本文格式為Word版，下載可任意編輯——擋土墻計算書擋土墻設(shè)計

一、設(shè)計路線

K58+070～K58+130，傍山路線，設(shè)計高程均為1654.5，山坡為礫石地層，附近有開挖石方路塹的石灰?guī)r片石可供作擋土墻材料。1、設(shè)計路段為直線段，橫斷面資料如表；

2、山坡基礎(chǔ)為中密礫石土，摩阻系數(shù)f=0.4，基本承載力（δ）=520

千帕；

3、填土邊坡為1:m=1:1.5，路基寬度為7.0米；

4、墻背填料為就地開挖礫石土,容重Y=18.6KN/m3,計算內(nèi)摩阻角Φ=35；5、墻體用50號砂漿砌片石，容重為γ=22.5KN/m3，容許壓應(yīng)力[δ]=2450

千帕，容許剪應(yīng)力[τ]=862.4千帕，外摩阻力ζ=Φ/2=17.5°；6、設(shè)計荷載用馬路-Ⅱ級車輛荷載（詳見《馬路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》）；7、穩(wěn)定系數(shù)：滑動穩(wěn)定系數(shù)[Kc]=1.3，傾覆穩(wěn)定系數(shù)[K0]=1.5。

二、需提交的文件、圖紙和要求1、詳細的設(shè)計計算書；

A、分析確定擋土墻設(shè)計方案，選擇擋土墻形式（最好以兩個以上墻型的

工程量比較后確定）；B、擋土墻基礎(chǔ)與斷面設(shè)計：

*.基礎(chǔ)形式及埋置深度*.擬定墻身尺寸*.荷載換算土層厚*.土壓力計算

C、穩(wěn)定性驗算

2、按橫斷面資料繪制等高線地形圖（比例1:200），路線橫斷面圖（1:200），

路基外側(cè)邊緣縱向地形圖（1:200）并在其上進行擋土墻立面布置，繪立面圖。

參考設(shè)計步驟

一、設(shè)計資料：（見任務(wù)書有關(guān)內(nèi)容）

二、繪制平面圖及橫斷面圖：（見任務(wù)書之一1.）三、確定設(shè)計方案：1、闡述設(shè)擋土墻的理由。

2、選定擋墻類型（路堤，路肩，路塹），要有比較。

3、選定擋墻形式（仰斜，俯斜，衡重…）最好選兩種分別計算。四、初擬斷面尺寸

1、確定分段長及與路堤的銜接方式。

2、確定埋深、墻高及墻背傾角，以上步驟后即可繪出擋土墻的縱斷面圖。3、初擬其他部位的尺寸（按各部分對尺寸的基本要求擬定）。五、計算換算土層厚h。六、土壓力計算。七、確定斷面尺寸。

1、滑動穩(wěn)定性驗算：（一般重力式擋墻以此控制設(shè)計）Kc控制在1.3～1.5之間。2、確定擋墻其他部位尺寸，即可畫出擋墻典型斷面圖。八、穩(wěn)定性驗算（5個項目均要計算）。

九、將確定的擋墻依次按比例繪在平面及橫斷面圖上。

橫斷面地形資料表

-3.2-3.2-1.0-1.0-0.3K58+130+1.5+2.0+3.8+3.5+2.85.05.08.05.06.05.04.06.04.03.55.06.03.51.54.02.05.06.04.05.02.01.02.02.04.03.05.02.02.02.01654.803.01.51654.904.02.51652.954.02.01651.653.03.04.04.02.04.04.04.04.03.03.02.03.03.04.05.04.04.03.04.04.05.03.03.03.05.03.05.0-3.2-3.0-8.0-2.7-1.5K58+120+3.0+2.5+2.1+3.0+2.6-5.7-5.7-1.1-0.9-1.2-1.8K58+110+3.2+2.8+2.1+2.9+2.2-3.2-5.4-3.3-1.9-1.2-2.2K58+100+2.8+1.1+1.9+3.5+3.5-5.1-4.5-1.8-0.8-1.3-1.9K58+090+3.0+3.2+2.2+3.1+2.02.02.851652.784.03.03.01.51654.804.02.01654.903.0-3.0-2.8-6.4-1.1-1.2-1.3K58+080+2.9+2.6+2.2+3.1+4.1-3.2-3.1-1.9-0.9-0.3K58+070+1.7+1.9+3.5+3.6三．確定設(shè)計方案

