由已知设计资料和工程地质条件.doc

由已知设计资料和工程地质条件，所设的重力式挡土墙墙高9米，顶宽1米，底宽5米，选择浆砌块石砌筑，墙背垂直，如图2-1所示。 图6 重力式挡土墙的截面尺寸图 2．．1土压力计算 墙体自重W = 根据拟建挡土墙的条件浆砌块石，查得墙背摩擦角为，此处取，墙后填土倾斜，=25， 则查表可知主动土压力系数Ka=0.46,墙后填土选择为黄土，容重为13.6~15.7kN/m,取为14.2 kN/m。所以 土压力的竖向分力： 土压力的水平分力： 2．2．2抗滑移稳定性验算 2．2．3抗倾覆稳定性验算 求出作用在挡土墙上诸力对墙趾O点的力臂： 自重W的力臂： 将挡墙的截面分为一个矩形和一个三角形分别计算自重： 如图所示，得各自力臂： Eay的力臂：b=5.0m Eax的力臂：h=3.0m 应用公式可得抗倾覆稳定安全系数： 2．2．4地基承载力验算 ①作用在基础底面上总的竖向力： N=W+Eay=648+90.5=738.5KN/m ②合力作用点与墙前趾O点的距离： ③偏心距： ④基底边缘力： ⑤要求满足下列公式： 由于基底为碎石土，密实状态下，基底的承载力f=800kPa. 所以〈f=800kPa 基底平均应力及最大压力均满足要求。 最终确定挡土墙的尺寸：顶宽1.0m,底宽5.0m。 2．3 扶壁式挡土墙的设计 扶壁式挡土墙的设计内容主要包括墙身构造设计、墙身截面尺寸的拟定，墙身稳定性和基底应力及合力偏心距验算、墙身配筋设计和裂缝开展宽度等。 2．3．1墙身构造设计 扶壁式挡土墙墙高不宜超过15m，一般在9—10m左右，段长度不宜大于20m，扶肋间距应根据经济性要求确定，一般为1/4—1/2墙高，每段中宜设置三个或三个以上的扶肋，扶肋厚度一般为扶肋间距的1/10—1/4，但不应该小于0.3m。采用随高度逐渐向后加厚的变截面，也可以采用等厚式，以便于施工。 墙面板宽度和墙底板的厚度与扶肋间距成正比，墙面板顶宽不得小于0.2m，可采用等厚的垂直面板。墙踵板宽一般为墙高的1/4—1/2，且不小于0.5m。墙趾板宽宜为墙高的1/20—1/5，墙底板板端厚度不小于0.3m。 如图2-1所示。 2．3．2截面尺寸拟定 根据《建筑边坡工程技术规范》及工程地质条件，此扶壁式挡土墙墙高拟定为H=10m,分段长度为20m,扶肋间距L=4m,扶肋宽度0.6m。墙面板顶宽b=300m,为了利于施工，采用等厚垂直面板，墙底板板端厚度0.4m,墙踵板宽度B1=1m。 a) b) 图2-1 扶壁式挡土墙构造（单位cm） a) 平面图； b)横断面图 2．3．3 土压力的计算 图2-2 主动土压力计算图 其中 ，，。 如图2所示，扶壁式挡土墙墙背垂直，BC为开挖后的土坡坡面，作为第一破裂面，BC与垂直方向的夹角为25度，ADBC即为破裂棱体。这个棱体作用着三个力，即破裂棱体的自重W，主动土压力的反力Ea，破裂面的反力R。其中Ea的方向与墙背成角，由工程地质条件所给得=，且偏于阻止棱体下滑的方向。R的方向与破裂面法线成角，同样偏于阻止棱体下滑的方向。由于棱体处于平衡状态，因此力的三角形闭合。从力的三角形中可得： 式中 根据前面计算得的稳定坡角，此处的挡墙后填土坡度拟定为25度，填土的重度为,则： 其中 。 所以，算得。 主动土压力反力。 2．3．4 墙面板设计计算 1.计算模型与计算荷载 墙面板计算通常取扶肋中到扶肋中或跨中到跨中的一段为计算单元，视为固支于扶肋及墙踵板上的三向固支板，属于超静定结构，一般作简化近似计算。计算时，将其沿墙高或墙长划分为若干单位宽度的水平板条与竖向板条，假设每一个单位条上作用均布荷载，其大小为该条单位位置处的平均值，近似按支承于扶肋的连续板来计算水平板条的弯矩和剪力，按固支于墙底板上的刚架梁来计算竖向板条的弯矩。 墙面板的荷载仅考虑墙后主动土压力的水平分力，而墙自重、土压力竖向分力及被动土压力等均不考虑。 其中土压应力为： 图2-3 墙面板简化土应压力图 （ ） （） （） 2. 水平内力 根据墙面板计算模型，水平内力计算简图如图2-4所示。 各内力分别为： 支点负弯矩： 支点剪力： 跨中正弯矩： 边跨自由端弯矩： 其中，为扶肋间净距。 图2-4