【文章內(nèi)容簡介】 。本設(shè)計(jì)采用重力式擋土墻。 擋土墻 設(shè)計(jì)資料 ，填土邊坡 1:，墻背仰斜，坡度 1： ~1： 。 ，車輛荷載等級為公路－ II 級，擋土墻荷載效應(yīng)組合采用荷載組合I、 II。 γ＝ ／ m3，計(jì)算內(nèi)摩擦角 Φ＝ 42176。 ,填土與墻背間的內(nèi)摩擦角δ＝ Φ/2=21176。 。 ，容許承載力 [σ]=810kPa，基底摩擦系數(shù) μ＝ 。 5 號砂漿砌 30 號片石，砌體 a? =22kN/m3，砌體容許壓應(yīng)力為二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 ? ? 600?a? kPa，容許剪應(yīng)力 [? ]=100kPa，容許拉應(yīng)力 [ wl? ]=60 kPa。 確定計(jì)算參數(shù) 設(shè)計(jì)擋墻高度 H=4m，墻上填土高度 a=2m，填土邊坡坡度為 1:,墻背仰斜 ,坡度1:。 填土內(nèi)摩擦角 ： 042?? ，填土與墻背間的摩擦角 ??? 212/?? 。墻背與豎直平面的夾角 ????? 0 3 r c t a n? 。墻背填土容重 ，地基土容重： 。擋土墻尺寸具體見圖 。 圖 擋土墻尺寸 車輛荷載換算 試算不計(jì)車輛荷載作用時破裂棱體寬度 (1)假定破裂面交于荷載內(nèi) 側(cè) 不計(jì)車輛荷載作用 00?h ；計(jì)算棱體參數(shù) 0A 、 0B ： 18)42(21)(21))(2(21 2200 ????????? HaHahHaA 7)0 3 a n ()224(4213221t a n)2(21210 ????????????? ?aHHabB ??? ABA ??????????? ???? ； 71 )38 ( t a n)96 a n42( c ot96 a n)) ( t a nt a n( c ott a nt a n???????????????? A????? 則： ??? ????? ? r c t a 1 r c t a n? 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 計(jì) 算 車輛荷載作用時破裂棱體寬度值 B： mbHaHB ) n ()24( ta nta n)( ????????? ????? ?? 由于路肩寬度 d=B=，所以可以確定破裂面交與荷載內(nèi)側(cè)。 (2)計(jì)算主動土壓力及其作用位置 最大 主動土壓力： ???? = ??(??0 tan?? ? ??0)cos(?? + ??)sin(?? +??) = (18 ?7) cos(176。 + 42176。)sin(176。 + 176。) = 土壓力的水平和垂直分力為： ???? = ???? cos(?? +??) = cos(?176。 +21176。) = ???? = ???? sin(?? +??) = sin(?176。 + 21176。) = 主動土壓力系數(shù)及 作用位置： mdh 2 2 1 a nt a n1 ????? ?? mabh a nt a n t a n3 ???????? ?? ? 3 1 )42 3 7 (4 2212)21(21 2 4031 ???????????? H hhHhH aK 作用位置： mKHHhhhhHaHZy 0)(2343)23()(3221244023??? ?????????? mZBZ Yx )0 3 a n ( a n ??????? ? 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗(yàn)算在土壓力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力。在一般情況下： 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 Q 1 0 Q 1( 0 . 9 ) 0 . 9 t a nyxG E G E? ? ? ?? ? ? () 式中： G ── 擋土墻自重； xE ， yE ── 墻背主動土壓力的水平與垂直分力； 0? ──基底傾斜角 (176。 )； ? ──基底摩擦系數(shù)，此處根據(jù)已知資料， ?? ； Q1? ──主動土壓力分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)組合為Ⅰ、Ⅱ時， Q1? =；當(dāng)組合為Ⅲ時，Q1? = 。 mkNG /)( ?????? (?? +????1????)?? +??tan??0 = ( + ) + 0 = ≥ ????1????(= = ) 因此，該擋土墻抗滑穩(wěn)定性滿足要求。 