1．設(shè)擋土墻的理由：

我們先用AUTOCAD繪制平面圖以及路基橫斷面圖，通過觀測可以發(fā)現(xiàn)，在橫斷面圖中K58+80到K58+110的路堤邊坡在給定的資料和數(shù)據(jù)中根本無法與地面線相交，需要通過設(shè)置擋土墻的形式來收縮坡角，減少填方數(shù)量，使工程經(jīng)濟合理，并且還可以減少占地面積。另外，設(shè)置擋土墻后也可以避免由于填筑高路堤所帶來的邊坡變形和失穩(wěn)的問題。綜合評定之后決定設(shè)置擋土墻。2．選定擋墻形式：

根據(jù)課程設(shè)計的要求設(shè)計成重力式擋土墻。

從用AUTOCAD繪制的平面圖以及路基橫斷面圖中發(fā)現(xiàn)，重力式擋土墻并沒有顯著減少墻體的圬工工程量，而其填方量卻比衡重式擋土墻大得多。從經(jīng)濟方面和收縮坡角方面考慮衡重式擋土墻都比重力式擋土墻更為優(yōu)秀，因此決定選用衡重式擋土墻。

3．選定擋墻的計算形式：

俯斜式擋墻，常用作為路面橫坡陡峻處的路肩墻或路堤墻，它可以利用陡直的墻面減少墻高，減少占地，但墻背所受的土壓力較大，墻身抗傾覆穩(wěn)定性較差。仰斜式擋墻，由于其墻背與開挖方邊坡較吻合，故常用做路塹墻和路肩墻，以利施工便利和減少開挖或填方量。在同等的條件下，仰斜式擋墻所受的土壓力比俯斜式小，而墻身自重形成的抗傾覆力矩較大，故穩(wěn)定性好。衡重式擋墻，是在凸形墻背上設(shè)衡重臺，并采用陡直的墻面，借助于衡重臺上填土的重量和墻身截面形心的后移來提高擋墻的穩(wěn)定性，常用作為地面橫坡陡峻處的路肩墻和路堤墻。

通過試算發(fā)現(xiàn)，采用仰斜式擋土墻時，為了滿足擋土墻的基底埋深和襟邊寬度的要求，其所用的墻高要顯著增大，圬工量比其他兩種墻大，所以決定不采用仰斜式擋土墻。而只對俯斜式擋墻和衡重式擋墻這兩種進行計算比較。

四．初擬斷面尺寸

1．確定分段長度及路堤的銜接方式

考慮到施工便利以及擋土墻的沉降伸縮縫的設(shè)置，分段長度選為10m。擋墻與路堤的銜接采用錐坡。

2．確定埋深、墻高、墻背傾角、初擬其他部位的尺寸。

根據(jù)地基承載力及無冰凍的氣候特點，選用一般基礎(chǔ)形式，根據(jù)規(guī)范要求，確定埋深為1～2m。

先擬定墻高最高的k58+100斷面的擋土墻的高度、墻背傾角和其他部位的尺寸：

衡重式擋土墻：墻高H?10.0m，一般上墻與下墻的高度為2：3，所以現(xiàn)選用上墻H1?4.0m，上墻背俯斜1：0.35（?1?19.29o）；衡重臺寬d1?0.83m；下墻H2?6.0m，下墻背仰斜1：0.25??2??14.02o?；墻面坡1：0.15。

五．計算：

由于k58+100斷面的擋土墻的高度最高，最危險，故只需驗算該片墻，其他片墻可以參照該墻的參數(shù)進行設(shè)計。

A．衡重式擋土墻

（一）車輛荷載換算汽車-15級時：

故h0?q??10?0.538m18.6掛車-80：h0?0.64m，布置于路基全寬。I汽車荷載計算

（二）上墻土壓力計算

1.計算破碎角，判別是否出現(xiàn)其次破碎面假想墻背傾角：tan?1'?H1tan?1?d14?0.35?0.65??0.5125

H14?1'?27.14o

假設(shè)破碎面交于荷載內(nèi)，按《路基》手冊中表3-2-2中第1類公式，得：

35o?27030'?i??i?45??45?22?tan?i?0.521驗核破碎面位置：

其次破碎面距墻頂內(nèi)緣H1?tan?i?tan?1'??4??0.521?0.5125??4.134m?b0?5.5m破碎面交于荷載內(nèi)，與假設(shè)相符，采用公式正確。

?i??1'?27.5o?33.34o?，故出現(xiàn)其次破碎面。2．計算其次破碎面上的主動土壓力E1

???tan2?45??tan245?17?30'??2????0.587K???cos?45?17?30'??cos?45??2??K1?1?

2h02?0.538?1??1.269H14.011E1??H12KK1??18.6?4.02?0.587?1.269?110.84kN/m22

E1x?E1cos??i????110.84?cos?27030'?350??51.18kN/mE1y?E1sin??i????110.84?sin?2730?35??98.32kN/m0'0

對上墻O1的力臂Z1x?

