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十二米高挡土墙设计及安全计算

设计依据

《路桥施工计算手册》

《实用土木工程手册》

因《路桥施工计算手册》中关于挡土墙计算部分多处公式有误，计算公式均采用《实用土木工程手册》中的公式

设计资料

地形地质:H’=12米平坡上堆2m高碎石料16KN∕M3

原土:砂质土19KN∕M3〔σ2〕=350Kpa

调整处理后〔σ2〕达到450Kpa

基底摩擦系数f=0.4

填土:碎石土19KN∕M3C=0=40°δ=1/3这里取为14°，墙后填土分层夯实，并每填到1米，在挡土墙10米范围内加一层土工隔珊，以加大填土的内摩擦角。

二、12m挡土墙材料尺寸，经多次试算验算确定如下：

材料为：浆砌片石，7.5号沙浆、强度不小于30的片石

γ3=23KN∕M〔σa〕=1000Kpa〔σj〕=90Kpa

〔σwl〕=140Kpa

尺寸如图所示，=-arctan(0.25/1)=-14°β=0

截面积A=23.448重力W=539.3

原状土0.5米以下主动土压力很小可不计,原状土部分有1.5m，所以计算高度取H=11m

三、计算主动土压力

Ea=

库仑主动土压力系数：

Kq==1

坡顶换算高度h0==1.684

计算得:

Ea=183.6KNEx=178.2KNEy=-44.5KN

四、安全性检算

1、倾覆稳定性验算

挡墙顶和底土压力强度分别是

q1=

q2=33.27KN

Zy’==4.1

Zy=4.1+2=6.1Zx=4.58质心距Zw=3.28

挡土墙趾的倾覆稳定系数

K0==1.44

2、地基承载力验算

作用于基底的合力偏心距e为:

e=-ZN=-ZN=0.9665

e=0.8335B/6=0.6

因e＞B/2,基底出现拉应力,一般不考虑地基能承受此拉力,则基底应力重分布,此时最大压应力为:

σ1==341.3〔σ2〕=450Kpa

3、强身截面强度计算

在此验算两个截面:墙顶以下11m截面O1和墙顶往下6米截面O2

、法向应力验算

计算方法:容许应力法

O1截面:偏心距e1计算式为

e1=-=0.7914＞B1/6

其中:

E1a=183.63KNE1x=178.15KNE1y=-44.54KN

Z1y==4.1Z1x=3.46质心距Z1w=2.68W1==383.64

e1B1/6时,截面上出现拉应力。

σ拉==133.15〔σwl〕=140Kpa

O2截面:偏心距e1计算式为

e1=-=0.3126

其中:

E2a=65.31E2x=63.36E2y=-15.84

Z2y==2.36Z2x=2.19

质心距Z2w=1.65W2=A2γ=151.8

当e1＞B1/6时,截面上出现拉应力。

σ拉==-14.66

、剪应力验算

截面上的剪应力为:

=73.31

按上式计算得的剪应力均很小,故一般可不做验算。

4、抗滑稳定性验算

重力式挡土墙沿基底的滑动稳定系数Kc为:

0.87361

仅靠基底摩擦力无法克服填土主动土压力的横向分力，所以通过基础埋深1m，并做i=0.1的斜角，墙外填2m高的土坡并压实。通过这些措施达到抗滑的目的。

在施工时要求在距挡土墙10m范围内每1m铺设一层土工隔栅，通过土工隔栅可以减小主动土压力，增大土的实际滑动摩擦角，可以显著加强本挡土墙结构的安全性。

国家重点公路杭州至兰州

重庆巫山至奉节段A10合同段

十二米高挡土墙设计计算书

设计：张东明

复核：

审核：

中国中铁一局桥梁工程有限公司

巫奉高速公路A10标项目经理部

2007年