重力式挡土墙计算书

重力式挡土墙计算书

挡土墙设计初始条件：

1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1：1.5，墙身纵向分段长度为10m，路基宽度24.5m,路肩宽度3.25m；

2）取汽车荷载边缘距路肩边缘d0.5m；

3）车辆荷载：计算荷载汽车——20级、验算荷载挂车——100。 4）粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数0.35，地基容许承载力0250KPa；

5）其他参数具体见以下3.1中所述设计参数。 设计参数

挡土墙参数图

如图上图，挡土墙墙体高为H=10m，基础埋置深度D=2m,墙身纵向分段长度为L=10m；

1

墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1：0.25，14，墙底倾斜度tan0=0.190,倾斜角0=10.76°；

墙顶的填土高度为a=2.0m,填土边坡坡1：1.5，

arctan1.5133.69，汽车荷载边缘距路肩边缘d=0.5m；

墙后的填土为砂性土内摩擦角=35°，填土与墙背外摩擦角

=/2=17.5°，填土容重=18KN/m3；

墙身采用5号水泥砂浆砌片石，墙身砌体容重k=22KN/m3,砌体容许压应力[a]=600KPa,砌体容许剪应力[]=100KPa,砌体容许拉应力[wl]=60KPa；

地基容许承载力[0]=250KPa 。 计算步骤： 一、车辆荷载换算

1、计算荷载

1）求不计车辆荷载作用时的破裂棱体宽B0 经查表可得q=10，

h0==

q10KPa=0.556m

18KN/m经试算，按破裂面交于荷载中部进行计算：

2320.5563.58(82220.556)0.250.33(2820.556)(28)351417.538.5°

ab2h0(bd)-H(H2a2h0)tanA(aH2h0)(aH)tan=-tan+(cottan)(tanA)

2

=-0.7954+(1.42810.7954)(0.330.7954)=0.7865

arctan0.786538.2

B0(Ha)tan(bHtan)(82)0.7865(380.25)2.86

2）求纵向分布长度L 一辆重车的扩散长度为：

LL0(H2a)tan3005.6(822)0.57712.52

大于挡土墙分段长度，取计算长度L=15.52m。布置一辆重车总重力300KN。

3）计算车辆荷载总重Q

车轮中心距路基边缘0.5m,B02.86，重车在破裂面内能布置一辆，

Q=100KN

4）换算土层厚度：h0QB0L3000.47m

182.8612.525）验算荷载：挂车-100，h0=0.80m，布置在路基的全宽。 二、计算主动土压力

1）假设破裂面交与荷载面内：

2320.5563.58(82220.556)0.250.33(2820.556)(28) tan=-tan+(cottan)(tanA)

=-0.7954+(1.42810.7954)(0.330.7954)=0.7865 2）验算破裂面是否交于荷载内：

堤顶破裂面至墙踵 (Ha)tan(82)0.78657.865

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ab2h0(bd)-H(H2a2h0)tanA(aH2h0)(aH)荷载内缘至墙踵 bHtand380.250.55.5 荷载外缘至墙踵 bHtandb0380.25712

因5.57.86512，故破裂面交于荷载内，与原假定相符，所选用的计算公式正确。

3）求主动土压力系数Ka和K1

Kacos73.2cos()tantan=[0.7865(0.25)]0.1593

sin()sin76.7h2d0.50.9320m

tantan0.5365batan320.7865h32.66m

tantan0.5365h1Hh2h38.0m0.9320m2.66m4.408m

K11222.6620.5564.408h2hh2a11.493 13021=181664H2HH11EaH2KaK118640.15931.493137.0KN/m

22ExEacos()137.0cos3.5136.74KN/m EyEasin()137sin3.58.4KN/m

4）计算主动土压力的合力作用点

Ha(Hh3)2h0h1(3h12H)Zx 33H2K182(82.66)20.5564.408(34.40816)2.84m =33641.493因墙底倾斜，需要把求得的Zx、Zy修正为Zx1、Zy1： 经验算，取挡土墙顶宽为b12.0m，

Zx1Zxb1tan02.842.00.192.46m Zy1b1Zx1tan2.02.46(0.25)2.615m

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5）验算荷载，挂-100：

计算方法与采用公式与同计算荷载，在式中h00.8m，d=0,计算结果如下： 38.50 ka0.1574 k11.622 Ea147 Ex146.73 Ey8.4 Zx2.96 Zx18.4 Zy12.645

比较设计荷载与验算荷载计算结果，验算荷载时的土压力比较大，而且主动土压力作用点与计算荷载的相近，故墙身断面尺寸应由验算荷载（挂-100）控制。 四、挡土墙计算

图3-4-1 挡土墙计算图

抗滑稳定性验算

墙身体积计算：

8.9140V1b1(Hb1tan0)2.08.02.00.1915.24m3

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V20.5b1tan00.52.020.190.38m3

2墙身体积计算：

G1V1k13.24m322KN/m3291.28KN G2V2k0.38m322KN/m38.36KN

GG1G2192.28KN8.36KN299.64KN

1）稳定性验算：

[1.1GQ1(EyExtan0)](1.1GQ1Ey)tan0Q1Ex

[1.1343.641.4(8.4146.730.19)]0.3(1.1343.641.48.4)0.191.4146.733.5720 (则b1满足条件)

求抗滑稳定系数：NGEy299.64KN7.3KN306.94KN

Kc[NExtan0](352.04146.730.19)0.31.43[Kc]1.3

ExNtan0146.73352.040.19即挡土墙满足抗滑稳定性要求。 2）抗倾覆稳定性验算

墙身自重力臂计算：

ZG10.5[(Hb1tan0)nb1]0.582.00.190.252.01.95m ZG2[0.51/3(0.5tantan0)]b10.51/30.50.250.192.01.365m

抗倾覆稳定系数计算：

K0G1ZG1G2ZG2EyZy1ExZx1335.281.958.361.3658.42.6451.82[K0]1.5146.732.58

即挡土墙满足抗倾覆稳定性要求。 3） 基底合力偏心距验算

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ZN(G1ZG1G2ZG2EyZy1ExZx1)/N

335.281.958.361.3658.42.645146.732.580.88m

352.04 Bb1b1tantan022(0.25)0.191.905m e0B1.905mB1.905mZN0.88m0.0725m0.3175m 2266即基底合力偏心距满足要求。 4） 地基承载力验算

1,2GEyNd6e6e343.648.460.0725(10)(10)(1) ABBB1.9051.905 227kPa[0]250kPa 142.3即地基承载力满足要求。 5） 墙身强度验算

墙面与墙背平行，截面最大应力位于接近基底处，由基底应力计算结果知墙身正应力满足墙体材料强度要求。墙身剪应力及弯拉应力很小，计算从略。

通过上述验算所假设截面符合各项要求，决定采用此截面，顶宽为2.0m

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