【正文】 ＝ =(15+) === kN/m= kN/m二、 擬定斷面尺寸B=，B1=+Htanα=, =20176。，墻重（取墻長1m計(jì)）圖52 擋土墻穩(wěn)定性示意圖==235=138kN=2352tan20176。＝＝23tan20176。=27. 00kNG＝＋＋＝138++27=各部分墻重對墻趾M的力臂==＝＋＝＝＝三、 抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算＝＝經(jīng)驗(yàn)算，滿足抗滑動(dòng)穩(wěn)定性要求。四、 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算＝ 經(jīng)驗(yàn)算，滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。五、 基底應(yīng)力與偏心距驗(yàn)算偏心距 ＝= ＝ /6＝ 基底應(yīng)力： kPa其中： = 通過驗(yàn)算，基底應(yīng)力及偏心距均滿足要求。六、 墻身應(yīng)力驗(yàn)算 取距墻頂5m的截面進(jìn)行驗(yàn)算＝0m==H＝σ0=γh0K=23=σa=γaK=23= kPaσH1=γHK=235= kPa所以：E1=1/2 HσH1＋1/2h1σa＋(h1+h2)σa ＋h3σ0 =5+0+(0+)+= (kN) E1X= E1cos(α+δ)= (kN) E1y= E1sin(α+δ)=(kN) =砌體重 G= Z1==偏心距：e1=－=－()/== 其中： = 墻身截面強(qiáng)度滿足要求。 錨桿擋土墻設(shè)計(jì)錨桿擋土墻適用于墻高較大的巖質(zhì)路塹地段，可用作抗滑擋土墻，可采用肋柱式或板壁式單級墻或雙級墻，每級墻高不宜大于8m。多級墻的上下級墻體之間應(yīng)設(shè)置寬度不小于2m的平臺(tái)。本設(shè)計(jì)中擋土板的截面格式采用矩形，擋土板以肋柱為支點(diǎn)，采用矩形板其可按簡支板計(jì)算內(nèi)力計(jì)算，簡圖如下圖所示：圖53 簡支板計(jì)算簡圖其中L設(shè)計(jì)為2m，其也為肋柱間的間距。擋土板直接承受土壓力，對每一塊擋土板來說，承受的荷載為梯形均勻荷載，而且每一塊板所 承受的荷載是不同的。一、肋柱設(shè)計(jì)肋柱設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：作用于肋柱上的荷載，采用兩側(cè)擋土板跨中至跨中長度上的作用；肋柱承受的是由擋土板傳遞來的土壓力，根據(jù)肋柱上拉桿的層數(shù)及肋梯形與肋柱基礎(chǔ)的連接方式，內(nèi)力計(jì)算圖式可近似地看成連續(xù)梁。當(dāng)錨桿為二層，且基礎(chǔ)為固定端或鉸支墻時(shí)，則按連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力；基礎(chǔ)為自由端時(shí)，應(yīng)按雙支點(diǎn)懸臂梁計(jì)算內(nèi)力。本工程設(shè)計(jì)為在肋柱上設(shè)置2層錨桿，肋柱截面設(shè)計(jì)為矩形截面，肋柱間的間距跟板寬基本一致即為2m，肋柱上錨桿的作用是把作用于擋土板上的荷載傳遞到穩(wěn)定的地層中，嚴(yán)格地說，肋柱是支承在一系列彈性支座上的。但由于這些彈性支座的柔度系數(shù)不易確定，故在計(jì)算上一般仍視肋柱為支承于剛性支座的簡支梁或連續(xù)梁。本次設(shè)計(jì)考慮肋柱為簡支梁，兩個(gè)錨固點(diǎn)為支點(diǎn)，兩端懸臂。簡圖如下： 圖54 錨桿簡圖與計(jì)算簡圖1. 肋柱支承反力計(jì)算, ，其中E為作用于肋柱上的土壓力E=，為墻底的土壓力，計(jì)算公式為：= (51) 即 ==，由上公式可計(jì)算出E=。主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)在離墻底的距離即Z為8/3=。計(jì)算kN，kN。2. 肋柱彎矩計(jì)算A，B處的彎矩分別為,，數(shù)據(jù)帶入公式計(jì)算得。 A，B兩支座間任意截面上的彎矩為， (52) 其中X為A，B兩支座間某一截面至肋柱頂?shù)木嚯x（m）。