【正文】 1/8，墻底 H1/8范圍內(nèi)選配14的鋼筋，間距為250mm；墻面板中間的范圍選配22的鋼筋，間距為250mm。 ，此時M=： 求得： 同樣查得，選用。則截面有效高度h0=hcd/2=260mm。 鋼筋保護層厚度C=30mm,估計選用鋼筋直徑為20mm。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。所以，最初擬定的擋土墻截面尺寸即可作為實際擋土墻的尺寸。a. 底面上的總豎向力b. 合力作用點與墻前趾的距離c. 偏心距d. 基底邊緣應力e. 要求滿足下列公式查得在密實狀態(tài)下，碎石土承載力標準值為700900kPa,此處取=800kPa。（3） 地基承載力及偏心距的驗算為了保證擋土墻的基底應力不超過地基的容許承載力，應進行基底應力驗算。（2） 抗傾覆穩(wěn)定性驗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。其中。其驗算方法與重力式擋土墻相同。 （中跨） （懸臂跨）3. 翼緣寬度扶肋的受壓區(qū)有效翼緣寬度bi, 墻頂部bi=b,底部b1=Lw, 中間為直線變化，如圖9所示，即：。 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。如圖26b)所示。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，故不必計算此橫向彎矩?！獕︴喟搴穸龋╩）；——墻踵板端處的地基反力(kPa)。所以，所以， 其中是作用在CD表面上的土壓力，所以同樣的所以，所以，墻踵板固端處的計算彎矩M1：，其中所以 即 求得所以 圖27墻踵板計算荷載圖式a) 墻踵板受力圖；b)對墻踵板的作用；c)對墻踵板的作用；d)M1對墻踵板的作用；e)墻踵板法向應力總和上述中：——作用在BC面上的土壓力（kN）；——作用在CD面上的土壓力（kN）；M1——墻趾板固端處的計算彎矩（kNm）。如圖27所示。由于 墻面板對墻踵板的支撐約束作用，在墻踵板與墻面板的銜接處，墻踵板沿墻長方向板條的彎矩為零，并向墻踵方向變形逐漸增大。為了簡化計算，假設(shè) W3為中心荷載，W4是懸臂端荷載Ety所引起的，實際應力呈虛線表示二次拋物線分布，簡化為實線表示的三角形分布；M1引起的等代荷載的豎向應力近似地假設(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，可得墻踵處的應力。內(nèi)力計算時，可將墻踵板順墻長方向劃分為若干單位寬度的水平板條，根據(jù)作用于墻踵板上的荷載，對每一個連續(xù)板條進行彎矩，剪力計算，并假定豎向荷載在每一連續(xù)板條上的最大值均勻作用在板條上。設(shè)計時，可采用中部2l/3范圍內(nèi)的豎直彎矩不變，兩端各l/6范圍內(nèi)的豎直彎矩較跨中減少一半的階梯形分布。其扶肋跨中的豎直彎矩沿墻高的分布如圖5所示。例如，對于固端梁而言，當它承受均布荷載時，其跨中彎矩應為，但是，考慮到墻面板雖然按連續(xù)梁計算，然而它們的固支程度并不充分，為安全起見，故設(shè)計值按式確定。墻面板承受的最大水平正彎矩及最大水平負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H1/4處，如圖25所示。各內(nèi)力分別為： 支點負彎矩： 支點剪力： 跨中正彎矩：邊跨自由端彎矩：其中，為扶肋間凈距。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。2．3．4 墻面板設(shè)計計算墻面板計算通常取扶肋中到扶肋中或跨中到跨中的一段為計算單元，視為固支于扶肋及墻踵板上的三向固支板，屬于超靜定結(jié)構(gòu)，一般作簡化近似計算。 所以，算得。由于棱體處于平衡狀態(tài)，因此力的三角形閉合。其中Ea的方向與墻背成角，由工程地質(zhì)條件所給得=，且偏于阻止棱體下滑的方向。如圖2所示，扶壁式擋土墻墻背垂直，BC為開挖后的土坡坡面，作為第一破裂面，BC與垂直方向的夾角為25度，ADBC即為破裂棱體。墻面板頂寬b=300m,為了利于施工，采用等厚垂直面板，,墻踵板寬度B1=1m。如圖21所示。墻踵板寬一般為墻高的1/4—1/2。采用隨高度逐漸向后加厚的變截面，也可以采用等厚式，以便于施工。2．3 扶壁式擋土墻的設(shè)計 扶壁式擋土墻的設(shè)計內(nèi)容主要包括墻身構(gòu)造設(shè)計、墻身截面尺寸的擬定，墻身穩(wěn)定性和基底應力及合力偏心距驗算、墻身配筋設(shè)計和裂縫開展寬度等。所以土壓力的豎向分力：土壓力的水平分力：2．2．2抗滑移穩(wěn)定性驗算2．