扶壁式挡土墙计算实例.docx

本算例来自于：书名特种结构作者黄太华袁健成洁筠出版社中国电力出版社书号 5083-8990-5丛书普通高等教育“十一五”规划教材扶壁式挡土墙算例某工程要求挡土高度为8. 3m,墙后地面均布荷载标准值按qk=10 kN/ m2考虑，墙后填土为砂类土，填土的内摩擦角标准值jk35 o,填土重度gm=18 kN/ m3 ,墙后填土水平，无地下水地基为粘性土，孔隙比e=0. 786 ,液性指数IL=0. 245 ,地基承载力特征值fak=230 kPa，地基土重度g=18. 5kN/ m3根据挡土墙所处的地理位置及墙高等因素综合考虑，选择采用扶壁式挡土墙，挡土墙安全等级为二级，试设计该挡土墙解：IL0. 245 <0. 25属坚硬粘性土，土对挡土墙基底的摩擦系数m. (0.35,0.45),取m二0. 35查规范得hb二0.3、hd=1. 61) 主要尺寸的拟定为保证基础埋深人于0.5m,取d二0.7m,挡土墙总高H二8. 3m+d二9m两扶壁净距In取挡墙高度的 1/3、1/4,可取 ln=3. 00、2. 25 m,取 ln=3. 00mo 用墙踵的竖直面作为假想墙背，计算得主动土压力系数2 jk2 35 0Katan (45 0 -)=tan (45 0 -)=0. 27122根据抗滑移稳定要求，按式(3-6)计算得:22kaB2 +B3 31. 3( qH+0. 5gH)K 1.3f (10 ' 9 + 0. 5r 18r 9) ' 0.271 = 4.79 ,取m(qk+gH) 0. 35(10 +18r 9)B2 +B3 =4. 80m,其中 B2=0. 30m, B3=4. 50m。

qH0.5 gH)K(10 ' 9 +o. 5 ' 18 ' 9) ' 0.271 =221. 95 kNaxka91 910 '9 ' 189，9，22 33. 165 m110，9 +'189，91・ 6Ez1B3~(B+B)12323 ()2kBBqHg++()ax1.6f221. 95 ' 3. 165 14. 8 二T・ 01m<04.8r (10 +18’ 9) 2计算结果为负数说明若仅为了保证稳定性的要求不需设置墙趾板，但为了减少 墙踵板配筋及使地基反力趋于均匀，取B1二0.60mBBl +B2 +B3 二0. 6 +0. 3 +4. 5 =5. 4mBC图3. 1挡土墙基本尺寸2) 土压力计算由于填土表面水平，第一破裂面与铅垂面夹角qi45° -jk45° -35°27. 5 0 ；22第二破裂面与铅垂面的夹角ai45 ° -jk45 0 -35 °27. 5°224.5墙顶A与墙踵C连线AC与铅垂面的夹角a二arctan8. 727. 35 °因为a二27. 35°

4）抗倾覆稳定验算稳定力矩：GxEx zklk1 + G2k 2 f105.8 j.5 +352.4 '2 (az) . 4+423. 73. 762597. 6kNm倾覆力矩:qkEax220. 0 ” 3. 165 =702. 6kNmMzk2597. 6KI3.7 »1. 6702.6qk满足抗倾覆稳定性要求5）抗滑移稳定性 竖向力之和：GlkG2k+Eaz=105. 8 +352. 4 +423. 7 =881. 9kN Xm抗滑力：m.N881.9 ' 0.35 =308. 7 kN滑移力：Eax=220. OkN m. N308. 7Ks=1.39 <1. 3Eax220. 0满足抗滑移稳定性要求6）地基承载力验算按正常使用极限状态卜•荷载效应的标准组合，各分项系数取1. 0o欲求基底偏心距e,先计算总竖向力到墙趾的距离：Mzk- Mqk2597. 6 -702. 62. 15 mN881.9BB5. 4 B0. 18 mb由/ 30 ,于则5.4 ・Q1+5. 4 一.263. 1 kPa<1. 2 fa1.2 '249. 1 =298. 9 kPapkmax〈1・ 2 fa 时必然满足pk

由于土体不存在滑动趋势，且墙面光滑，则静止土 压力为水平方向10 '(1 -sin 35)=10 '0 ・ 4 2 6 =4 ・2 6 kN/ m20 aqk0d3. Im3. 6me0 b(qk+gH1) K0 =(10 +18 '8. 7 )'0・ 4 2 6 =7 0 ・97/ m2图3. 2立板荷载图b.将立板划分为上、下两部分，在离底板顶面1. 5Ln=l. 5X3. 00=4. 50m高度以下的立板，可视为三边固定一边自由的双向板；离底板顶面4500mm高度以上的部分视为沿高度方向划分为单位高的水平板带，以扶壁为支撑，按水平单向连续板计算现以距墙底4. 5~5. 5m (即距墙顶4.2〜3.2m)区间的立板为例进行计算距离墙顶0、3. 2m区间的立板计算可参照进行对于砂性土K0 =1-sin jk=l-sin 35 ° 二0. 426s0 =(qk+g)0 =(10 +18 3.7) ' 0. 426 =kN/ m2zK32. 630 n14. 68 kNm中s2012 32. 6320'3. 0 21・ 35 M 中 1. 35 f 14. 68 z 10 62As中0.9 fh0. 9 ' 300 '(300 -40)282. 4 mmyoA282.4r二-中 中bh sO 二1000 ' (300 -40)0. 11% <0. 79% ,简化公式适用ft1.27r=0. 0019 0. 002}min max{0.45f0. 45 '3000. 2% >r 中取r 中=rmin =0.2% , As=r 中 bhO =0.002 ' 1000 '260 =520 mm2选用12@200 As=565 mm2sOln2 32. 63 ' 3・ 0 2XH支1212=-24. 47 kNmAs 二支 支1. 35 M1. 35 f24.47 10 6470. 6 mm2

选用12@200 As=565 mm2sOln 32. 63 7 3.0V48.9 kN221. 35 V1.35 f48. 9 二66. 1 kN0. 7 fbh0.7 1.27 ; 1000260 二231. 1 ‘10 3 N231. 1 kN>1.35 Vto混凝土的抗剪能力满足要求，不需配置腹筋I;型筋计算1. 35 V66. 1 f 10 3As—220. 3 inni2fy300上式计算出的As为每延米单肢 u型筋的截面积配100250,As=314 mm2 的U型筋，开II方向朝向墙背，水平放置距墙底0~4.5m （即距墙顶8・7'4。