（三）下墻土壓力計算采用力多邊形法。1.求破碎角?2

H1h04.00.538????1.475m33K133?1.269假設(shè)破碎角交于荷外???????2?35??17.5??14.04??38.46?

tan??0.79412A0??H1?H2??50211?B0?H2?H2?2H1?tan?2?H12tan?1??b?d?Htan??tan?1???011??h0?2211?6??6?2?4??0.25??42?0.521???5.5?0?4??0.5125?0.521????0.53822?13.93R1?E1x/cos????1??51.18/cos?35?27.5??110.84tan?2??tan????0.794??0.669?tan??cot????tan??B0/A0??R1sin????1?/A0?sin?cos??0.794?1.428???0.794?13.93/50??110.84?sin?38.46o?27.5o?/50?18.6?0.574?0.783?2?33.79o驗核破碎面位置：

破碎面頂端距墻頂內(nèi)側(cè)之距離為：

Htan?2?H1tan?1'?H2tan?2?10?0.669?4?0.5125?6?0.25?7.24?b0故與假設(shè)相符，采用公式正確，破碎面交于荷載外2．計算土壓力E2

E2??cos??2???sin??2??1??A0tan?2?B0??R1sin??2???cos??2???sin?33.79?38.46o?18.6?cos?33.79o?35o?o???50?0.669?13.93??110.84?cos?33.79?38.46osin?33.79o?27.5o?o?

?100.56kNE2x?E2cos??2??2??100.56?cos??14024'?17030'??100.41kN/mE2y?E2sin??2??2??100.56?sin??14024'?17030'??5.44kN/mh1???H2?b?d?Htan??tan?1???011???Htan?2?H2tan?2?H1tan?1?6???5.5?0?4??0.5125?0.521???10?0.669?6?0.25?4?0.5213H2?3H1H22?3h0h1?2H2?h1?Z2x?3??H2?H2?2H1??2h0h1??63?3?4?62?3?0.538?2.64??2?6?2.64??3???6??6?2?4??2?0.538?2.07???2.66m?2.64m

四）各種驗算：

首先根據(jù)擬訂墻頂寬度b1?0.55m，則上墻底寬為b2?2.55m，下墻底寬

B?2.6m。來進行各種驗算。其圖形如下：

(單位：dm)

1.計算墻身重及力臂（1）上墻身重G1

11G1??kH1?b1?b2???22.5?4??0.55?2.55??139.5kN/m

22對墻趾的力臂

2b12?b1b2?b2??2b1?b2?nH1ZG1?nH2?

3?b1?b2?0.552?0.55?2.55?2.552??2?0.55?2.55??0.05?4?0.05?6.0?3??0.55?2.55??1.26m（2）下墻墻身重

11G2??H2(b2?d1?B)??22.5?6.0?(2.55?0.65?2.6)?391.5kN/m22對墻趾的力臂

?B2?B?b2?d1???b2?d1?2???2?b2?d1??B?nH2???ZG2=?3??B??b2?d1????2.62?2.6??2.55?0.65???2.55?0.65?2???2??2.55?0.65??2.6??0.05?6.0?????3???2.6??2.55?0.65????1.61m（3）其次破碎面與墻背之間的土楔重

d2?H1?tan?1'?tan?i??4.0??0.5125?0.521???0.034m

11G3??H1?d1?d2???18.6?4.0??0.55?0.034??19.20kN/m22對墻趾的力臂：

ZG3

2d2?d2d1?d12??2d2?d1?H1tan?1?n?H1?H2??b1?H1tan?1?3?d2?d1?0.0342?0.034?0.65?0.652??2?0.2816?0.65??4?0.35?0.05?10.0?0.55?4?0.35?3???0.034?0.65??2.38m

（4）土楔上的荷載重

G4??h0d2?18.6?0.672?0.2816?3.519kN/m對墻趾的力臂：

ZG4?n(H1?H2)?b1?d2/2?0.05?(4?6)?0.55?0.034/2?0.533m2.滑動穩(wěn)定性驗算

Kc?(G1?G2?G3?G4?E1y?E2y)fE1x?E2x

(77.4?230?33.08?3.519?70.41?5.307)?0.436.65?87.674?1.484??Kc??1.3?滿足要求，也滿足課程設(shè)計中所要求的Kc在1.3到1.5之間的要求。3.傾覆穩(wěn)定性驗算

Z1y?nH2?b2?d1?Z1xtan?i?0.05?6.0?2.55?0.65?1.475?0.521?2.73mZ2y?B?Z2xtan?2?2.6?2.11?0.25?3.12m

