《课程设计挡土墙设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计挡土墙设计.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、土木工程学院课程综合设计第一章 绪论1.1 重力式挡土墙定义重力式挡土墙，指的是依靠墙身自重抵抗土体侧压力的挡土墙。重力式挡土墙可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或承受片石混凝土、混凝土进展整体浇筑。半重力式挡土墙可承受混凝土或少筋混凝土浇筑。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简洁的梯形。1.2 重力式挡土墙构造重力式挡土墙的尺寸随墙型和墙高而变。重力式挡土墙墙面胸坡和墙背的背坡一般选用 1：0.21：0.3，仰斜墙背坡度愈缓，土压力愈小。但为避开施工困难及本身的稳定，墙背坡不小于 1：0.25，墙面尽量与墙背平行。对于垂直墙，如地面坡度较陡时，墙面坡度可有 1：0.051：0.
2、2，对于中、高挡土墙，地形平坦时，墙面坡度可较缓，但不宜缓于 1：0.4。承受混凝土块和石砌体的挡土墙，墙顶宽不宜小于 0.4m；整体灌注的混凝土挡土墙，墙顶宽不应小于 0.2m；钢筋混凝土挡土墙，墙顶不应小于 0.2m。通常顶宽约为 H12，而墙底宽约为0.50.7H，应依据计算最终打算墙底宽。当墙身高度超过确定限度时，基底压应力往往是把握截面尺寸的重要因素。为了使地基压应力不超过地基承载力，可在墙底加设墙趾台阶。加设墙趾台阶时挡土墙抗倾覆稳定也有利。墙趾的高度与宽度比，应按圬工砌体的刚性角确定， 要求墙趾台阶连线与竖直线之间的夹角 ，对于石砌圬工不大于 35，对于混凝土圬工不大于 45。一
3、般墙趾的宽度不大于墙高的二格外之一，也不应小于 0.1m。墙趾高应按刚性角定，但不宜小于 0.4m。墙体材料：挡土墙墙身及根底，承受混凝土不低于C15，承受砌石、石料的抗压强度一般不小于 MU30，严寒及地震区，石料的重度不小于 20kN/m3，经25 次冻融循环，应无明显破损。挡土墙高小于 6m 砂浆承受 M5；超过 6m 高时宜承受 M7.5，在严寒及地震地区应选用 M10。1.3 重力式挡土墙特点重力式挡土墙优点是就地取材，施工便利，经济效果好。所以，重力式挡土墙在我国铁路、大路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用。重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定，因此，体积、重量都大，在脆弱地基上修
4、建往往受到承载力的限制。假设墙太高，它消耗材料多，也不经济。当地基较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料时，应当首先选用重力式挡土墙。重力式挡土墙一般不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋，墙高在 6m 以下，地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段，其经济效益明显。2其次章 挡土墙地质条件概述2.1 地形平原山地过渡地带，为一系列呈带状延长的平行岭谷分布区，以丘陵、台地为主。2.2 工程地质条件工程地质条件如表 2-1表 2-1 各层土特性图层编号土的名称层厚地基容许承载力1人工填土0.72含沙粉质黏土2.12503中风化泥岩未揭露2502.3 墙身及墙后填土材料参数g=22kN/
5、m3， d = j / 2k截面容许应力： s=600kPa，tai=50kPa填料容重： g = 18kN / m3，j = 35基底摩擦系数： f = 0.4填土边坡：1:1.52.4 荷载参数车辆荷载换算等代土层厚度为 0.84m，布置在 7.5m 全宽路基上。2.5 水文地质条件本次勘探未见地下水，可不考虑地下水的影响。2.6 设计参数和墙身高度参数表 2-2 重力式路堤墙参数组号4挡土墙高度5.2墙后填土高度2.5第三章 重力式挡土墙设计3.1 初步设计确定墙身尺寸如图 3-1：土木工程学院课程综合设计挡土墙高 5.2m，墙背仰斜 1:0.3，墙面为平行墙背的直线，墙顶宽 1.0m，
6、墙身分段长 10m，为增大墙身抗滑稳定性，设置基底按坡度 0.2:1 内倾墙背仰斜角：a = -1642”3.2 主动土压力计算3.2.1 裂开角假设裂开面交于荷载内，则图 3-1 挡土墙示意图ab + 2hA =0(b + d ) - H (H + 2a + 2h0) tana(H + a)(H + a + 2h )02.5 3.75 + 2 0.84 3.75 + 5.2 (5.2 + 2 2.5 + 2 0.84) 0.3=(5.2 + 2.5) (5.2 + 2.5 + 2 0.84)= 0.4763y = j +a + d = 35 -1642” +1730” = 3548” 90
