重力式挡土墙设计实例P181

1、1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下：(1) 墙身构造：墙高5m,墙背仰斜坡度：1: 0.25 (= 14 02；墙身分段长度20m,其 余初始拟采用尺寸如图4 41示；(2) 土质情况：墙背填土容重 丫 =18N/m3,内摩擦角 =35;填土与墙背间的摩擦角S=17.5;地基为岩石地基容许承载力c= 500kPa,基地摩擦系数f=0.5;(3) 墙身材料：砌体容重丫 =20N/m3,砌体容许压应力c= 500kPa,容许剪应力t=80kPa。a- io 4一一 H9 Q-Hb1=0.98o 5 =H图4 41初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定：(1) 破裂角()的计算假设破裂面交于

2、荷载范围内，则有：=14：0217；3035 = 3828因为 90；111B0 -ab (b d)h0 丄H(H 2a 2h0)tan0 (0 0)h0 - H(H 2h0)tan2221 H(H 2h0)ta n211A。-(a H 2h)(a H) H(H 2h。)22根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:tg tg ctg tgB0 tgYAotg ctg tg tg tgtg3828 jctg35tg38；28tg3828tg14020.7945 . 1.428 0.7945 0.7945 0.250.729136 ；5 44(2) 验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契

3、体长度：L) H tg tg 5 0.7291 0.25 2.4m车辆荷载分布宽度：L Nb N 1 m d 2 1.8 1.3 0.6 3.5m所以L0 L,即破裂面交于荷载范围内，符合假设。3、荷载当量上柱高度计算:墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度:=16.25kN/m2,h0= q 軽180.9m4、土压力计算2%10 5.0 2 0.90 5.02171B0= ab b2根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式:d h1 -H2H 2a 2h tan = 0+0-25.0 5 0 2 0.9 tan 14 24.25EaA0 tanB0-

4、1817 0.72914.25:；sinsin 36 5 443828ExEacos49.25cos142173049.14KNEyEasi n49.25si n14217302.97KN5、土压力作用点位置计算：cos49.25KN匕=1+2h0. H 1+2 0.9.5 1.36cos 36 5 4435ZX1 H /3 h0/3K1 5/3 0.9/3 1.36 1.89mZx1 土压力作用点到墙踵的垂直距离;6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜，土压力对墙趾力臂：ZX ZX1 h|1.89 0.191.7mZy bi Zxtg0.98 1.7 0.25 1.41m7、稳定性验算(1)墙体重

5、量及其作用点位置计算：挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为 四边形，下部分为三角形：V b1 H10.98 4.484.71mG1 V 14.71 20= 94.28KNZG1 1/2 H1tgb|1.09mV2 1/2 b1 h1 0.5 0.98 0.19 0.093mG2 V211.86KNZG2 0.651 b 0.651 0.980.64m(2)抗滑稳定性验算：倾斜基地0.2( 0=1118 36 )，验算公式：1.1G Q1 EyEx tan 0Q2 Ep ta n1.1G Q1Ey tan 。Q1ExQ2EP01.1 96.14 1.42.

6、97 49.14 0.198 00.51.1 96.14 1.4 2.970.198 1.4 49.14 0105.75 1.4 2.97 9.730.5105.75 4.160.198 68.8014.73 0所以抗滑稳定性满足。(3) 抗倾覆稳定性验算:0.8GZgQ1 EyZxExZyQ1EpZp0.8 94.28 1.09 1.86 0.641.42.97 1.7 49.14 1.4106.8 0所以倾覆稳定性不足，应采取改进措施以增强抗倾覆稳定性。重新拟定b1 = 1.10m倾斜基地，土压力对墙址力臂：ZX=1.7mZy brZxtg1.10 1.7 0.25 1.53mV b1 H

7、11.10 4.815.29mGi 5.29 20105.82KNZgi 0.5 H1tgb10.5 4.81tg1402 1.101.15mV20.5b1H10.5 1.10 0.190.10mG20.1045 202.09KNZg2 0.651 b10.72m0.8GZgQ1 EyZxExZyQ1EpZp0.8105.82 1.15 2.09 0.721.42.97 1.7 49.14 1.5300.36 0所以倾覆稳定性满足。&基地应力和合力偏心矩验算1）合力偏心矩计算M1.2 Me 1.4 MgeegN1G GQ1 Ey W COS 0Q1 Ex sin 0根据前面计上式中弯矩为作用与

8、基底形心的弯矩，所以计算时先要计算对形心的力臂: 算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。BZG1 ZG1 1.15 0.55 0.6m2ZG2 ZG2 旦 0.72 0.55 0.17m2BZxZx tan 0 1.7 0.55 0.198 1.81m2Zy Zy 旦 1.53 0.55 0.98m2M1.2 Me 1.4 MGe一一 -；N1G GQ1 Ey W COS 0Q1 Ex Sin 01.2EyZy ExZx1.4 G1ZG1 G2ZG2一 GQ1 Ey W COS 0Q1 Ex S巾 01.22.97 0.98 49.14 1.811.4105.82 0.6 2.09 0.1

9、7107.91 1.2 1.4 2.97 00.98 1.4 49.14 0.190.096m B仁40.275m所以基底合力偏心矩满足规范的规定。2）基地应力验算Ni i 6eA B144.056 0.0961 -1.10 1.10Pmax 199.53kPaPmin 62.38kPapmax 199.53kPa 500kPa所以基底应力满足要求。9. 截面内力计算墙面墙背平行，截面最大应力出现在接近基地处，由基地应力验算可知偏心矩及基地应 力满足地基承载力，墙身应力也满足，验算内力通过，墙顶顶宽1.10m，墙高5m。10. 设计图纸及工程量（1） 典型断面如图4 42所示，立面布置图4 43所示， 平面布置图4 44所示。（2）挡土墙工程数量见表4 27。工程数量表 表4 27墙咼（单位：m）断面尺寸（单位：m)7.5号浆砌片石（单位：m3/ m）h1HH 1B1b15.00.195.04.811.10