分浇筑层，并有二排毛石，每阶表面要基本抹平；对于锥形基础，应注意保持

3、斜 面坡度的正确与平整，毛石不露于混凝土表面。1前言平果铝一期和二期工程重力式挡土墙断面设计通常采用倾斜基底的措施抗滑动。相同主动土压力且数值较大的情况下，当基底摩擦系数较大时，所需砌体体积不大；而当基底摩擦系数较小时，所需砌体体积明显变 大，不经济。本文通过实例说明基底设置砼凸榫抗滑动的措施比倾斜基底可节约20 %左右的挡土墙圬工体积。另外，本文还提出了一种较好方法一一代数法来设计挡土墙最经济断面尺寸，克服了过去试算法反复试算的缺占八、2设计实例2.1实例基本情况平果铝业公司游泳馆南侧边坡在雨季期间稳定性很差。为了确保馆内人员和建筑物安全，我受有关部门委 托，搞好边坡排水措施的同时决定在坡脚

4、设计一挡土墙来解决安全问题。挡土墙设计有关参数如下：墙背土内摩擦角二35o。墙高H= 5m，主动土压力E=126.11KN (水平分力Ex=120.28KN ，竖直分力Ey=37.92KN )，作用点与墙踵距离为H/3。墙高 H1 = 4.70m 承受主动土压力E1=111.43KN (水平分力 E1x=106.28KN，竖直分力E1y=33.51KN )。浆砌毛石容重 丫 =22kN/m3,基底摩擦系 数卩=0.25，地基承载力f= 170kPa。墙身采用 Mu20毛石、M5水泥砂浆砌筑。砼凸榫标号为C20 ,砼弯曲抗拉应力设计值ft= 1100kpa，剪应力设计值fv = 660kpa，弯

5、曲抗压应力设计值 fcm = 11000kpa。毛石砌体沿砼 表面滑动摩擦系数卩1= 0.60。设计时以1.0米长挡墙为计算单位。下面分别采取倾斜基底和基底设置砼凸榫两种抗滑动措施来设计断面尺寸，然后将两者结果进行比较。2.2倾斜基底抗滑动2.2.1断面设计采取倾斜基底抗滑动措施来设计一断面尺寸，顶宽设为代数b，墙面坡度、台阶宽度和高度分别选取经验值1: 0.20、0.40m、0.60m。本人认为由于基底摩擦系数较小，采取此种措施倾覆稳定系数和基底偏心距容易 满足设计要求，而滑动稳定系数难以满足，成为决定断面尺寸的主要因素(后面的挡土墙验算可以说明)。下面利用代数法以设计要求滑动稳定系数Ks

6、1.30为条件计算顶宽b最小值，从而得出满足设计要求的最经济断面面积。(1) 有关设计参数用含顶宽b的代数式表示：得出关系式(5.0 0.60 0.2B ) X0.2+0.4+b=B,整理后得底宽B = 0.96b+1.23。计算断面各部分自重对O点力矩：G1=1/2 ( 0.04b+0.83 ) ( 0.19b+4.15 ) X22 = 0.08b2 3.56b+37.89 , X1 = 0.40+2/3( 0.04b+0.83 )=0.03b+0.95 ；G2 = b ( 0.19b+4.15 ) X22 = 4.18b2+91.30b , X2 = 0.40+ ( 0.04b+0.83

7、) +0.5b = 0.46b+1.23G3 = 0.60 X (0.96b+1.23 ) X22 = 12.67b+16.24 , X3 = 1/2 (0.96b+1.23 )= 0.48b+0.62 ；G4 = 1/2 (0.19b+0.25 ) ( 0.96b+1.23 )= 2b2+5.21b+3.38 , X4 = 2/3 (0.96b+1.23 )= 0.64b+0.82 所以每米自 重之和刀G= 0.10b2+105.62b+57.51。每米 自重对 0 点力矩之和 刀GX=0.64b3+48.10b2+130.14b+48.84。断面面积 S = 0.0045 b2+4.80b

