【正文】 ，因此，墻身截面較大，適用于小型工程，通常畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 3 頁 共 36 頁 墻高小于 8 米，但結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，能就地取材，因此廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中。例如，采用路堤或路肩擋土墻時(shí)，常與棧橋或填方等進(jìn)行方案比較；采用路塹或山坡?lián)跬翂r(shí)，常與隧道、明洞或刷緩邊坡等方案進(jìn)行比較，以求工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。在路基工程中，擋土墻可用以穩(wěn)定路堤和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積，防止水流沖刷路基，并經(jīng)常用于整治坍方、滑坡等路基病害。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 1 頁 共 36 頁 第一章 緒論 1． 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是教學(xué)計(jì)劃最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的土木工程基礎(chǔ)理論、基本理論和基本技能，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)或科學(xué)研究的綜合訓(xùn)練，是前面各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和拓展，是培養(yǎng)我們綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力的重要階段。 1． 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題 —— 擋土墻的概述 公路擋土墻是用來支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種構(gòu)造物。 在考慮擋土墻的設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)與其他方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。 1． 3． 1 重力式擋土墻 重力式擋土墻一般由塊石或混凝土材料砌筑。 1． 3． 3 扶壁式擋土墻 由墻面板、墻趾板、墻踵板和扶肋組成，即沿懸臂式擋土墻的墻長方向，每隔一定距離增設(shè)一道扶肋，把墻面板和墻踵板連接起來。與重力式擋土墻相比，具有結(jié)構(gòu)輕、柔性大、工程量少、造價(jià)低、施工方 便等優(yōu)點(diǎn)，特別適合用于地基承載力不大的地區(qū)。即是柔性結(jié)構(gòu)，可承受地基較大的變形；又是重力式結(jié)構(gòu)，可承受荷載的沖擊、振動作用。它適用于一般地區(qū)土質(zhì)及破碎軟巖質(zhì)地段，也可置于樁板擋土墻之間支擋巖土以保證邊坡穩(wěn)定。 內(nèi)摩擦角 ? =31 度。綜合分析考慮建筑場地的地理地質(zhì)條件及工程特性，確定最為經(jīng)濟(jì)合理的擋土墻形式有重力式擋土墻和扶壁式擋土墻兩種。 （ 1）理想的回填土。 （ 2）可用的回填土。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 8 頁 共 36 頁 第二章 公路擋土墻設(shè)計(jì) 2． 1 邊坡穩(wěn)定性分析 為了準(zhǔn)確把握擬建擋土墻后土體的穩(wěn)定性及土壓 力情況，首先要對邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析。 土坡的穩(wěn)定性用土坡穩(wěn)定安全系數(shù)來表示，抗剪力與抗切拉之比即為土坡穩(wěn)定安全系數(shù)： K= c o ss inT W tg tgT W tg? ? ?????’抗 剪 力抗 切 力 根據(jù)規(guī) 范，邊坡工程等級為二級的土坡，采用直線式滑動法分析的土坡，安全穩(wěn)定系數(shù) K 取 ，故該土坡的穩(wěn)定坡角可以求出： 31 0 .4 6 21 .3 0tg tgtg K?? ? ? ? ??? 其中 ? 為土坡的安全穩(wěn)定坡角。 由已知設(shè)計(jì)資料和工程地質(zhì)條件，所設(shè)的重力式擋土墻墻高 9 米，頂寬 1 米，底寬 5 米，選擇漿砌塊石砌筑，墻背垂直，如圖 21 所示。 2． 3 扶壁式擋土墻的設(shè)計(jì) 扶壁式擋土墻的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括墻身構(gòu)造設(shè)計(jì)、墻身截面尺寸的擬定，墻身穩(wěn)定性和基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算、墻身配筋設(shè)計(jì)和裂縫開展寬度等。墻踵板寬一般為墻高的 1/4— 1/2，且不小于 。墻面板頂寬 b=300m,為了利于施工，采用等厚垂直面板，墻底板板端厚度,墻踵板寬度 B1=1m。其中 Ea 的方向與墻背成 ? 角，由工程地質(zhì)條件所給得? = 08 ，且偏于阻止棱體下滑的方向。 , b AC m?? 所以，算得 BCS ? 。 墻面板的荷載僅考慮墻后主動土壓力的水平分力，而墻自重、土壓力豎向分力及被動土壓力等均不考慮。 墻面板承受的最大水平正彎矩及最大水平負(fù)彎矩在豎直方向上分別發(fā)生在扶肋跨中的 1/2H1 處和扶肋固支處的第三個(gè) H1/4 處，如圖 25所示。