2．3抗傾覆穩(wěn)定性驗算求出作用在擋土墻上諸力對墻趾O點的力臂：自重W的力臂：將擋墻的截面分為一個矩形和一個三角形分別計算自重：如圖所示，得各自力臂： Eay的力臂：b=Eax的力臂：h=應用公式可得抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)： 2．2．4地基承載力驗算①作用在基礎(chǔ)底面上總的豎向力： N=W+Eay=648+=②合力作用點與墻前趾O點的距離： ③偏心距： ④基底邊緣力： ⑤要求滿足下列公式： 由于基底為碎石土，密實狀態(tài)下，基底的承載力f=800kPa.所以〈f=800kPa 基底平均應力及最大壓力均滿足要求。由已知設(shè)計資料和工程地質(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。2．2 重力式擋土墻的設(shè)計 重力式擋土墻是以墻身自重來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定，它是我國目前最常用的一種擋土墻形式。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=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，故該土坡的穩(wěn)定坡角可以求出：其中 為土坡的安全穩(wěn)定坡角。無粘性土形成的土坡，產(chǎn)生滑坡時其滑動面近似于平面，常用直線滑動面分析土坡的穩(wěn)定性。第二章 公路擋土墻設(shè)計2．1 邊坡穩(wěn)定性分析 為了準確把握擬建擋土墻后土體的穩(wěn)定性及土壓力情況，首先要對邊坡進行穩(wěn)定性分析。（3）不宜采用的回填土。（2）可用的回填土。因此上述粗顆粒土為擋土墻后理想的回填土。（1）理想的回填土。1．6 墻后回填土的選擇 根據(jù)土壓力理論分析可知，不同的土質(zhì)對應的土壓力是不同的。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)濟合理的擋土墻形式有重力式擋土墻和扶壁式擋土墻兩種。擋土墻使用材料漿砌塊石的容重24，鋼筋混凝土的容重為25。內(nèi)摩擦角=31度。土釘墻面層為噴射混凝土中間夾鋼筋網(wǎng)，土釘要和面板有效連接，外端設(shè)鋼墊板或加強鋼筋通過螺絲端桿錨具或焊接進行連接。1．3．6 土釘墻土釘墻是有面板、土釘與邊坡相互作用形成的支擋結(jié)構(gòu)。施工簡便、外形美觀、占地面積小、而且對地基的適應性強。1．3．5加筋土擋土墻由墻面板、拉筋和填土三部分組成，借助于拉筋于填土間的摩擦作用，把土的側(cè)壓力傳給拉筋，從而穩(wěn)定土體。設(shè)計時，為了維持錨定板擋土墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力平衡，必須保證錨定板結(jié)構(gòu)周圍的整體穩(wěn)定和土的摩阻力大于由土自重和荷載產(chǎn)生的土壓力。1．3．4錨定板及錨桿式擋土墻錨定板擋土墻是由預制的鋼筋混凝土立柱、墻面、鋼拉桿和埋置在填土中的錨定板在現(xiàn)場拼裝而成，依靠填土與結(jié)構(gòu)的相互作用力維持其自身穩(wěn)定。適用于缺乏石料的地區(qū)或地基承載力較差的地段。墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋以承受拉應力，故墻身截面較小。重力式擋土墻是靠墻身自重保證墻身穩(wěn)定的，因此，墻身截面較大，適用于小型工程，通常墻高小于8米，但結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，能就地取材，因此廣泛應用于實際工程中。各類擋土墻的適用范圍取決于墻址地形、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、建筑材料、墻的用途、施工方法、技術(shù)經(jīng)濟條件及當?shù)氐慕?jīng)濟等因素。例如，采用路堤或路肩擋土墻時，常與棧橋或填方等進行方案比較；采用路塹或山坡?lián)跬翂r，常與隧道、明洞或刷緩邊坡等方案進行比較，以求工程技術(shù)經(jīng)濟合理。路基在遇到下列情況時可考慮修建擋土墻：（1） 陡坡地段；（2） 巖石風化的路塹邊坡地段；（3） 為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段；（4） 可能產(chǎn)生塌方、滑坡的不良地質(zhì)地段；（5） 高填方地段；（6） 水流沖刷嚴重或長期受水浸泡的沿河路基地段；（7） 為節(jié)約用地、減少拆遷或少占農(nóng)田的地段。