7、tanq = -tany + (cotj + tany)tan(y + A)= 0.881则，q = 4122”3.2.2 验核裂开面位置堤顶裂开面距墙踵距离为：3313233土木工程学院课程综合设计(H + a) tanq = (5.2 + 2.5) 0.881 = 6.7837m34荷载内边缘距墙踵距离为：b - H tana = 3.75 + 5.2 0.3 = 5.31m35 荷载外边缘距墙踵距离为：4b - H tana + b0= 5.31 + 7.5 = 12.81 m365.316.783712.81，故裂开面交于荷载内，鱼设计相符，可承受所选用的公式3.2.3 求主动土压力系
8、数 K 和 K1主动土压力系数 K 和 K1 计算如下：K = cos(q +j) (tanq + tana) = 0.140537sin(q +y )由于h=b - a tanq= 3.75 - 2.5 0.881 = 2.664 m383tanq + tana0.881- 0.3h= H - h43则= 5.2 - 2.664 = 2.536 m392ah2h h2 2.52.6642 0.84 2.536K= 1+(1-3 ) +0 4 = 1+(1-) +3101H2HH 2=1.87285.22 5.25.2 5.23.2.4 求主动土压力 E 及其作用点位置 ZY主动土压力 E 为
9、： 11E =gH 2 KK21=18 5.22 0.1405 1.8728 = 64.035 kN3112主动土压力的作用点位置 Zy 为：Ha(H - h)2 + h h(3h- 2H )Z=+30 44y33H 2 K1= 5.2 + 2.5(5.2 - 2.664)2 + 0.84 2.536 (3 2.536 - 2 5.2) 33 5.2 5.2 1.8728=1.8m3.3 设计挡土墙截面312由于墙面平行墙背，基底倾斜 0.2:1a= 1119。暂且选墙顶墙宽 b1=1.0m。03.3.1 计算墙身重 G 及其力臂 ZG墙身重 G 及其力臂 ZG 计算结果如下：表 3-1 墙身
10、重 G 及其力臂ZG计算结果体积V自重GkN力臂ZmV = b H - 0.191b 2G =Z= 0.125H + 0.476b =1111G11=1 5.2-0.191 1 1=5.009110.1980.125 5.2+0.476 1=1.126V= 0.095b 2Z= 0.651b =21G=G 21=0.09522.10.651 1=0.651V = V + V12 =G = G + G12=5.104112.2983.3.2 滑动稳定性验算抗滑稳定性系数为：G cosaK=(0+ E sin(a + d +a)0)fCE cos a + d +a0- G sina0()= 112
11、.298 cos1119” + 64.035 sin -1642” +1730” +1119” 0.431364.035 cos127” -112.298 sin1119”= 1.218 1.3满足滑动稳定性要求3.3.5 倾覆稳定验算()xE= E cos(a + d ) = 64.035 cos - 1642” + 1730”= 64.029()315E= E sin(a +d) = 64.035sin -1642” +1730”= 0.894y316因基底倾斜，土压力对墙趾 O 的力臂改为Z= Zy1y- 0.191b1= 1.8 - 0.1911.5 = 1.5135317Z= B -
12、 Zx11ytan a = 0.952 1.5 + 1.8 0.3 = 1.968318则6土木工程学院课程综合设计G ZK=1G1+ G Z2G 2+ E Zyx10E Zxy1K= 162.14 1.36 + 4.708 0.9765 + 0.894 1.968319064.0351.5135=227.516 64.0351.5135= 2.348 1.3稳定性验算的结果说明，断面尺寸由滑动把握，上述设计符合实际3.3.6 基底应力验算e = B - Z2N=0.952b1G Z-1G1+ G Z2G 2- E Zxy12G + G+ E12y= 0.952 1.5 - 162.14 1.
13、364 + 4.708 0.9765 + 0.894 1.968 - 64.029 1.5135 2166.848 + 0.894= 0.064 20B (= 0.238)316dmaxG + E=y(1 6e ) = 166.848 + 0.894 (1 6 0.0646) =149.09kPa R = 250kPadminBB1.431.4385.51 3 213.3.7 截面应力验算墙面与墙背为平行的直线，截面的最大应力消灭于接近基底处。有基底应力验算可知，偏心距及基地应力均满足低地基的要求，则截面应力确定地也满足墙身材料的要求，故可不做验算。通过上述验算，所拟截面符合各项要求，打算承受
14、此截面，顶宽为 1.5m。3.4 图纸设计说明1、墙身为片石砌筑，片石厚度不小于 0.15m，体积不小于 0.01m3。石料承受无风化石材，面石要平坦，挡土墙外露面承受 1:3 水泥砂浆勾凸缝。2、挡土墙承受M10 水泥砂浆砌筑，施工前做好配比试验，强度要求到达设计等级，砌筑时砂浆要密实、饱满、不得有空间3、挡土墙分段：每10m 设置一条沉降缝，缝宽2cm，外露1cm，缝线竖直美观， 可用 C15 混凝土角石砌筑，沉降缝内用 1.5cm 浸沥青软木板分隔。4、应先把挡土墙后原土坡放成 45坡，然后施工挡土墙。基坑开挖应搞好地面排水，保持基坑枯燥，根底施工完毕应准时回填、夯实。墙后回填料的干密度