8、+2.61。(2) 倾覆稳定系数 Ks =(刀G+ Ey ) cos a 0+Ex sin a 0 Ex cos a0-(刀G+Ey)sin a 0将刀G、Ey 和 Ex 各代数式及设计要求Ks 1.30代入上式，整理后得关于 b的代数方程：0.051b2- 53.34b+99.01 0 ,解得 b 1.86m。(3) 挡土墙设计参数确定：顶宽b选取最小值1.86m作为设计值，算得B = 3.02m , EG = 253.62kN ,刀GX =453.19kN m。2.2.2挡土墙验算(1 )倾覆稳定系数验算： Kt= ( E GX + Ey B )/ Ex (H/3-0.2B)=( 453.

9、19+37.92 X 3.02 ) / 120.28 X(5/3-0.2 X3.02 )= 4.42 1.60 (远远满足设计要求)。(2) 滑动稳定系数验算：根据上一节断面设计”过程的计算，当b = 1.86m时，Ks = 1.30 (刚刚满足设计要求)。(3) 基底偏心距验算:e = B/2 EGX + Ey B Ex (H/3-0.20B)/( EG+ Ey)= 3.02/2 453.19+37.92 X 3.02 120.28 X / 5/3 0.20 X3.02 )/ / 253.62+37.92 )= 0.003 v B/6 = 3.02/6 = 0.50m (远远满足设计要求)。

10、/ 4)地基承载力验算：P = (EG + Ey ) cos a o/B= /253.62+37.92 ) Xcos11.31o/3.02 = 94.67 vf = 170kpa ; Pmax / Pmin ) = / EG + Ey ) (1 6ecos a o/B)cos a o/B=( 253.62+37.92 ) /1 6X0.003cos11.31o/3.02 ) cos11.31o/3.02 = 94.66 0.55 = 95.21 / 94.11 ) kpa , Pmax=95.21kpa v 1.2f = 1.2 X170 =204kpa (远远满足设计要求)。/ 5)墙身截面

11、强度验算：远远满足设计要求，限于篇幅验算过程从略。2.2.3挡土墙断面面积根据上述验算，选取顶宽b = 1.86m时刚刚满足设计要求，这时断面面积S = 11.53 m2o2.3基底设置砼凸榫抗滑动2.3.1墙身断面设计采取基底砼凸榫抗滑动措施来设计一断面尺寸，顶宽仍设为b,墙面坡度、台阶宽度和高度分别为 1 : 0.20、0.40m、0.60m。本人认为采取此种措施砼凸榫容易满足滑动稳定性和倾覆稳定性要求，而基底偏心距难以满 足，成为决定断面尺寸的主要因素(后面挡土墙验算可以说明)。下面利用代数法以设计要求基底偏心距ew B/6为条件计算顶宽b最小值，从而得出满足设计要求的最经济墙身断面面积

12、。/1 )有关设计参数用含顶宽b的代数式表示：计算底宽B = b+1.28。计算断面各部分自重对O点力矩：G1=1/2X 0.88 X4.40 X22 = 42.59 , X1 = 0.40+2/3 X0.88 = 1.0 ;G2 = bX4.40 X22 = 96.80 , X2 = 0.40+0.88+1/2b = 1.28+0.5b ;G3 =( b+1.28 ) X0.60 X22 = 13.20b+16.90 , X3 = 1/2 / b+1.28 )= 0.5b+0.64。所以每米自重 EG=110b+59.49，每米自重对 O点力矩之和 EGX=55b2+140.80b+52.8

13、4 。墙身断面面积 S1 =5b+2.70。(因下一节 砼凸榫断面设计”中的砼凸榫凸出部分重力占墙体总重很小，且对墙身稳定有利，为了 简化计算故忽略不计)。/ 2)基底偏心距：e = B/2 (E GX + Ey B H/3) / (E G+ Ey ),将 EG、E GX、Ey、Ex 和 B 的代数式及 设计要求ew B/6代入上式，整理后得出关于顶宽b的代数方程：18.33b2+99.32b 140.65 0,解得 b 1.17m。/ 3)挡土墙设计参数确定：顶宽b选取最小值1.17m作为设计值，算得B = 2.45m , EG = 188.19kN , EGX=292.28 kN -m。基

