挡土墙计算书

目录

1. 设计资料 .......................................................................................................... 3

墙身构造 ..................................................................................................... 3 土质条件 ..................................................................................................... 3 墙身材料 ..................................................................................................... 3 2. 初拟墙身 .......................................................................................................... 4 3. 车辆荷载换算 .................................................................................................. 5 4. 破裂棱体位置确定 .......................................................................................... 6

破裂面的计算 ....................................................................................... 6 验算破裂面是否交于荷载范围内 ............................................................. 6 5. 土压力计算 ...................................................................................................... 7

土压力计算 ................................................................................................. 7 作用点位置计算............................................................................................ 7 土压力对墙趾力臂计算 ............................................................................. 7 6. 稳定性验算 ...................................................................................................... 8

受力分析 ..................................................................................................... 8 抗滑稳定性验算 ......................................................................................... 8 抗倾覆稳定性验算 ..................................................................................... 9 基底应力 ................................................................................................... 10

合力偏心距计算 ............................................................................... 10 基底应力验算 ................................................................................... 10 墙身截面内力计算 ................................................................................... 11 7. 改善措施 ........................................................................................................ 13

改善措施的拟定 ....................................................................................... 13 挡土墙工程数量表 ................................................................................... 13 8. 附属设施设计 ................................................................................................ 14

沉降缝 ....................................................................................................... 14

泄水孔 ....................................................................................................... 14 墙后排水层设计 ....................................................................................... 14 横断面布置图 ........................................................................................... 14 9. 立面设计图 .................................................................................................... 15 10. 参考文献 ...................................................................................................... 16

1. 设计资料

墙身构造

墙高，墙背垂直，前墙仰斜坡度1：，墙身分段长度20m，挡墙以上边坡高度a=6m，边坡坡度1:。

土质条件

墙背填土重度18KN/m3，内摩擦角35，填土与墙背间的摩擦角17.5，地基为岩石，地基容许承载力250kPa，基地摩擦系数f0.3。

墙身材料

砌体重度20KN/m3，砌体容许压应力300kPa，容许剪应力80kPa。

2. 初拟墙身

初拟顶宽，基底水平，初拟挡土墙形式如图2-1所示。

9101:1.561.21:0.25.550.50.868

3. 车辆荷载换算

墙高，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线形内插法，计算附加荷载强度q=m2，则

h0q15.6250.868m18

4. 破裂棱体位置确定

破裂面的计算

假设破裂面交于荷载范围内，则有：

017.53552.5

因为90

A01aH2h0aH2165.520.86865.5276.107m2B011ab(bd)h0HH2a2h0tan22169(90)0.868234.812m2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：

B0tantancottantanA0tan52.534.812cot35tan52.5tan52.576.1071.3032.1930.890 41.669

验算破裂面是否交于荷载范围内

假设破裂面交于荷载范围内：

当破裂面交于荷载范围内，破裂角应符合minmax，

11.51.278,min90138.0479

11.5tan20.605,max90258.81519tan1因为41.669符合条件，所以破裂面交于荷载范围内，符合假设。

5. 土压力计算

土压力计算

A01aH2h0aH2165.520.86865.52

76.107m211B0ab(bd)h0HH2a2h0tan22169（90）0.868276.107m2根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算公式：

EaA0tanB0cossincos41.66935sin41.66952.51876.1070.890-34.812137.000KNExEacos137cos17.5130.659KNEyEasin88.53sin17.541.197KN作用点位置计算