根據(jù)極值原理，最大彎矩的截面位置由下列公式確定，由上式計(jì)算得x=。3. 肋柱支座剪力計(jì)算支座上，下兩截面處的剪力為： (53) (54) (55) (56) 根據(jù)上列公式代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：kN, kN kN kN對肋柱進(jìn)行配筋：彎矩設(shè)計(jì)值為= ，采用C30，鋼筋采用HRB335級鋼筋，根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)原理，由混凝土強(qiáng)度等級和鋼筋等級，可知MPa，MPa，另查表可得 選用10，As=3142mm2鋼筋設(shè)置時(shí)采用對稱配置。4. 肋柱底端支承應(yīng)力驗(yàn)算（1）基底應(yīng)力驗(yàn)算，采用容許應(yīng)力法肋柱低端的作用于地基的應(yīng)力必須小于或等于地基的承載力，即， （57）N：作用于肋柱底端的軸向力。：為肋柱底端截面積；：肋柱材料的容重；：錨桿的傾斜角；：肋柱傾角，本設(shè)計(jì)中為0176。根據(jù)公式計(jì)算kPa600kPa所以基底應(yīng)力滿足要求。（2）基腳側(cè)向應(yīng)力驗(yàn)算采用極限狀態(tài)應(yīng)力法進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)公式 （58）～。根據(jù)上面計(jì)算數(shù)據(jù)帶入公式即kPa 符合驗(yàn)算要求。（3）對肋柱基腳前緣安全距離驗(yàn)算肋柱基腳前緣的水平安全距離應(yīng)滿足如下公式要求： （59）其中為地基土的抗剪力強(qiáng)度代入數(shù)據(jù)計(jì)算驗(yàn)算符合要求。二、錨桿設(shè)計(jì)首先為錨桿的布置：第一層為距底端1m，一般采用10176。到15176。之間，本次設(shè)計(jì)采用15176。1. 錨桿長度的設(shè)計(jì)錨桿長度包括兩部分：（1）非錨固段長度，又叫結(jié)構(gòu)長度，按墻面與穩(wěn)定地層之間的實(shí)際距離而定；（2）錨固段長度，即錨桿在穩(wěn)定地層中的長度Le，根據(jù)地層情況和錨桿的抗拔力決定。圖55 錨桿長度示意圖本次設(shè)計(jì)主要計(jì)算錨固段長度采用以下公式： （510） ：支護(hù)結(jié)構(gòu)傳給錨桿的作用力； ：錨桿傾角； ：錨固體直徑； ：為土體周邊的抗剪力強(qiáng)度（計(jì)算公式； ：安全系數(shù)。先確定第一層錨桿：錨桿的直徑設(shè)計(jì)為10cm：計(jì)算得=，所得長度為：=根據(jù)由肋柱計(jì)算的反力，得出錨桿的軸向力，其中為肋柱對豎直方向的傾角；為錨桿對水平方向的傾角。錨桿所需的鋼筋面積其中K為考慮超載和工作條件的系數(shù)，為鋼筋的抗拉強(qiáng)度。根據(jù)數(shù)據(jù)帶入公式計(jì)算mm2，查表得采用218(510mm2)鋼筋進(jìn)行配置。再確定第二層錨桿：設(shè)計(jì)直徑采用15mm，計(jì)算公式同第一層錨桿的確定，計(jì)算得=m，根據(jù)相同公式同樣計(jì)算得： mm2查表得采用322（1140mm2）。2．錨桿的驗(yàn)算（1）錨桿截面的驗(yàn)算按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)時(shí)，錨桿截面應(yīng)滿足下列要求： （511）為重要性系數(shù)和荷載分項(xiàng)系數(shù)；為錨桿凈截面面積；由=，計(jì)算得滿足要求。（2）錨桿抗拔力驗(yàn)算首先驗(yàn)算第一層錨桿：第一層錨桿采用2的鋼筋進(jìn)行配置，查表得鋼筋的極限拉力為MPa，鋼筋的橫截面積為510mm2。根據(jù)公式，=，計(jì)算錨固段的水泥砂漿對錨桿的極限握裹力：。 （512）為鋼筋的直徑；為錨固段長度；為水泥砂漿對鋼筋的平均握裹力，其一般值為砂漿標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度的1/10 ～ 1/5。本次驗(yàn)算取砂漿標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度的1/10，查表得=。