K0??G1ZG1?G2ZG2?G3ZG3?G4ZG4?E1yZ1y?E2yZ2y

E1x(Z1x?H2)?E2xZ2x1623.047?1.597??K??1.50

1016.6044.基底應(yīng)力驗算

e?B?My??Mx1.65632.861?360.952???2?(G?Ey)2424.533?0.446m(0.446m?0.75??0.650m)應(yīng)力重分布。按下式計算基底最大壓應(yīng)力：

?max?G1?E1yb2(1?6e1424.5336?0.185)??(1?)b21.651.65

?554.354kPa?????1.05?600kPa故基底應(yīng)力滿足要求。

5.截面應(yīng)力驗算

已知作用于上墻墻后土體其次破碎面上的主動土壓力E1及其水平力

E1x（＝51.18kN），則作用于上墻實際墻背上的土壓力E1'的水平和垂直分力分別為：

E1'x?E1x?51.18kN/mE?E1xtan?1?51.18?0.35?17.913kN/m'1y

11對上墻O1的力臂Z1'x?H1??4?1.33m

33選上墻墻底截面檢算：

Z1'y?b2?Z1'xtan?1?2.55?1.33?0.35?2.08mb2b2G(Z?nH2)?E1yZ1y?E1xZ1xe1??ZN??1G122G1?E1'y''''2.55139.5?(1.26?0.05?6)?17.913?2.08?51.18?1.475?2139.5?17.913

1?0.41m?b2?0.4m6??maxmin?G1?E1yb2(1?6e177.4?12.82756?0.35)??(1?)b21.781.78????2450kPa

?{110.49Pa?c?9.11kPa???l??245kPaE1'x51.18?1???20.07kPa?[?]?862.4kPa

b22.55滿足要求

B．俯斜式擋土墻

墻高H?9.5m，墻背俯斜1：0.40（?1?2148）；墻面坡1：0.05；墻身分段長度10m。

（一）車輛荷載換算汽車-15級時：

'L?L0??H?2a?tan300?4.2?9.5?tan300?9.68m?10m故

h0?

掛車-80：

Q2?200??0.32m?b0L18.6?7.0?9.68h0?0.64m，布置于路基全寬。

顯然，掛車-80驗算荷載控制設(shè)計。

（二）主動土壓力計算

1.求破碎角?和主動土壓力系數(shù)K

假設(shè)破碎面交于荷載內(nèi)：

1??35,???,?1?2148'2查表得：??2456',K?0.358

驗核破碎面位置：

'Htan??9.5?tan2456?4.42m堤頂破碎面距墻踵

荷載內(nèi)緣距墻踵Htan??9.5?0.4?3.8m4.42?3.8?8.22m?b0?7.0m故破碎面交于荷載外，與假設(shè)不符。

當(dāng)破碎面交于荷載外時：

A??2b0h0?2?7.0?0.64?tan???0.4??0.499322H9.5

????????35?2148'?1730'?7418'tan???tan???cot??tan???tan??A??0.3473

??199'驗核破碎面位置：

堤頂破碎面距墻踵Htan??9.5?0.3473?3.30m荷載內(nèi)緣距墻踵Htan??9.5?0.4?3.8m3.30?3.8?7.10m?b0?7.0m

故破碎面交于荷載外，與假設(shè)相符，可用所選計算公式。2.主動土壓力系數(shù)：

cos?????K??tan??tan???0.5372sin?????b0d7.0?0,h2???9.37mtan??tan?tan??tan?tan199'?0.42hh2?0.64?9.37K1?1?022?1??1.13H9.5211E??H2KK1??18.6?9.52?0.5372?1.13?509.50KN/m22Hhh?4H?6h1?3h2?9.50.64?9.37??4?9.5?0?3?9.37?Zy??02???3.361m2233HK133?9.5?1.13

（三）設(shè)計擋土墻截面

h1?選墻面坡度1:0.05，基底傾斜1:0.151.計算墻身重W及其力臂

??0?832'?。通過試算，選墻頂寬

b1?0.6m。

ZW

W?22.5?24.24?545.40kN/mZW?1.80m2．滑動穩(wěn)定性驗算

Wcos?0?Esin??????0??f???Kc?Ecos??????0??Wsin?0

?545.40?cos832'?509.50?sin?2148'?1730'?832'???0.4???509.50?cos?2148'?1730'?832'??545.40?sin832'

?1.4??Kc??1.3

滿足要求。3.傾斜穩(wěn)定性驗算

Ex?Ecos??????509.50?cos?21048'?17030'??394.27kN/m

基底傾斜，由繪圖可直接求出土壓力對墻趾O點的力臂為：

Zy?2.635mZx?3.494mEy?Esin??????509.50?sin?21048'?17030'??322.71kN/m

K0?WZW?EyZxExZy?545.40?1.80?322.71?3.4942109.269??2.0??K??1.5394.27?2.6351038.901

滿足要求。

穩(wěn)定