【正文】 0到 K16+800段路基路面綜合設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 62 頁(yè) 4 擋土墻設(shè)計(jì) 墻身構(gòu)造 本設(shè)計(jì)路段在 K15+400~K15+560段左側(cè)地面橫坡較長(zhǎng)。為了收縮邊坡，減少填方工程量，保證邊坡的穩(wěn)定性，避免因過(guò)高而造成邊坡的可能滑動(dòng)。特設(shè)置路堤府斜式擋土墻 120m，沿墻長(zhǎng)每 10m設(shè)置伸縮縫，縫寬 2cm，縫內(nèi)沿墻內(nèi)、外、頂三邊添塞瀝青板。采用最不利荷載，即擋墻最高的斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算驗(yàn)算 ,取K15+540橫斷面左側(cè)擋土墻進(jìn)行分析。 墻身擬采用 ，墻高 10m， 墻頂填土高 a= b=（ m）， 頂寬 ，面坡 垂直， 背坡傾斜坡度， 1： ,基底傾斜，傾斜角 α 0=11176。為增加抗 滑性能在墻底采用 （ m）墻趾坡度與面坡一致。 1:1:1:1.75 擋土墻示意圖 （單位： m） 填方部分，假設(shè)都為粘土， 內(nèi)摩擦角 =24176。， 土的容重 γ=18 .5KN/M179。，粘聚力 C=20Kpa， 等效內(nèi)摩擦角 =176。 ，墻背與填土間的摩擦角 δ= 176。 。墻底與地基摩擦力系數(shù) f=,地基承載應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值［ б 。］ =350Kpa。 墻體采用漿砌片石結(jié)構(gòu)， ， 25號(hào)片石，墻體容重 ? k=24KN/m3。按規(guī)范：容許壓應(yīng)力為 [σa]=720Kpa, 容許剪應(yīng)力 [τ]=147Kpa 。 車輛荷載 根據(jù)《路基設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTG 20xx ) ，車輛荷載為計(jì)算的方便， 可簡(jiǎn)化換 廣西 梧州繞城高速東段 K15+400到 K16+800段路基路面綜合設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 62 頁(yè) 算為路基填土的均布土層， 并采用全斷面布載。 換算土層厚： 0 1 1 .9 5 0 .6 3 5 ( m )1 8 .5qh ?? ? ? 土壓力計(jì)算 對(duì)于墻前土的被動(dòng)土壓力，在擋墻基礎(chǔ)一般埋深的情況，考慮各種自然力和人畜活動(dòng)的影響，偏于安全。一般不計(jì)被動(dòng)土壓力 ,只要考慮主動(dòng)土壓力，用庫(kù)倫理論進(jìn)行計(jì)算， 假設(shè)破裂面交于荷載中部 ,則 A0=1/2(a+H+2 ho)(a+H) =1/2（ +10+2 ） （ +12） = B0=1/2ab+(b+d) ho1/2H(H+2a+2h0)tanα =1/2 +（ +0） 10（ 10+2 +2 ） = ( c ot t a n a n t 27 ) ( t a n )0.a n 96? ? ? ? ? ? ? ??? 其中 : ψ =? +δ +α =176。+ 176。 +11176。 =176。 則 θ=arctgθ ＝ 176。 堤頂破裂面距墻踵距離（ H+a） tg? =（ 10+） = 荷載內(nèi)邊緣距 墻踵距離 b+dHtg? =+010 = 荷載外邊緣距 墻踵 b+d+l0 Htg? =+0+2610 = 由以上數(shù)據(jù)可得： ＜ ＜ ， 破裂面交于路基面外邊坡，故假設(shè)與實(shí)際相符合。 廣西 梧州繞城高速東段 K15+400到 K16+800段路基路面綜合設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 62 頁(yè) 計(jì)算主動(dòng) 土壓力 系數(shù)的計(jì)算 c o s ( ) ( ) 0 .3 5 2s in ( )K tg tg?? ?????? ? ?? 土壓力的計(jì)算 001 / ( ta n ta n ) 0. 7 / ( ta n 44 .9 4 ta n 11 ) 0. 58 7 ( m )hd ??? ? ? ? ?0 0 02 ( b a ta n ) / ( ta n ta n ) ( 22 .9 4 12 .9 4 ta n 44 .9 4 ) / ( ta n 44 .9 4 ta n 11 )h ? ? ?? ? ? ? ? ? ? =（ m） h3=Hh1h2==1（ m） 0321 2222 a 2 1 2 . 