六枝松河35kv變電站工程
擋土牆設計
一．工程概述
擬建六枝特區松河35kv變電站位於六枝特區墮卻鄉南約12.5km。其中開關室和值班室為一層樓，主變壓器荷載1000kn，基礎深度1.
0m，設計構架基礎深度1.0m，占地面積約2420m2。
二、場地工程地質條件·
（一）、地形地貌
場地屬緩坡凹地地貌單元，地面標高1450.0～1445.0m，相對高差5.0m。
（二）、地質構造
場地分布三疊系中統關嶺組地層，岩層傾向北7°，傾角55°。
（三）、地層岩性
第四系下伏地層為三疊系中統關嶺組，第四系殘坡積物，簡述如下：
1、第四系（qpd）土壤層，厚度0～0.5m。
2、第四系（qel+dl）主要為褐黃色殘坡積粘土，土層厚度0～3.9m。
3、三疊系中統關嶺組二段（t2g2）為中厚層灰岩，為中等風化。
（四）、地下水及岩溶
場地位未見地下水出露。據地面調查及螺紋鑽探，土層下伏0～3.9m，隱伏的石芽及溶溝發育。
（五）、地質災害
場地及附近未發現滑坡、崩塌、地裂縫、岩溶塌陷等地質災害。
三、變電站擋土牆設計
（一）、計算引數取值
1.岩石地基承載力的確定
中風化灰岩承載力fk=3000kpa
2.邊坡岩體容重
根據初勘報告，中風化泥質灰岩容重γ=26.93 kn/m3，綜合取岩石段容重γ=26.50 kn/m3。
3.粘土的物理力學指標
γ=18 kn/m3 ，c=30 kpa，φ=80 ，承載力fk=200kpa 。
（二）、擋土牆方案設計
邊坡的支護方案應根據邊坡的實際情況進行綜合分析，考慮合理可行的支護方案，方案力求因地制宜、安全經濟、技術可行。
以粘土作為擋土牆的地基土，填方要求的擋土牆高在2m左右，挖方要求設計的擋土牆高在4m左右，其挖方坡面坡度在20°左右，採用一般擋重力式擋土牆即可滿足設計要求，比較經濟可行。
四、附表
擋土牆支護方案設計
計算專案： 1—1填方重力式擋土牆驗算
原始條件:
牆身尺寸:
牆身高: 1.300(m)
牆頂寬: 0.400(m)
面坡傾斜坡度: 1:0.150
背坡傾斜坡度: 1:0.150
不設擴充套件牆址台階
設防滑凸榫:
防滑凸榫尺寸bt1: 0.000(m)
防滑凸榫尺寸bt: 0.000(m)
防滑凸榫尺寸ht: 0.000(m)
防滑凸榫被動土壓力修正係數: 1.000
防滑凸榫容許彎曲拉應力: 0.500(mpa)
防滑凸榫容許剪應力: 0.990(mpa)
物理引數:
圬工砌體容重: 23.000(kn/m3)
圬工之間摩擦係數: 0.400
地基土摩擦係數: 0.500
牆身砌體容許壓應力: 2100.000(kpa)
牆身砌體容許剪應力: 110.000(kpa)
牆身砌體容許拉應力: 150.000(kpa)
牆身砌體容許彎曲拉應力: 150.000(kpa)
擋土牆型別: 一般擋土牆
牆後填土內摩擦角: 8.000(度)
牆後填土粘聚力: 30.000(kpa)
牆後填土容重: 18.000(kn/m3)
牆背與牆後填土摩擦角: 17.500(度)
地基土容重: 18.000(kn/m3)
修正後地基土容許承載力: 3000.000(kpa)
地基土容許承載力提高係數:
牆趾值提高係數: 1.200
牆踵值提高係數: 1.300
平均值提高係數: 1.000
牆底摩擦係數: 0.300
地基土型別: 土質地基
地基土內摩擦角: 30.000(度)
土壓力計算方法: 庫侖
坡線土柱:
坡面線段數: 1
折線序號水平投影長(m) 豎向投影長(m) 換算土柱數
110.0000.0000
坡面起始距離: 0.000(m)
地面橫坡角度: 15.000(度)
牆頂標高: 0.000(m)
第 1 種情況: 一般情況
[土壓力計算] 計算高度為 1.300(m)處的庫侖主動土壓力
按實際牆背計算得到:
第1破裂角： 0.000(度)
ea=0.000 ex=0.000 ey=0.000(kn) 作用點高度 zy=0.000(m)
因為俯斜牆背，需判斷第二破裂面是否存在，計算後發現第二破裂面存在：
第2破裂角=0.000(度) 第1破裂角=0.000(度)
ea=0.000 ex=0.000 ey=0.000(kn) 作用點高度 zy=0.000(m)
牆身截面積 = 0.773(m2) 重量 = 17.790 kn