根據(jù)公式計(jì)算得，T1Tg，即錨桿滿足抗拔力要求。同理驗(yàn)算第二層錨桿：其采用3的鋼筋進(jìn)行配置，橫截面積為1140mm2，查表得MPa。計(jì)算Tg==1425kN，kN，T1， kN。根據(jù)上面驗(yàn)算可知灌漿錨桿的抗拔力符合要求。錨桿周圍用M30水泥砂漿填孔，以防鋼筋銹蝕。錨桿與肋柱的連接形式主要有3種，焊短鋼筋錨固；彎鉤錨固；螺母錨固。本次設(shè)計(jì)采用就地澆注，所以采用彎鉤錨固較為合適。第六章 公路路基路面排水設(shè)計(jì)公路排水的目的是將路基范圍內(nèi)的土基濕度降低到一定的限度范圍內(nèi)，保護(hù)路基常年處于干燥狀態(tài)，確保路基及其路面具有足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。把降落在路界范圍內(nèi)的表面水有效地匯集并迅速排除出路界，同時(shí)把路界處于可能流入的地表水?dāng)r截在路基范圍外，以減少地表水對路基和路面的危害以及對行車安全的不利。 路基地表排水可采用邊溝、截水溝、排水溝、跌水井和急流槽，各類地段排水溝應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位0~2m以上。常用的路基地下排水設(shè)施主要有盲溝、滲溝、滲井等，其特點(diǎn)是排水量不大，主要以滲流方式匯集水流，并就近排出路基范圍以外。路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性與水的關(guān)系十分密切。路基的病害有多種，形成病害的原因亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此，路基設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須十分重視路基排水工程。路基設(shè)計(jì)時(shí)，必須將影響路基穩(wěn)定性的地面水排除和攔截在路基用地范圍以外，并防止地面漫流、滯積或下滲。對影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應(yīng)予以隔斷、疏干、降低，并引到路基范圍以外適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)。 1. 排水設(shè)計(jì)要因地制宜、全面規(guī)劃、因勢利導(dǎo)、綜合整治、講究實(shí)效、注意經(jīng)濟(jì)，充分利用有利地形和自然水系。2. 各種路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合，必要時(shí)可適當(dāng)增設(shè)涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基的穩(wěn)定性，并做到路基排水有利于農(nóng)田灌溉。3. 設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行調(diào)查研究，查明水源與地質(zhì)條件，重點(diǎn)路段要進(jìn)行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮路基排水與橋涵布置相配合，地面排水與地下排水相配合，各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合，做到綜合整治，分期修建。4. 路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠，減少排水溝渠的防護(hù)和加固工程。5. 路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固適用，有必須講究經(jīng)濟(jì)效益。 路基地表排水 邊溝設(shè)計(jì)設(shè)置在挖方路基的外側(cè)以及填土高度較低的路堤坡腳外側(cè)的縱向人工溝渠，稱之為邊溝。其主要功能在于匯集和排出路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水。邊溝的排水量不大時(shí)，一般不需要進(jìn)行水文、水利計(jì)算。