9 4 8 . 4 1 2 0 . 5 9 8 . 4 11 ( 1 ) 1 ( 1 )2 1 0 2 1 0 1 0hhhK H H H ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? = 主動(dòng)土壓力 Ea的計(jì)算 2 112E H KK?? = 10178。 = kN cos( )xEE ????= cos（ 11176。 +176。 ） = kN sin( )yEE ????= sin（ 11176。 +176。） = kN 22 3 32 1( ) ( 3 2 )33 oy a H h h h h HHZ HK? ? ??? = 1xyZ B Z tg??? = tan11176。 = 其中： B1=176。 = 設(shè)計(jì)驗(yàn)算 墻身面積： S=(m2) 墻重： G= 力臂 ZG的計(jì)算： ZG=（ m） 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 在計(jì)算中我們不考慮墻前被動(dòng)土壓力的影響，所以 39。pE ＝ 0 廣西 梧州繞城高速東段 K15+400到 K16+800段路基路面綜合設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 62 頁(yè) ? ?? ?1 . 1 ( ta n ) ( 1 . 1 ) ta n1 . 1 7 4 7 . 2 3 1 . 3 ( 3 1 9 . 5 4 7 7 8 . 7 4 ta n 1 1 0 . 3 1 . 1 7 4 7 . 2 3 1 . 3 4 9 2 . 4 3 ta n 1 1 1 . 3 7 7 8 . 7 4 0i Y X o i Y o i x iG Q E E G Q E Q E Q E p? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?） （ ）=＞ 0 抗滑穩(wěn)定系數(shù) Kc x P 0 P0 E 0 . 3 ) tg + E 0 . 3tgcxfK EN ???? ? ?? ? ? ?? ? =＞ 其中 7 4 7 .2 3 3 1 9 .5 4 1 0 6 6 .7 7 k NyN G E? ? ? ? ? 滿足抗滑穩(wěn)定 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 G y x x y0 . 8 G ( E Z E Z )0 . 8 7 4 7 . 2 3 . 4 . 1 1 . 4 ( 3 1 9 . 5 4 2 . 8 3 . 3 7 7 7 8 . 7 4 ) 0G p pZ E Z?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? =＞ 0 抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù) K0 07 4 7 .2 3 4 .1 0 3 1 9 .5 4 2 .8 07 7 8 .7 4 3 .3 7G y x p pxyGZ E Z E ZKEZ???? ? ? ??? =＞ 滿足 傾覆穩(wěn)定 12 NBeZ?? 其中：747 .23 319 .54 778 .74 747 .23 319 .54G y x x YNyGZ E Z E ZZGE????? ? ? ? ??? =（ m） 4 .1 2 .3 9 0 .3 42e ? ? ?＜ B1/6= 廣西 梧州繞城高速東段 K15+400到 K16+800段路基路面綜合設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 62 頁(yè) 基底應(yīng)力： ? ?m a xm in133 5. 0913 0. 73 06( ) (1 )747 .23 319 .54 6 4( ) (1 ) 1 = 350 ( )NM G E y eA W A Bk pa???? ? ? ???? ? ?????＜ 滿足基底應(yīng)力要求 計(jì)算 為保證墻身有足夠的強(qiáng)度，對(duì)墻底截面進(jìn)行驗(yàn)算 強(qiáng)度計(jì)算：按每延米計(jì)算 ( ) 8 3 6 .7 1G G H C Q i Q iKN S S k N??? ? ?? ? ??? 