14、底偏心距 e = B/6 = 0.408m。/ 4)挡土墙墙身断面面积：S1 = 8.55m2。2.3.2砼凸榫断面设计。凸出部分高X宽砼凸榫分为两部分，嵌入墙身部分面积和重力计入墙身(素砼容重与毛石砌体取值相同)设为ht bt。下面利用设计要求滑动稳定系数ks 1.30和砼本身材料强度条件分别计算ht和Bt值(1 )基底应力计算：d max ( d min) = (EG +Ey) (1 e/B)/B =( 188.19+37.92 ) (1坨.408/2.45 ) /2.45=92.29 92.29 = 184.58 (0) kpa。假设 B1 = 0.90m，贝V d3= diB2/B =

15、 184.58 1.55/2.45 = 116.78kpa。凸榫前立面被动土压力Ep = 1/2 ( dl+d3) tg2 (45o+ /2 )= 1/2(184.58+116.78 ) tg2 (45o +35o /2 )= 556.04kpa。(2) 凸出部分高度计算：由滑动稳定系数表达式ks =ht Ep + ( d2 + d3 B2卩/2/Ex及设计要求ks 1.30 推导得：ht 1.3Ex ( d2 + d3) B2/2/Ep = 1.30 120.28 (0+116.78 ) X1.55 X0.25/2/556.04 = 0.24m。(3) 凸出部分宽度计算：按断面弯矩计算Bt

16、( 3ht2Ep y m/ft) 1/2 = 3X0.242 X556.04 X2.31/1100 = 0.46m ;按 断面剪 力计算 Bt htEp 丫 m/f= 0.24 X556.04 X2.31/660 = 0.45m。选取两者中较大值Bt = 0.46m作为设计值(ym为材料安全系数，砼受弯拉和剪力取2.31 )。(4) 砼凸榫断面面积：嵌入墙身部分S2 = 0.3B = 0.3 X2.45 = 0.735怦(含在墙身 S1 = 8.55怦中)；凸出 部分 S3 = htBt = 0.24 X0.46 = 0.11m2。2.3.3挡土墙验算(1) 倾覆稳定性验算：Kt= (EGX

17、+ Ey B )/ Ex H/3 =( 292.28+37.92 X 2.45 ) / (120.28 X5/3 )= 1.92 1.60 (满足设计要求)。(2) 滑动稳定性验算：根据上一节砼凸榫断面设计”过程的计算，当ht = 0.24m时Ks = 1.30 (刚刚满足设计要求)。这表明ht只需较小值即可满足挡土墙整体滑动稳定性设计要求。(3) 基底偏心距验算：e = 0.408m B/6 = 2.45/6 = 0.408m (刚刚满足设计要求)。(4) 地基承载力验算：P =(EG + Ey ) /B =( 188.19+37.92 ) /2.45 = 92.29 v f= 170kpa

18、 ; Pmax=d max = 184.58kpa v 1.2f = 1.2 X70 = 204kpa (满足设计要求)。(5) 砼凸榫与毛石砌体交接处截面1强度验算：截面1以上墙体有关参数计算：高度H1 = 4.70m，每米自重EG1= 172.02kN，每米自重对 01点力矩之和 EG1X1 = 272.56 kN -m。截面 1 偏心距：e1 = B/2 (丫 GEG1X1 + E1yB E1x H1/3 ) / ( 丫 GEG1+E1y ) = 2.45/2 (1.2 X272.56+33.51 X 2.45 106.28 X4.7/3 )/(1.2 X172.02+33.51 )= 0.214m B/6= 2.45/6 = 0.408m (结构 自重对结构本身不利时荷载分项系数yG取1.20 )。截面 1正应力：d max( d min)= ( 丫 GEG1+E1y)(15e1/B)/B=(1.2X172.02+33.51)