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，需驗(yàn)算它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動傾覆的能力， Q10 .9 ( ) 0G y x x yG Z E Z E Z?? ? ? () 式中： GZ ──墻身、基礎(chǔ)及其上的土重合力重心到墻趾的水平距離 (m)； xZ ──土壓力垂直分力作用點(diǎn)到墻趾的水平距離 (m)； yZ ──土壓力水平分力作用點(diǎn)到墻趾的垂直距離 (m)。 ????1 = ???? ? ???? = ? = ????2 = ??1 +?? = 1 + 4 = ??1 = ??1???? = 22 = ??2 = ??2???? = 1 4 22 = 88kN/m ???? = ??1????1 +??2????2?? = + 88 = )( ????????? kN 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算 為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過地基承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算；同時，為了避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心距。 (1)基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力 ① 軸心荷載作用時 1Np A? () 式中： p ──基底平均壓應(yīng)力 (kPa)； A──基礎(chǔ)底面每延米的面積，即基礎(chǔ)寬度， B? ( 2m )； 1N ──每延米作用于基底的總豎向力設(shè)計(jì)值 (kN)； 1 0 011( ) c o s s inyxG Q QN G E W E??? ? ?? ? ? ? () 其中： yE ──墻背主動土壓力（含附加荷載引起）的垂直分力 (kN)； xE ──墻背主動土壓力（含附加荷載引起）的水平分力 (kN)； W──低水位浮力 (kN)（指常年淹沒水位）。 ② 偏心荷載作用時 作用于基底的合力偏心距 e 為 1Me N? () 式中： M ──作用于基底形心的彎矩，可按下表采用。 作用于基底的合力偏心距 e 為： 2BeC?? () 其中： B=1+= ?? = ?????? + ???????? ??????????? +???? = + ? + = 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 則 ?????? Be ???????? = ?? +?????? (1 +6???? ) = + (1+ 6 ) = [σ] = 810kPa 所以基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力滿足要求。 (2)基底合力偏心距 基底合力偏心距應(yīng)滿足表的要求 表 各地基條件下的合力偏心距 地基條件 合力偏心距 地基條件 合力偏心距 非巖石地基 e0 ≤ B/6 軟土、松砂、一般黏土 e0 ≤ B/6 較差的巖石地基 e0 ≤ B/5 緊密細(xì)砂、黏土 e0 ≤ B/5 堅(jiān)密的巖石地基 e0 ≤ B/4 中密砂、礫石、中砂 e0 ≤ B/4 由以上計(jì)算可知，基底合力偏心距滿足要求。 (3)地基承載力抗力值 ① 當(dāng)軸向荷載作用時 pf? () 式中： p ──基底平均壓應(yīng)力； f ──地基承載力抗力值 (kpa)。 ② 當(dāng)偏心荷載作用時 ? () ?? = ???? = (?????? +????1???? ???)cos??0 + ????1???? sin??0?? = ( + ? 0)cos0+ = ≤ ??(= 810 = 972kPa) 所以滿足地基承載力要求。 墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算 為了保證墻身具有足夠的強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇 1~2 個控制斷面進(jìn)行驗(yàn)算，如墻身底部、 1∕ 2 墻高處、上下墻（凸形及衡重式墻）交界處。 