挡土墙设计及验算.doc

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1、挡土墙设计设计条件：双向四车道设计车速为80km/h的一级公路某横断面，设计荷载公路－I级，拟设一段路肩挡土墙（重力式挡土墙墙身材料采用7.5号砂浆，25号片石；衡重式挡土墙墙身材料采用10号砂浆，50号片石；悬臂式挡土墙墙身材料采用C30钢筋混凝土）。路基填土（砂性土）高度为4m，基底为饱和的砂性土地基，基底摩擦系f=0.4，地基承载力130KPa，墙身分段长度为10m。回填土为砂类土，内摩擦角φ=35°，墙背与填土间的摩擦角17.5°，容重为γ=18kN/m3。广州市抗震设防烈度为7度（0.1g），只采取抗震构造措施，计算不考虑地震作用。Q:1.墙底摩擦系数取值及其影响？2

2、.地基土内摩擦系数取值及其影响？3.墙后填土内摩擦角取值及其影响？4.主动土压力受什么影响？5.地基承载力特征值提高系数（含墙趾值提高系数、墙踵值提高系数、平均提高系数）如何选定？6.不均匀沉降是什么原因导致？参数如何体现？7.不同类型挡土墙的适用性如何？挡土墙的设计与验算（以极限状态设计的分项系数法进行设计）:(1)进行车辆荷载换算；(2)利用有关设计手册中的相应公式，计算主动土压力，求出土压力的大小、方向及作用点；(3)设计挡土墙截面：先拟定墙身尺寸，然后进行：a)抗滑稳定性计算；b)抗倾覆稳定性验算；c)基底应力验算；d)截面应力验算；e)挡土墙截面尺寸的调整与选取。(4

3、)画出选用的挡土墙横断面图，整理计算书等有关设计文件。一、挡土墙形式的选择：    选择原则：     (1)用途、高度与重要性；     (2)地形、地质条件；     (3)就地取材、经济、安全。    1.重力式挡土墙(gravitybulkhead)　  　靠自重保持稳定，适用于H< 5m 的低墙。  　  　材料：块石、砖、素砼(plainconcret)。　  　优点：结构简单、施工方便、可就地取材，应用较广。　  　缺点：工程量大，沉降大。    2．悬臂式挡土墙(cantileverretainingwall)：　  　靠墙踵悬臂以上的土重维持稳定，墙内钢筋受拉

4、力。 　  　适用性：重要工程；H>5米 ；地基质量差(墙轻)；缺石料等。    3．扶壁式挡土墙(buttressretainingwall)：　  　扶壁：间距—0.8～1.0H,其作用—增加抗弯性能，保持挡土墙整体性。　  　材料：钢筋混凝土(reinforcedconcrete)　  　应用：H>10米场所。　  　优点：工程量小；　  　缺点：技术复杂、费钢材。　4．锚杆式挡土墙(boltretainingwall)：　  　组成：预制钢筋混凝土立柱、墙面、钢拉杆　  　适用：重要工程，墙高已达H＝27米 。　  　材料：钢筋混凝土、钢材。　  　优点：结构轻、柔性大

5、、工程量少、造价低、施工方便。　  　缺点：技术复杂。　5.加筋土挡土墙(reinforcedfillwall)　  　组成：面板(faceplate)、筋带、填料(filling)三部分。　  　优点：(1)充分利用材料性能和土与筋带的共同作用；     (2)挡墙结构轻巧，便于现场预制(precast)、拼装施工快；   (3)能抗寒，抗地震；       (4)造价低，可节省25～60%(与重力式比)　  　常用拉筋材料：钢筋混凝土、镀锌铁皮、扁钢和土工合成材料等。　  　评价：锚杆式挡土墙利用锚定板的被动土压力来平衡主动压力，比加筋挡土墙靠金属与土之间的摩擦力来平衡土压

6、力要优越。二、挡土墙初定尺寸　　以常用的重力式、悬臂式和扶壁式挡土墙为例，研究挡土墙型式选定后，初定其尺寸。1．挡土墙的高度H　　通常挡土墙的高度是由任务要求确定的，即使墙后被支挡的填土呈水平时为墙顶的高程。有时，对长度很大的挡土墙，也可使墙顶低于填土顶面，而用斜坡连接，以节省工程量。2．挡土墙的顶宽　　挡土墙的顶宽为构造要求确定，以保证挡土墙呈整体性，具有足够的强度。对于砌石重力式挡土墙，顶宽应大于0.5m，即2块块石加砂浆。对素混凝土重力式挡墙顶宽也不应小于0.5m。至干钢筋混凝土悬臂式或扶壁式挡土墙顶宽不小于300mm。3．挡土墙的底宽　　挡土墙的底宽由整体稳定性确定。初

7、定挡土墙底宽B=0.5H～0.7H，挡土墙底面为卵石、碎石时取小值；墙底为粘性土时取高值。　　挡土墙尺寸初定后，经挡土墙抗滑稳定与抗倾覆稳定验算。若安全系数过大，则适当减小墙的底宽；反之，安全系数太小，则适当加大墙的底宽或采取其它措施。保证挡土墙既安全又经济。三、挡土墙的验算(checkingcomputations) ：　　内容：抗滑稳定、抗倾覆(overturn)、承载力三方面　　1、作用在挡土墙上的力：                           (1)墙身自重W，作用于挡土墙