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1、-0-(一)设计资料:某新建公路 K2+345K2+379 路段采用浆砌片石重力式路堤墙,具体设计资料列于下:1路线技术标准,山岭重丘区一般二级公路,路基宽 8。5m,路面宽 7.0m。2车辆荷载,计算荷载为汽车20 级,验算荷载为挂车 100。3横断面原地面实测值及路基设计标高如表1 所示.4 K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式如图1 所示(注:参考尺寸:m,=0.40m,=0。60m)。5填料为砂性土,其密度 18KN/m3,计算内摩擦角=35,填料与墙背间的摩擦角=。6地基为整体性较好的石灰岩,其允许承载力=450Kpa,基地摩擦系数为f=0.45。7墙身材料采用5 号砂浆砌 30 号
2、片石,砌体=22KN/m3,砌体容许压应力为Kpa,容许剪应力=100Kpa,容许拉应力 =60 Kpa。横断面原地面实测值及路基设计标高表 1左侧桩号右侧中桩标高(m)路基设计标高(m)8(2。6)4(3)K2+345 4(2)6(4。5)631.45 630.57 6(2。4)6(3。6)K2+350 4(2.1)6(2。4)631.08 630.62 7(3)6(-3)K2+356 4(2.2)6(2.8)629.62 630.68 6(3)6(1)K2+361 4(1。2)6(2.4)628.51 630。73 6(2)6(2。6)K2+367 5(2)5(1。5)630.30 630
3、.79 5(1。6)7(3)K2+373 4(2)6(2)629。08 630。85 6(1。2)6K2+379 2(1)8(1)629。03 630。91-1-(1。8)图 1 K2+361 挡墙横断面布置及挡墙型式示意图(二)设置挡土墙的理由:该地段地形复杂,山坡较陡,大多数路基属于半填半挖式,且填方量较大.为了减少工程造价,常常因地制宜,设置高低错落的台地。台地边界的处理一般采用二种方式,一种是自然放坡方式;另外一种是当自然放坡处于不稳定状态时,或由于使用等理由,要求设计边坡超过土体允许最大边坡时,为防止土体坍塌或滑动,应设置不同形式的支挡构筑物,而挡土墙是最常见的形式。为了防止填方路基
4、滑动,并且减少填方的数量,需要设置挡土墙.同时,该处路基挖方量较少,边坡能够在开挖后较稳定,所以不用设置路堑墙,只用设置防止路基沿边坡下滑的路肩墙或路堤墙即可.经过比较,决定设置路堤墙,因为若用路肩墙,经过初步估算,其承受的土的主动土压力较大,使其抗滑稳定性和抗倾覆稳定性较差,很容易让路基随其沿着山坡下滑,导致路基的破坏,因而不宜选用。(三)挡土墙的尺寸拟定以及计算步骤计算时,取 K2+361处横断面来设计挡土墙(因为该处地形在七个横断面中最陡).初步选定的尺寸为:墙面高度(m):h1=6 墙背坡度(+,-):N=-0.25 墙面坡度:M=0。25 墙顶宽度(m):b1=1.4 墙趾宽度(m)
5、:db=0。4 墙趾高度(m):dh=0。6 基地内倾坡度:N2=0。2 污工砌体容重(KN/m3):r1=22 路堤填土高度(m):a=2 路堤填土坡度:M0=1.5 路基宽度(m):b0=8。5 土路基宽度(m):d=0。5 填料容重(KN/m3):R=18 填料内摩擦角(度):=35 外摩擦角(度):=17.5 基底摩擦系数:=0。45 基底容许承载力:0(KPa)=450 挡土墙分段长度(m):L1=15 计算时字母所代表的含义如下图:1、挡土墙的计算1)对于车辆荷载:计算荷载为汽车 20 级,验算荷载为挂车 100。(1)求破裂角-2-假设破裂面交与荷载内,采用相应的公式计算:挡墙的
6、总高度:H=6。914m 挡墙的基地水平总宽度:B=1。571m=38。464=。355=。804 则=arctg=38。785验算破裂面是否交于荷载内:堤顶破裂面至墙踵:(H+a)tg=7.164m 荷载内缘至墙踵:b-Htg+d=5。229m 荷载外缘至墙踵:b-Htg+d+b0=13.729m 故破裂面交于荷载内,与原假设相符,所选用公式正确。则计算图式为:2、主动土压力计算1)求主动土压力系数K和 K1=0.158=0。903m=2.516m=3.495m=1.59 2)求主动土压力及作用点位置=108。446KN=108。247KN=6。552KN=2。119m=2。18m 3、稳定
7、性验算一般情况下,挡土墙的抗倾覆稳定性较易满足,墙身断面尺寸主要由抗滑动稳定性和基底承载力来控制.1)抗滑稳定性检算挡土墙体积 V=9。694m3 挡土墙自重 G=213.274KN-3-=1.69 因为 kc 1。3,则抗滑稳定性检算通过。2)抗倾覆稳定性检算=1。671 因为 k0 1。5,则抗倾覆稳定性检算通过。3)基底应力检算B=1。571m=。7m=。086m 因为 eB/6=185.639KPa=94。14KPa 因为 max 0,则基地应力检算通过,满足要求。(四)挡土墙排水和变形缝设置为防止地表水渗入墙背填料或地基,因此设立地面排水沟。排水沟的横断面为梯形,底宽和沟深为 0。5,边坡坡度为,沟底纵坡为.为了迅速排除墙后积水,通常在非干砌的挡土墙身的适当高度处设置3 排排水孔。排水孔采用的方孔。上下交错设置,间距为。为防止因地基不均匀沉陷而引起堵身开裂,根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况,设置沉降缝。同时,为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝,须设置伸缩缝.在此把沉降缝和伸缩缝结合在一起,全高设置,宽度为.挡土墙排水设施如下图所示:图 5 挡土墙排水和变形缝设置