此處選擇二分之一墻高處進(jìn)行驗(yàn)算 (1)強(qiáng)度計(jì)算 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 j K K KN AR??? () 按每延米墻長計(jì)算： 0 1 1()j G G Q QN N N? ? ??? () 式中： jN ──設(shè)計(jì)軸向力 (kN)； 0? ──重要性系數(shù)，取為 ； GN 、 G? ──恒載（自重及襟邊以上土重）引起的軸向力 (kN)和相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)； 1QN ──主動土壓力引起的軸向力 (kN)； 1Q? ──主動土壓力引起的軸向力的分項(xiàng)系數(shù)； ???? = 1 4 22 = 88kN ????1 = ???? = ( 88 + ) = K? ──抗力分項(xiàng)系數(shù)，取為 ； KR ──材料極限抗壓強(qiáng)度 (kpa), ????=1275kPa； A ──擋土墻構(gòu)件的計(jì)算截面積 (m2)， A=1 2m ； K? ──軸向力偏心影響系數(shù)。 ???? =1 ?256(??0??)81 +12(??0??)2 =1 ?256( )81 +12( )2 = ???? = ???? ≤ ??????????????= 1 = 故強(qiáng)度滿足要求。 (2)穩(wěn)定計(jì)算 j K K K KN A R A? ? ?? () 式中： jN 、 K? 、 A 、 K? 意義同式 ()； K? ──彎曲平面內(nèi)的縱向翹曲系數(shù)，按下式計(jì)算： 二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 ? ?011 ( 3 ) 1 1 6 ( )K s s s eB? ? ? ?? ? ? ? () s? ── 2H/B， H 為墻有效高度， B 為墻的寬度 (m)； 一般情況下?lián)跬翂Τ叽绮皇芊€(wěn)定控制，但應(yīng)判斷是細(xì)高墻或是矮墻。當(dāng) H/B 小于10 時為矮墻，其余則為細(xì)高墻。對于矮墻可取 K? =1，即不考慮縱向穩(wěn)定。此處H/B=4/1=410,故 K? =1 ???? = ???? ≤ ???? ??????????????= 1 1 = 故穩(wěn)定滿足要求。 同理，選擇墻身底部進(jìn)行驗(yàn)算，經(jīng)驗(yàn)算強(qiáng)度與穩(wěn)定均滿足要求。 故所設(shè)計(jì)的擋土墻滿足要求。 擋土墻的伸縮縫與沉降縫設(shè)計(jì) 伸縮縫與沉降縫結(jié)合在一起，統(tǒng)稱為變形縫。沿墻長每 10 米設(shè)置變形縫，變形縫全高設(shè)置，其寬度取為 米。 擋土墻的排水設(shè)施設(shè)計(jì) 在墻身上沿墻高和墻長設(shè)置排水孔，其為 10cm 20cm 的方孔，具有向墻外傾斜的坡度，間距取為 米 ，泄水孔的進(jìn)水側(cè)設(shè)反濾層，厚度為 米，在最下排泄水孔的底部設(shè)置隔水層。 路基防護(hù)與加固 合理的路基設(shè)計(jì)，應(yīng)在路基位置、橫斷面尺寸、巖土組成等方面綜合考慮。為確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，路基的防護(hù)與加固，也是不可缺少的工程技術(shù)措施。隨著公路等級的提高，為維護(hù)正常的交通運(yùn)輸，減少公路病害，確保行車安全，保持公路與自然環(huán)境協(xié)調(diào)，路基的防護(hù)與加固更具有重要意義。 路基防護(hù)與加固設(shè)施，主要有邊坡坡面防護(hù)、沿河路堤防護(hù)與加固以及濕軟地基的加固處治。 坡面防護(hù) 邊坡防護(hù)主要是保護(hù)路基邊坡表面免受雨 水沖刷，減緩溫差及溫度變化的影響，防止和延緩軟弱巖土表面的風(fēng)化、破碎、剝蝕演變過程，從而保護(hù)路基邊坡的整體穩(wěn)定性，在一定程度還可兼顧路基美觀和協(xié)調(diào)自然環(huán)境。坡面防護(hù)設(shè)施不承受外力作用，要求坡面巖土整體穩(wěn)定牢固。簡易防護(hù)的邊坡高度與坡度不宜過大， 土質(zhì)邊坡坡度一般不陡與二級公路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 1:1~1:。地面水的徑流速度以不超過 ，水亦不宜集中匯流。雨水集中或匯水面積較大時，應(yīng)有排水設(shè)施相配合。常用的坡面防護(hù)設(shè)施有植物防護(hù)和工程防護(hù)。 植物防護(hù) 植物防護(hù)可以美化路容、協(xié)調(diào)環(huán)境，調(diào)節(jié)邊坡的濕度，起到固結(jié)和穩(wěn)定邊坡的作用。它對于坡高不大，邊坡比較平緩的土質(zhì)坡面是一種簡易有效的防護(hù)措施。主要有種草、鋪草皮和植樹。 種草適用于沖刷輕微，邊坡高度較小，坡度緩于 1： 1 的邊坡防護(hù)