8 812210 .3 41 2 .5 6 ( ) 1 2 .5 6 ( )4 .1 0 .9 2 40 .3 41 1 2 ( ) 1 1 2 ( )4 .1keBeB?? ??? ? ?? ? ? A=B1 1=（ m178。） Ra=720（ kpa） γ k= 0 1 .0 8 3 6 .7 1 8 3 6 .7 1jN N k N??? ? ? ? 0 . 9 2 4 4 . 1 7 2 0 1 1 8 0 . 82 . 3 1kakAR kN? ? ???? 因?yàn)閖kakAR N?? ＞ 所以擋土墻截面強(qiáng)度滿足要求 綜上述分析該擋土墻的抗滑穩(wěn)定性， 抗傾覆穩(wěn)定性，基底應(yīng)力與合力偏心距， 墻身截面穩(wěn)定 性 驗(yàn)算均滿足設(shè)計(jì)要求。 故確定的最終擋土墻尺寸如下圖： 1011176。1: 廣西 梧州繞城高速東段 K15+400到 K16+800段路基路面綜合設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 62 頁(yè) 5 水文計(jì)算說(shuō)明書 設(shè)計(jì)流量的確定 匯水面積和徑流系數(shù) 匯水區(qū)域在路堤邊坡一側(cè) (K16+260～ K16+480)的面積為 ，由《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG/T D3320xx》 (以下簡(jiǎn)稱排水規(guī)范 )表 ，細(xì)粒土坡面的徑流系數(shù)取 ψ 1＝ ； 匯水區(qū)域在路面一側(cè)的面積為 120 12＝ 1440m2，由表 瀝青路面徑流系數(shù)取 ψ 2＝ 。 由此總的匯水面積為： F＝ +1440＝ 匯水區(qū)的徑流系數(shù)： ψ =( +1440 )/= 匯水歷時(shí) 假設(shè)匯水歷時(shí) 10min. 降雨強(qiáng)度 按照規(guī)范表 ，取設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期為 15 年。 查圖 ，廣西 5年重現(xiàn)期和 10min降雨歷時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)降雨強(qiáng)度為 q5， 10=,由表 15 年重現(xiàn)期轉(zhuǎn)換系數(shù) Cp= 得該地區(qū) 60min 降雨強(qiáng)度轉(zhuǎn)換系數(shù) C60=，由表 查得 10min 降雨量得轉(zhuǎn)換系數(shù) Ct=，按照式 ()， 15 年重現(xiàn)期 10min 降雨歷時(shí)得 降雨強(qiáng)度為： , 5 ,10 1. 27 1 2. 5 3. 17 5 / m inp t p tq c c q m m? ? ? ? ? 設(shè)計(jì)徑流量 按照式 (),設(shè)計(jì)徑流量： 廣西 梧州繞城高速東段 K15+400到 K16+800段路基路面綜合設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 62 頁(yè) 63,16 .6 7 16 .6 7 0. 67 1 47 46 .9 10 0. 05 3 /ptQ q F m s? ?? ? ? ? ? ? 檢驗(yàn)匯流歷時(shí) 由表 ，路堤邊坡的粗度系數(shù)可取 s1=，瀝青路面的粗度系數(shù)可取 s1=， 按 照式 ()，路塹坡面 (坡度 1:，坡面水流長(zhǎng)度 22m 的匯流歷時(shí)為0 . 4 6 7 0 . 4 6 71 0 . 0 2 2 21 . 4 4 5 ( ) 1 . 4 4 5 ( ) 0 . 8 3 8 m in2ppslt i ?? ? ? ?； 瀝青路面 (橫坡 2％ ,坡面水流長(zhǎng)度 12m)的匯流歷 ：0 . 4 6 7 0 . 4 6 71 0 . 0 1 3 1 21 . 4 4 5 ( ) 1 . 4 4 5 ( ) 1 . 5 1 3 m in0 . 0 2ppslt i ?? ? ? ? 設(shè)邊溝底寬 ，水深 ， 則過(guò)水?dāng)嗝娴臄嗝娣e： A ??bh ? 水力半徑： R = A/ c = /( ??2 ) = 漿砌片石邊溝粗糙系數(shù) n1= ，按照曼寧公式 , 可計(jì)算溝內(nèi)平均流速： 2 0 . 531 0 . 2 0 . 0 1 1 . 3 6 7 /0 . 0 2 5v m s? ? ? ?