依據(jù)沿線具體條件，選定標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式，邊溝緊靠路基，通常不允許其他排水溝渠的水匯入，也不能與其它人工溝渠合并使用。1. 邊溝的斷面形式常用的有梯形、矩形、三角形和流線型等幾種形式。一般情況，土質(zhì)邊坡宜采用梯形；石質(zhì)邊溝宜采用矩形，以減少溝頂寬度；易于積雪或積沙路段，邊溝宜采用流線型，單個(gè)采用機(jī)械化施工、且用地條件許可時(shí)宜采用三角形。國防公路，為了利用車輛橫越邊溝，宜采用三角形邊溝。結(jié)合本設(shè)計(jì)的情況，采用梯形邊溝，邊溝采用漿砌片石防護(hù)。2. 邊溝的斷面尺寸《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 01897)。本段設(shè)計(jì)采用邊溝的邊坡為內(nèi)側(cè)1：1，在挖方路段外側(cè)邊坡與挖方邊坡相同，即1：1，在較低填方路段外側(cè)邊坡坡度與填方路段的邊坡相同，即為1：1。3. 邊溝的縱坡和長度為了保證邊溝能迅速地排水，邊溝縱坡一般與路線縱坡一致（出水口附近除外），平坡路段，%的縱坡。%，但邊溝口間距宜縮短。在邊溝出水口附近以及排水困難路段，如回頭曲線和路基超高較大的平曲線等處，邊溝應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。為防止邊溝水流漫溢或沖刷，通常規(guī)定單向排水長度每300～500m即應(yīng)設(shè)排水溝，將水引至低洼處，必要時(shí)添設(shè)涵洞，將水引入路基另一側(cè)。4. 邊溝的出水口邊溝水流流向路堤坡腳處，縱坡一般較陡。當(dāng)邊溝底到填土坡腳高差過大時(shí)，應(yīng)結(jié)合地形和地質(zhì)條件采取下列措施：（1）設(shè)置排水溝將路塹邊溝沿出水口處的山坡引向路基范圍以外，不直接沖刷填方路基。（2）自邊溝與填方毗鄰處設(shè)跌水或急流槽，將水流直接引到填方坡腳之外，以免沖刷，影響路基穩(wěn)定性。（3）當(dāng)邊溝水流流向橋涵進(jìn)水口時(shí)，為避免邊溝流水沖刷，應(yīng)作如下處理：（4）在涵洞進(jìn)口處設(shè)置窨井，或根據(jù)地形需要，在進(jìn)口前設(shè)置急流槽與跌水等構(gòu)造物。（5）當(dāng)邊溝水流向橋涵進(jìn)水口時(shí)，為避免沖刷，應(yīng)在涵洞進(jìn)水口前或橋頭翼前設(shè)置急流槽或跌水構(gòu)造物將水引走。 當(dāng)山坡填方路段可能遭到上方流水的破壞時(shí)，必須設(shè)置截水溝以攔截山坡水流保護(hù)路堤。降水量較少或坡面堅(jiān)硬及邊坡較低以致影響不大時(shí)的地段可以不設(shè)截水溝。反之則必須設(shè)兩道或多道截水溝。1. 截水溝的斷面形式截水溝的斷面形式一般為梯形，本設(shè)計(jì)邊坡采用1：1。2. 截水溝離開路基的距離截水溝離開挖方路基的距離應(yīng)視土質(zhì)而定，以不影響邊坡穩(wěn)定性為原則。對于一般土層，距離d≥5m，地質(zhì)不良地段，酌情增大。對于有軟弱地段，其距離因挖方邊坡高度H而異，一般為d≥5+Hm，但應(yīng)不小于10m，截水溝挖出的土，可在截水溝之下側(cè)做成土臺(tái)。臺(tái)頂應(yīng)筑成2%傾向截水溝的橫坡，土臺(tái)坡腳離路基挖方坡頂應(yīng)有適當(dāng)距離。山坡路堤上方的截水溝，離開路堤坡腳至少2m，并用開挖截水溝的土在路堤與截水溝之間，修成傾斜2%的土臺(tái)。3. 截水溝的出水口（1）截水溝內(nèi)的水流一般應(yīng)避免排入邊溝。（2）通常應(yīng)盡量利用地形，將截水溝中的水流排入截水溝所在山坡一側(cè)的自然溝中，或直接引到橋涵進(jìn)口處，以免在山坡上任其自流，造成沖刷。（3）截水溝的出水口，應(yīng)與其它排水設(shè)施平順地銜接，必要時(shí)宜設(shè)跌水或急流槽。 排水溝主要用于排除來自邊溝，截水溝或其它水源的水流，并將其引至路基范圍以外的指定地點(diǎn)。排水溝的斷面形式一般為梯形，深度按流量確定。邊坡坡度視土質(zhì)而定，本設(shè)計(jì)采用1:1。溝底縱坡以1%～3%為宜，縱坡大于