悬臂式挡土墙结构设计验算.doc

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1、悬臂式挡土墙结构设计验算第五工程有限公司路桥七公司付卫朋摘要：本文对甘河工业园区铁路专用线挡土墙设计进行荷载、抗倾覆稳定性、抗滑稳定性及地基承载力验算，结果表明此挡土墙设计初步拟定方案是可行的。关键词：挡土墙承载力验算甘河工业园区铁路专用线挡土墙设计：墙背填土与墙前地面高差为2.6m，填土表面水平，路基上的轨道及列车荷载换算土柱高度为3.0m，上有均布标准荷载Pk=54KN/m2，地基设计承载力为240KN/m2，填土标准容重为18KN/m3，内摩檫力φ=30°，底板与地基摩擦系数f=0.60，由于采取钢筋混凝土挡土

2、墙，墙背竖直且光滑，可假定墙背与填土之间的摩擦角ò=0。1.截面选择选择悬臂式挡土墙，墙体选择采用钢筋混凝土结构，墙高低于6m。尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如下图所示。2.挡土墙荷载、抗倾覆稳定性、抗滑稳定性及地基承载力验算2.1荷载计算2.1.1土压力计算由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用郎金理论公式计算：Ka=tan2（45-φ/2）=0.333地面活荷载的作用，采用换算土柱高H0=3.0，地面处水平压力：σA=rtH0Ka=18×3×0.333=18KN/m2悬臂底B点水平压力：σB=rt（H0+

3、3）Ka=18×（3+3）×0.333=36KN/m2底板C点水平压力：σC=rt（H0+3+0.25）Ka=18×（3+3+0.25）×0.333=37.46KN/m2土压力合力：3Ex1=σA×3=18×3=54KN/mZf1=3/2+0.25=1.75mEx2=1/2（σC-σA）×3=29.19KN/mZf2=1/3×3+0.25=1.25m2.1.2竖向荷载计算（1）立板自重力钢筋混凝土标准容重rk=25KN/m3，其自重力：G1k=（0.15+0.25）/2×3×25=15KN/mX1=0.4+{（0.1

4、×3）/2×（2×0.1）/3+0.15×3×（0.1+0.15/2）}/{（0.1×3）/2+0.15×3}=0.55m（2）底板自重力：G2k={（0.15+0.25）/2×0.4+0.25×0.25+（0.15+0.25）/2×1.6}×25=0.4625×25=11.56KN/mX2={（0.15+0.25）/2×0.4×（40/3×（2×0.25+0.15）/（0.25+0.15）+0.25×0.25×（0.4+0.125）+（0.15+0.25）/2×1.6×（1.6/3×（2×0.15+0.15）/（0

5、.15+0.25）+0.65}/0.4625=1.07m（3）地面均布活载及填土的自重力G3k=（Pk+rt*3）×1.6=（54+18×3）×1.6=172.8KN/mX3=0.65+0.8=1.45m2.2抗倾覆稳定验算稳定力矩Mzk=G1kX1+G2kX2+G3kX3=15×0.55+11.56×1.07+172.8×1.45=271.18KN.m/m倾覆力矩Mqk=Ex1Zf1+Ex2Zf2=54×1.75+29.19×1.25=130.99KN.m/mK0=Mzk/Mqk=271.18/130.99=2.0

6、7﹥1.5稳定2.3抗滑稳定验算竖向力之和Gk=15+11.56+172.8=199.36KN/m抗滑力Gk×f=199.36×0.60=119.62KN滑移力E=54+29.19=83.19KNKc=119.62/83.19=1.44﹥1.3稳定2.4地基承载力验算地基承载力采用设计荷载，分项系数：地面活荷载1.3，填土荷载1.2，自重1.2。基础底面偏心距e0，先计算总竖向力到墙趾的距离：e0=（Mv-Mh）/GkMv为竖向荷载引起的弯矩：Mv=（G1kX1+G2kX2+rt×3×1.6×X3）×1.2+Pk×1

7、.6×X3×1.3=（15×0.55+11.56×1.07+18×3×1.6×1.45）×1.2+54×1.6×1.45×1.3=337.94KN.m/mMh为水平力引起的弯矩：Mh=1.3Ex1Zf1+1.2Ex2Zf2=1.3×54×1.75+1.2×29.19×1.25=166.63KN.m/m总竖向力：Gk=1.2×（G1k+G2k+rt×3×1.6）+1.3×54×1.6=1.2×（15+11.56+18×3×1.6）+112.32=247.87KN/m3e=（337.94-166.63）/247.87=0

8、.69m偏心距：e0=B/2-e=2.25/2-0.69=0.43m﹥B/6地基压力σmax=2Gk/3e=2×239.23/2.07=231.14KN/m2﹤240KN/m2σmin=03.结束语通过对此段挡土墙荷载、抗倾覆稳定性、抗滑稳定性及地基承载力验算，结果说明挡土墙设计方案是可行的。3