抗震重力式挡土墙设计

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1、地震地区重力式挡土墙设计（一）基本资料墙身及基础填料及地基挡土墙类型仰斜式路堑墙填料种类重度砂类土墙高填料内摩擦角墙面坡度填料与墙背摩擦角墙背坡度基础顶面埋深砌筑材料浆砌片石地基土类别重度密实砂土砌筑材料重度地基承载力特征值基地坡度基底与地基土摩察系数圬工砌体间的摩察系数地基土摩擦系数公路等级及荷载强度片石砂浆砌体强度设计值公路等级三级抗压汽车荷载标准公路-II级轴心抗拉弯曲抗拉直接抗剪已建挡土墙的截面基本尺寸见图，按《公路挡土墙设计与施工技术细则》对其进行验算。填土坡土柱水平投影，竖直投影。图挡土墙截面基本尺

2、寸（二）挡土墙自重及重心计算取单位墙长，如图虚线所示，将挡墙截面划分为三部分，截面各部分对应的墙体重量为：截面各部分的重心至墙趾的距离：单位墙长的自重重力为：全截面重心至墙趾的距离：图挡土墙自重及重心计算图式（三）后踵点截面处，墙后填土所引起的主动土压力计算因为没有车辆荷载，所以附加荷载，即又因基础埋置较浅，不计墙前被动土压力。当采用库仑土压力理论计算墙后填土引起的主动土压力时候，计算图式如图所示。按《公路挡土墙设计与施工技术细则》附录条所列土压力计算公式，计算结果如下：因为，所以。，所以。图挡土墙土压力计算图

3、式上式中：过墙背顶点的竖直面与墙背的夹角，竖直面位于墙背内为正，位于墙背外为负；填土表面与墙顶水平面的夹角，填土表面位于墙顶水平面之上为正，墙顶表面位于墙顶水平面之下为负；路肩宽度；破裂角，其计算公式中的项，时，取正号；时，取负号。因为墙后填料为砂性土，所以库仑理论主动土压力系数为：墙顶至后踵点的墙背高度为：，所以：后踵点土压力为：由《公路挡土墙设计》中公式：可算出破裂棱体自重：按《公路挡土墙设计》在挡土墙抗震验算中只考虑破裂棱体的水平地震力和挡土墙墙身自重产生的水平地震惯性力。其中破裂棱体的水平地震力按《公路

4、挡土墙设计》中公式计算：式中：综合影响系数，；水平地震力影响系数，按《公路挡土墙设计》表查取，。即：挡土墙墙身自重产生的水平地震惯性力，按《公路挡土墙设计》中公式计算:式中：重要性修正系数，按《公路挡土墙设计》表查取，；验算截面以上的墙身圬工重力；水平地震作用沿墙高的分布系数。按《公路挡土墙设计》本设计挡土墙为三级公路挡土墙，不考虑地震作用沿墙高的影响。所以当验算基底截面时，此时挡土墙墙身自重产生的水平地震惯性力为：；当验算基顶截面时，此时挡土墙墙身自重产生的水平地震惯性力为：单位墙长上土压力的水平分量：单位墙

5、长上土压力的竖直分量：土压力水平分量的作用点至墙趾的距离：土压力竖直分量的作用点至墙趾的距离：（四）按基础宽、深作修正的地基承载力特征值基础最小埋深（算至墙趾点）：，符合基础最小埋深的规定；按《公路挡土墙设计与施工技术细则》式计算修正后的地基承载力特征值：式中：地基承载力特征值，已取定；基础底面宽度，当时，取；当时，按计算；基础底面的最小埋置深度，对于受水流冲刷的基础，由一般冲刷线算起；不受水流冲刷者，由天然底面算起；位于挖方区的基础，由开挖后的底面算起；当时，取；地基下持力土层的天然重度；地基以上土的天然重度

6、；地基承载力特征值随基础宽度、深度的修正系数，根据持力层土的类别，按《公路挡土墙设计与施工技术细则》附录表的规定取值。因为本设计挡土墙，，而且作用组合为Ⅲ，即地基承载力特征值的提高系数为，所以计算的，即。验算地基承载力时，由于是路堑式边坡挡土墙，没有墙顶护栏荷载和车辆附加荷载标准值，基底应力计算的力系图如图4：图4挡土墙基底应力验算力系图（五）基底合力的偏心距检验按《公路挡土墙设计与施工技术细则》条的规定：地基承载力计算中，基础的作用效应取正常使用极限状态下作用效应标准组合。作用于基底形心处的弯矩：作用于倾斜基

7、底的垂直力：倾斜基底的偏心距为：偏心距验算符合《公路挡土墙设计》表的规定。（六）地基承载力验算由《公路挡土墙设计与施工技术细则》公式可算得基础底面的应力为：基底最大应力与地基承载力特征值比较：地基承载力验算通过，满足要求。（七）挡土墙及基础沿基底平面、墙踵处的地基水平面的滑动稳定验算按《公路挡土墙设计与施工技术细则》条规定：计算挡土墙及地基稳定时，荷载效应应按承载能力极限状态下的作用效应组合。（1）沿基底平面滑动的稳定性验算（图5）不计墙的填土的被动土压力，即，且墙顶没有其他作用力。图5沿挡土墙基底平面滑动稳定

8、性验算图式①滑动稳定方程式中：墙身自重、基础重力、基础上填土的重力及作用在墙顶的其他竖向荷载的标准值，浸水挡土墙的浸水部分应计入浮力；墙前被动土压力标准值的水平分量，当为浸水挡土墙时，；基底与基底间的摩察系数，当缺乏可靠实验资料时，可按《公路挡土墙设计与施工技术细则》表的规定采用；主动土压力分项系数、墙前被动土压力分项系数，按《公路挡土墙设计与施工技术细则》表的规定采用。综上，可查得；