擋土牆設計計算說明

2022-04-27 07:51:04 字數 2587 閱讀 6919

尺寸,系數值說明:

擋牆位置k2+240,分段長10公尺,牆高12公尺,頂寬1.0m,仰斜式,牆背與豎直線間的夾角為4,牆胸坡度1:0.

30,牆底仰角=10,採用片石砌體結構,砌體抗壓強度1.22mpa,砌體容重,擋牆材料極限抗壓強度,砌體的極限抗剪強度,地基為中等風化的軟質岩土,軟質岩土摩擦係數;填土內摩擦角,粘質填土的容重,擋土牆牆背摩擦角取,

一、牆后土壓力分析計算

根據coulomb土壓力理論,當填土表面為仰斜平面時,擋土牆對牆後可能滑動土楔的作用力的表示式為:

式中除了滑動面的傾角外都是常數,隨滑動面的傾角而變化,當時,牆后土楔的重力為零,則,當時,土體作用在滑動面上的反力與重合,則;因此在和之間變化時,將有乙個極大值。這個極大值就是所求的主動土壓力。

要計算,可令

將解得的帶入式(1)便得

2)3)

沿牆高的土應力,可以通過對求導而得到:

4)可見主動土壓力沿牆高成三角形分布,土壓力的作用點離牆踵的高度為h/3,方向與牆背的發現成角。

若填土表面是水平的,即且牆背仰斜時,滑動面的傾角可按下式計算:

4)   coulomb土壓力理論用於砂性土填料,當牆後填料為粘性土時,由於粘聚力的存在,對土壓力值由很大的影響,因此,在計算土壓力時,應考慮粘聚力。本設計採用等效內摩擦角法來處理粘性土的土壓力問題。具體的做法就是把內摩擦角增大8,則換算後的內摩擦角

所以:再考慮汽車荷載的作用:

1) 求破壞稜體長度b。當土牆牆背仰斜,

2)計算擋土牆的計算長度l。按相關規定對於黃河jn-150時,取擋土牆的分段長。已知擋土牆的分段長(即伸縮縫間距)為10m到15m,故取。

3)求汽車荷載的等效均布土層厚度

橫向考慮到車輛外側車輪中線距路面、安全帶邊緣的距離為0.5m,同一車輛的左右側輪心距1.8m,車與車之間最小輪心距為1.

3m,在破壞稜體長度範圍內可以布置一輛整車,所以按1倍車重計算。

縱向在擋土牆的計算長度範圍內可以布置一輛整車和另一輛車的後軸。

所以在面積可布置的汽車重為:

等效土層高度為:

4)求主動土壓力

由於汽車荷載的等效土層高度將式(2)可轉化為

所以:再將分解為豎向和水平向兩分力:

的作用點距牆角的豎直距離為:

的作用點距牆角的豎直距離為:,其中,

二、擋土牆穩定性驗算

1、 抗滑穩定性驗算

已知,,擋土牆牆底仰角,軟質岩土摩擦係數,根據牆胸坡度1:0.30,牆背與豎直線間的夾角為4等幾何條件及,可得每沿公尺擋牆的重量為,主動土壓力分項係數

滿足抗滑要求。

2、 抗傾覆穩定性驗算

式中:,,分別為牆身重心,土壓力垂直分力,距牆趾的水平距離及土壓力水平分力距牆趾垂直距離。,根據幾何關係得,,

滿足抗傾覆穩定性要求。

三、基底應力及合力偏心距驗算

1)基礎地面的壓應力

擋牆自身重心距牆趾的水平距離,土壓力垂直分力距牆趾的水平距離,土壓力水平分力距牆趾垂直距離。所以合力作用點距牆趾的水平距離為

而傾斜基底中心距牆趾的水平距離為

所以是種偏心作用,沿基底方向的偏心距e為:

顯然,,滿足給定荷載組合情況及地基條件的合力偏心距要求。

此時:當基底傾斜時:

按照相關條件查表得:,

2)地基承載抗力值

中等風化的軟質岩石,其承載力標準值f在550~1200kpa之間。當偏心荷載作用時要求:

顯然,基礎地面的最大壓應力。

滿足地基承載抗力要求。

四、牆省截面強度驗算

為了保證牆身具有足夠的強度要求,對1/2牆高和凸形交界處進行強度驗算。

1. 強度計算

要求:按每沿公尺牆長計算:

根據相關資料查表可得重要性係數,,,不考慮被動土壓力,水浮力,靜水壓力,動水壓力等引起的豎向力,則,抗力安全係數,材料極限抗壓強度,計算豎向偏心影響係數。

1/2牆高處:

擋牆構件的計算面積,根據幾何關係和牆體容重可得設計豎向力。

對於主動土壓力引起的豎向力,我們考慮到其應力分布圖形是一梯形(汽車荷載換算成土柱高後的效果),短邊長(即牆背頂部的豎向壓力,kpa)短邊長(即牆背底部的豎向壓力,kpa),高為牆體的高度乘以等於0.839,其面積就是主動土壓力的豎向分力。顯然,1/2牆高後的土體豎向土壓力既是矩形短邊半部分的面積15.

00,即。

∴可見遠大於,所以滿足要求,1/2牆高處是安全的。

同樣的方法檢驗凸形交界處也是安全的。

2. 穩定計算

要求式中: ----彎曲平面的縱向翹曲係數,

,h為牆的有效高度,為牆的寬度(這裡只得是所選截面的上部分牆體,同理)

---砌體標號係數。

1/2牆高處:

經計算,,查表取

由第一步的強度計算已知,,

則顯然大於。

滿足要求。

同樣的方法檢驗凸形交界處也是安全的。

3. 正截面直接受剪時驗算

式中: ---正截面剪力,kn;

---受剪面積,m2;

砌體的極限抗剪強度;

摩擦係數,取0.42。

1/2牆高處:

即為半牆高上部土體的

主動土壓力的水平分力,,。砌體的極限抗剪強度

滿足要求

綜合上述所有的計算結果滿足要求

擋土牆設計總結

1 一般規定 1 擋土牆工程應布置在滑坡主滑地段的下部區域。當滑體長度大而厚度小時宜沿滑坡傾向設定多級擋土牆。2 擋土牆牆高不宜超過8m,否則應採用特殊形式擋土牆,或每隔4 5m設定厚度不小於0.5m 配比適量構造鋼筋的混凝土構造層。3 牆後填料應選透水性較強的填料,當採用粘土作為填料時,宜摻入適量...

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