K112h0/H120.868/5.51.316m

Zy1H/3h0/3K15.5/30.868/31.3162.053m

Zy1表示土压力作用点到墙踵的垂直距离。

土压力对墙趾力臂计算

基底倾斜，土压力对墙趾的力臂：

Zx1.210.42.6m ZyZy12.053m

6. 稳定性验算

受力分析

GEaδTN

挡土墙按单位长度计算：

V1.25150.530.510m3GV1020200KN 抗滑稳定性验算

（1）倾斜基底00，验算公式：

（2）所以抗

1.1GEEtanE1.1GE tan-EQ1yx0Q2Ptan0EP0滑稳定性不

1.12001.441.1970.3-1.4130.65999.6200Q1y0Q1xQ2足，改变基地下土层种类，改为硬质岩石，即基地摩擦系数0.7。

（1.12001.441.197）0.7-1.4130.65911.4500

抗滑稳定性系数验算：

KCN(E'xEp)tan0Ep'ExNtan0

(20041.197)0.7130.6591.3所以抗滑稳定性满足要求。

抗倾覆稳定性验算

V11.256m3 G1620120m3

V2150.52.5KN G22.52050m3

V330.51.5m3 G31.52030KN

ZG12m,ZG21.067m,ZG31.5m, GG1G2G31205030200KN

0.9GZGQ1EyZxExEyQ1EPZP0

0.9(G1ZG1G2ZG2G3ZG3)Q1(EyZxExZy)0.9(1202501.067301.5)1.4(41.1972.6130.6592.053)78.9320 抗倾覆稳定性系数验算：

K0GZGEyZxE'pZpExZy(1202501.067301.5)41.1972.6130.6592.0531.6611.3

所以倾覆稳定性满足要求。

基底应力

合力偏心距计算

e1.4ME1.2MGMN1GGQ1EyWcos0Q1Exsin0上式中，弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时，先要计算对形心的力臂：根据前面计算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。

Z'G1ZG1Z'G2B320.5m22B3ZG21.0670.433m22B3Z'xZx2.61.1m22Z'yZy2.053me1.4ME1.2MGMN1GGQ1EyWcos0Q1Exsin01.4EyZ'yExZ'x1.2G1Z'G1G2Z'G2GGQ1EyWcos0Q1Exsin01.441.1972.053130.6591.11.21200.5500.4332001.21.441.197011.4130.65900.124mB/60.5m 所以基底合力偏心矩满足规范的规定。

基底应力验算

N1297.676KN

由于

epkmaxB6 因此

N16e297.67660.124(1)(1)123.833kPa300kPaAB33N6e297.67660.124pkmin1(1)(1)74.617kPa300kPaAB33

地基承载力抗力值

ffkk22(h0.5)2504.418(10.5) 289.600kpapN1297.67699.225kpa A3 p1.2f 所以基底应力满足要求。

墙身截面内力计算

(1)强度计算

e00.25B0.2530.75 1256(e0B)81256(0.25)8K0.569112(e0B)2112(0.25)2Njr0(rGNGrQ1NQ1rQiNQici)1(1.22001.441.197) 297.676kN

kA

RK3000.5693221.169KNNj297.676KN rk2.31不满足条件，所以改选极限抗压强度为500kpa的砌体。

验算如下：

kA满足条件。

Rk5000.5693369.481Nj rk1.92(2)正截面直接受剪时验算

QjAjRjrkfmN1

Rj80kpa,fm0.42,QjEx130.659kN

1-1截面：

Aj12.2m2Aj1 2.280fmN10.42297.676201.214kpaQj130.159kpark2.312-2截面：

Aj21.7m2Aj2 1.780fmN10.42297.676183.898kpaQj130.159kpark2.31故正截面直接受剪满足要求。

1-1截面2-2截面

7. 改善措施

改善措施的拟定

由于抗滑稳定性不足，改变基底下土层种类，改为硬质岩石，即基地摩擦系数0.7，验算后满足抗滑稳定性要求,具体演算过程如上。

由于强身截面强度验算不满足要求，所以改用极限抗压强度为500kpa的砌体，具体演算过程如上。

挡土墙工程数量表

表 7-1 工程数量表

墙高 （m）

h1 断面尺寸（m） H H1 B1 b1 酱砌片石 （m³/m） 0 0 3

8. 附属设施设计

沉降缝

路肩墙体间隔20m设置沉降缝一道，缝内用沥青麻絮嵌塞；

泄水孔

泄水孔尺寸为10cm10cm，每隔3m布置一个，泄水孔高出地面30cm；

墙后排水层设计

墙背均应设置50cm厚的沙砾透水层，并做土工布封层。

横断面布置图

100.86891:1.56排水管回填砂砾厚50cm土工布1.23%1:0.223%0.50.52.55.53 图 8-1 横断面布置图

1

9. 立面设计图

立面布置图如图9-1所示：

20沉降缝220泄水孔10020路肩边缘线2020 图9-1 立面布置图

10. 参考文献

1.《路基路面工程》 （第四版）黄晓明 人民交通出版社股份有限公司，2014； 2.《公路路基设计规范》JTG D30-2015