牆背與第二破裂面之間土楔重 = 2.282(kn) 重心座標(0.530,-0.433)(相對於牆面坡上角點)
(一) 滑動穩定性驗算
基底摩擦係數 = 0.300
採用防滑凸榫增強抗滑動穩定性,計算過程如下:
基礎底面寬度 b = 0.790 (m)
牆身重力的力臂 zw = 0.395 (m)
ey的力臂 zx = 0.790 (m)
ex的力臂 zy = 0.000 (m)
作用於基礎底的總豎向力 = 20.072(kn) 作用於牆趾下點的總彎矩=8.681(kn-m)
基礎底面合力作用點距離牆趾點的距離 zn = 0.433(m)
基礎底壓應力: 牆趾=18.169 凸榫前沿=18.169 牆踵=32.646(kpa)
凸榫前沿被動土壓力=54.508(kpa)
滑移力= 0.000(kn) 抗滑力= 6.022(kn)
滑移驗算滿足: kc = 602160.000 > 1.300
(二) 傾覆穩定性驗算
相對於牆趾點，牆身重力的力臂 zw = 0.395 (m)
相對於牆趾點，ey的力臂 zx = 0.790 (m)
相對於牆趾點，ex的力臂 zy = 0.000 (m)
驗算擋土牆繞牆趾的傾覆穩定性
傾覆力矩= 0.000(kn-m) 抗傾覆力矩= 8.681(kn-m)
傾覆驗算滿足: k0 = 868133.500 > 1.500
(三) 地基應力及偏心距驗算
基礎為天然地基，驗算牆底偏心距及壓應力
作用於基礎底的總豎向力 = 20.072(kn) 作用於牆趾下點的總彎矩=8.681(kn-m)
基礎底面寬度 b = 0.790 (m) 偏心距 e = -0.038(m)
基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離 zn = 0.433(m)
基底壓應力: 趾部=18.169 踵部=32.646(kpa)
最大應力與最小應力之比 = 32.646 / 18.169 = 1.797
作用於基底的合力偏心距驗算滿足: e=-0.038 <= 0.250*0.790 = 0.198(m)
牆趾處地基承載力驗算滿足: 壓應力=18.169 <= 3600.000(kpa)
牆踵處地基承載力驗算滿足: 壓應力=32.646 <= 3900.000(kpa)
地基平均承載力驗算滿足: 壓應力=25.408 <= 3000.000(kpa)
(四) 基礎強度驗算
基礎為天然地基，不作強度驗算
(五) 牆底截面強度驗算
驗算截面以上，牆身截面積 = 0.773(m2) 重量 = 17.790 kn
相對於驗算截面外邊緣，牆身重力的力臂 zw = 0.395 (m)
相對於驗算截面外邊緣，ey的力臂 zx = 0.790 (m)
相對於驗算截面外邊緣，ex的力臂 zy = 0.000 (m)
[容許應力法]:
法向應力檢算:
作用於驗算截面的總豎向力 = 20.072(kn) 作用於牆趾下點的總彎矩=8.681(kn-m)
相對於驗算截面外邊緣，合力作用力臂 zn = 0.433(m)
截面寬度 b = 0.790 (m) 偏心距 e1 = -0.038(m)
截面上偏心距驗算滿足: e1= -0.038 <= 0.300*0.790 = 0.237(m)
截面上壓應力: 面坡=18.169 背坡=32.646(kpa)
壓應力驗算滿足: 計算值= 32.646 <= 2100.000(kpa)
切向應力檢算:
剪應力驗算滿足: 計算值= -10.163 <= 110.000(kpa)
各組合最不利結果
(一) 滑移驗算
安全係數最不利為：組合1(一般情況)
抗滑力 = 6.022(kn),滑移力 = 0.000(kn)。
滑移驗算滿足: kc = 100001.297 > 1.300
(二) 傾覆驗算
安全係數最不利為：組合1(一般情況)
抗傾覆力矩 = 8.681(kn-m),傾覆力矩 = 0.000(kn-m)。
傾覆驗算滿足: k0 = 100001.500 > 1.500
(三) 地基驗算
作用於基底的合力偏心距驗算最不利為：組合1(一般情況)
作用於基底的合力偏心距驗算滿足: e=-0.038 <= 0.250*0.790 = 0.198(m)
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