其扶肋跨中的豎直彎矩沿墻高的分布如圖 5 所示。 21 / 12 1 / 2p i p iM l l???? 39。 為了簡化計(jì)算，假設(shè) W3 為中心荷載， W4 是懸臂端荷載 Ety 所引起的，實(shí)際應(yīng)力呈虛線表示二次拋物線分布，簡化為實(shí)線表示的三角形分布； M1引起的等代荷載的豎向應(yīng)力近似地假設(shè)成圖 7所示的拋物線形，其重心位于距固支端 5/8B3 處，以其對固支端的力矩與 M1 相平衡，可得墻踵處的應(yīng)力 1 /w MB? ? 。如圖 27 所示。B3BH 圖 27 墻踵板計(jì)算荷載圖式 a) 墻踵板受力圖； b) 3ByE 對墻踵板的作用； c)tyE 對墻踵板的作用； d)M1對墻踵板的作用； e)墻踵板法向應(yīng)力總和 上述中： 3BE —— 作用在 BC 面上的土壓力（ kN）； tE —— 作用在 CD 面上的土壓力（ kN）； M1—— 墻趾板固端處的計(jì)算彎矩（ kNm） 。由于墻踵板的寬度通常只有墻高的 1/3 左右，其值一般較小，對墻踵板橫向配筋不起控制作用，故不必計(jì)算此橫向彎矩。 懸臂梁承受兩相鄰的跨中至跨中長度 lw 與墻面板高 H1 范圍內(nèi)的土壓力。其驗(yàn)算方法與重力式擋土墻相同。 （ 2） 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性是指它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動傾覆的能力，用抗傾覆系數(shù) Ko 表示，即對墻趾的穩(wěn)定力矩之和與 傾覆力矩之和的比值。 a. 底面上的總豎向力 53 15 6 68 6ayN W E k N? ? ? ? ? b. 合力作用點(diǎn)與墻前趾的距離 2 0 0 2 .8 1 7 5 7 .1 7 1 .8 16 8 8 .0 6xm??? c. 偏心距 4 .3 0 .3 4 0 .7 226Bex? ? ? ? ? d. 基底邊緣應(yīng)力 1 2 3 5 . 8 62 8 4 . 1 66 6 8 8 . 0 6 6 0 . 3 4( 1 ) ( 1 )4 . 3 4 . 3Ne k P aBB?? ?? ? ? ? ? e. 要求滿足下列公式 121 ( ) 1 6 0 8 0 02 kk P a f k P a??? ? ? ? 查得在密實(shí)狀態(tài)下，碎石土承載力標(biāo)準(zhǔn)值為 700900kPa,此處取kf =800kPa。 1． 墻面板 墻面板的水平受拉鋼筋分為內(nèi)外側(cè)鋼筋兩種。 鋼筋保護(hù)層厚度 C=30mm,估計(jì)選用鋼筋直徑為 20mm。 H1/8 處作為控制面進(jìn)行計(jì)算，此時(shí) M=基本公式得： 1 9 .6 1 0 0 0 3 0 0 sxA? ? ? ? 62 7 . 5 1 0 1 9 . 6 1 0 0 0 ( 2 6 0 )2xx? ? ? ? ? ? 求得： mm? 2360sA mm? 同樣查得，選用 4 14250? ， 2615sA mm? 。為方便施工，可在扶肋中心切斷，沿墻高可分為幾個(gè) 區(qū)段進(jìn)行配筋，但區(qū)段不宜分得太多。 H1/8 處作為控制面進(jìn)行計(jì)算，此時(shí) M=16。 以上配筋計(jì)算可知，墻面板外側(cè)水平受拉鋼筋 N2 的分布為：全墻采用? 14 的鋼筋，間距為 250mm。 b. 靠近扶肋兩側(cè) L/6 部分的彎矩 M=MD/2=。 外側(cè)豎向受力鋼筋 N5 布置在墻面板的臨空一側(cè)，承受墻面板的豎向正彎矩，該鋼筋通長布置，兼作墻面板的分布鋼筋用。 2. 墻踵板 墻踵板頂面橫向水平鋼筋 N7,是為了 墻面板承受豎直負(fù)彎矩的鋼筋N4 得以發(fā)揮作用而設(shè)置的 .該鋼筋位于墻踵板頂面 ,垂直于墻面板方向 ,其布置與鋼筋 N4 相同 ,該鋼筋一端插入墻面板一個(gè)鋼筋錨固長度 ,另一端伸至墻踵端 ,作為墻踵板縱向鋼筋 N8 的定位鋼筋 ,如鋼筋 N7 的間距很畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 32 頁 共 36 頁 小 ,可以將其中一半在距墻踵端 3/2B 減一個(gè)鋼筋錨固長度處切斷。由于該擋墻的尺寸較大，施工架設(shè)模板難度較大。一般情況下，坡高大于 8 米時(shí)不選擇采用重力式擋土墻作為支擋結(jié)構(gòu)。 2． 5． 1 基底拓展 為減少基底壓應(yīng)力，增加抗傾覆的穩(wěn)定性，在墻趾處伸出一臺階，以拓寬基底，墻趾臺階寬度為 25mm,臺階高寬比為 3： 2。 截水溝又稱天溝，設(shè)置在挖方路基邊坡?lián)跬翂ζ马斠酝?，用以攔截并排除在山坡上流淌的地 面徑流，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保證挖方邊坡不受流水沖刷，截水溝采用梯形截面，內(nèi)邊畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 35 頁 共 36 頁 坡的坡度為 1： 1，采用 25cm 厚的 5 號漿砌片石加固，并設(shè)置 15cm厚的砂礫墊層。此外，在泄水孔入口附近應(yīng)用易滲的粗顆粒材料做反濾層，并在泄水孔入口下方鋪設(shè)粘土夯實(shí)層，防止積水滲入地基不利于墻的穩(wěn)定性。采用梯形截面， 25cm 厚 5號漿砌片石加固，并設(shè) 15cm 厚砂礫墊層。擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查、勘測，確定構(gòu)造物的形式與尺寸，運(yùn)用合適的理論計(jì)算土壓力，并進(jìn)行穩(wěn)定性和截面強(qiáng)度方面的驗(yàn)算，采取合理、可行的措施，以保證擋土墻的安全性