15、大于或等于 1.65t/m3。回填料应分层夯实。5、挡土墙基槽开挖支持力层下 300mm，而后做 C10 混凝土垫层厚 100mm，宽度每边根底底边放大 50mm。7土木工程学院课程综合设计6 混凝土强度大于 80%设计强度时，才能回填墙后回填土。详见图 3-3图 3-3 挡土墙断面做法示意图第四章挡土墙施工方案4.1 重力式挡土墙测量放样用全站仪放出挡土墙边线，划出开挖范围，钉好桩位，在施工场地四周布置把握桩。4.2 重力式挡土墙清理基坑及基底处理依据测量放样的基坑施工范围和设计深度进开放挖。墙基应置于牢靠的岩层上，且根底埋入基岩强风化层 12m，如基底于设计不符，报请监理工程师变更施工方案
16、。4.3 重力式挡土墙模板安装4.3.1 模板制作钢模板宜承受标准化的组合模板。组合钢模板的拼装应符合现行国家标准标准。各种螺栓连接应符合有关标准。钢模板及其配件应按标准的加工图加工，成品经检验合格前方可使用。4.3.2 模板安装模板与钢筋安装工作应协作进展，防碍绑扎钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安装。安装侧模板时，应防止模板移位和变形。根底侧模可在模板外设立支撑固定。浇筑在混凝土中的拉杆，应按拉杆拔出或不拔出的要求，实行相应的措施。对小型构造物，可使用金属线代替拉杆。模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进展检查，合格前方可浇筑混凝土。浇筑混凝8土木工程学院课程综合设
17、计土时 ，假设觉察模板有超过允许偏差变形值的可能时，应准时订正。模板在安装过程中，必需设置防倾覆设施。4.4 重力式挡土墙混凝土生产及运输4.4.1 混凝土搅拌拌制混凝土配料时，各种衡器应保持准确。对骨料的含水率应常常进展检测， 雨季施工时，应增加测定次数，据此调整骨料和水的用量。混凝土拌和物应拌和均匀，颜色全都，运至现场不得有离析泌水现象。混凝土承受罐车进展混凝土的运输，使浇筑工作不连续。并使混凝土运输到浇筑地点时仍保持均匀性和规定的坍落度。因运距较远混凝土运至浇筑地点后应在罐车内再次搅拌 12 分钟后， 再进展混凝土施工。严禁使用不合格的混凝土进展施工。4.4.2 混凝土的浇筑凝土浇筑前，
18、应对支架、模板、钢筋、进展检查，并做好记录，符合设计及施工要求前方可浇筑。浇筑混凝土前模板内的杂物积水应清理干净。模板如有缝隙，应用海棉条或双面胶填塞严密，模板内应涂刷脱模剂不得使用废机油等油料。混凝土浇筑时，承受插入式振捣器振捣，振捣不能漏振和过振。混凝土浇筑应按确定的厚度、挨次和方向分层浇筑，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。混凝土分层浇筑厚度不宜超过 30 。砼施工一层后，人工进展片石摆放，按标准要求摆放完成后，再进展下一层砼施工。砼从高处直接倾卸时， 其自由倾落高度不宜超过 2m，以不发生离析为度。当倾落高度超过 2m 时，应通过串筒、溜管或振动溜管等设施下落；倾落高度超
19、过 10m 时，应设置减速装置在串筒的不同高度设多向挡板。在串筒出料筒下面，砼积存高度不宜超过1m.浇筑应连续进展，如因故必需连续时，其连续时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。施工缝的位置应在混凝土浇筑之前确定，宜留置在构造受剪力和弯矩较小且便于施工的部位。混凝土浇筑完成后，对混凝土暴露面准时进展修整、抹平，待初凝后再抹其次遍并压光或拉毛，当暴露面面积较大或气候不良时，应加毛毡进展防护，但在开头养生前，掩盖物不得接触混凝土面。片石掺加前应去除外表的杂物、泥土等。片石掺入量一般不超过总圬工体积的25%，施工把握在 20%，掺入时不行乱投乱放，石块应分布均匀，净距不小于100mm，距构造
20、侧面和顶面的净距不小于 150mm，石块不得接触预埋件，不行直接接触基底、模板。4.5 重力式挡土墙混凝土的养生及模板撤除浇筑完成后，应在初凝后尽快掩盖和洒水养护，掩盖时不得损伤或污染混凝土的外表，混凝土在有模板掩盖时，应在养护期间常常使模板保持潮湿。养护标准以常常保持混凝土外表潮湿为主，养护天数不少于 7 天。模板撤除：模板撤除应按设计要求的挨次进展，设计无要求时，应遵循先支后拆，后支先拆的挨次， 拆时严禁抛仍。卸落支架和拱架应按拟定的卸落程序进展，分几个循环卸完，卸落量开头宜小，以后渐渐增大。在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落。撤除模板，卸落支架和拱架时，不允许用猛烈地敲打和强扭等方法进展。模板、10支架撤除后，应修理整理，分类妥当存放。4.6 重力式挡土墙沉降缝设置沉降缝依据设计位置设置，挡土墙施工时，按沉降缝位置分段施工，挡土墙施工完成成，沉降缝用沥青麻絮沿内、外、顶三方填塞，深入 1020cm。参考文献1 陈小川，周俐俐.土木工程专业 土力学与根底课程设计指南.中国水利水电出版社， 2023 年.2 大路路基设计标准JTG D302023.人民交通出版社，2023 年.