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。和以往的理論教學不同，畢業(yè)設(shè)計要求我們在教師指導下，獨立地、系統(tǒng)地完成一個工程設(shè)計，以及能掌握一個工程設(shè)計的全過程，學會考慮問題，分析問題和解決問題，并可以繼續(xù)學習到一些新的專業(yè)知識，有所創(chuàng)新。目錄 第一章 緒論1．1畢業(yè)設(shè)計的目的和意義 畢業(yè)設(shè)計（論文）是教學計劃最后一個重要的教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合應用前面各個教學環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和拓展，是培養(yǎng)我們綜合素質(zhì)和工程實踐能力的重要階段。畢業(yè)設(shè)計是在學完培養(yǎng)計劃所規(guī)定的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及各類必修和選修專業(yè)課程之后，較為集中和專一地培養(yǎng)我們綜合運用所學基礎(chǔ)理論、基本理論和基本技能，分析和解決實際問題的能力。1．2畢業(yè)設(shè)計課題——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。在山區(qū)公路中，擋土墻的應用更為廣泛。在考慮擋土墻的設(shè)計方案時，應與其他方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較。1．3擋土墻的類型及適用條件 擋土墻類型的劃分方法較多，一般以擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分類為主，常見的擋土墻形式有：重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、加筋土式、錨桿式和錨定板式。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。1．3．2懸臂式擋土墻當?shù)鼗临|(zhì)較差或缺少石料而墻又較高時，通常采用懸臂式擋土墻，一般設(shè)計成L型，由鋼筋混凝土建造，墻的穩(wěn)定性主要依靠墻踵懸臂以上土重來維持。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。當墻高較高時，比懸臂式擋土墻更為經(jīng)濟。與重力式擋土墻相比，具有結(jié)構(gòu)輕、柔性大、工程量少、造價低、施工方便等優(yōu)點，特別適合用于地基承載力不大的地區(qū)。錨桿式擋土墻是利用嵌入堅實巖層的灌漿錨桿作為拉桿的一種擋土結(jié)構(gòu)。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。適用于缺乏石料的地區(qū)和大型填方工程。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。1．4 設(shè)計給定的工程地質(zhì)條件圖1 地形地質(zhì)條件圖設(shè)計資料：黃土覆蓋厚度 黃土性質(zhì)：含水率 9%14% 重度 = 紅層軟巖風化物：呈碎礫狀，其中夾雜沙礫約35% 松散，含水率估計 5%8%，重度=，粘聚力C=0。,墻背摩擦角取為8度，,碎石土承載力標準值等于800 kPa。1．5支擋結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計 該路基支擋工程的總體方案是：在保證工程質(zhì)量的前提下，盡可能地優(yōu)化方案，節(jié)約支擋結(jié)構(gòu)的造價，降低施工難度，加快施工進程。為了確保設(shè)計的節(jié)約經(jīng)濟，科學合理，將對這兩種擋土墻形都進行設(shè)計計算，確定其結(jié)構(gòu)形式，以及所用材料、截面尺寸、配筋等，然后進行造價工程量的比較分析，最終確定一種最佳方案作為施工設(shè)計。擋土墻設(shè)計中希望土壓力越小越好，這樣可以減小墻的斷面，節(jié)省土石方量，從而降低造價。卵石、礫砂、粗砂、中砂的內(nèi)摩擦角較大，主動土壓力系數(shù)小，則作用在擋土墻上的土壓力就小，從而節(jié)省工程量，保持穩(wěn)定性。本設(shè)計采用此類型的填土，且回填土粘聚力等于零，墻后填土分層夯實，以提高填土質(zhì)量。細砂、粉砂、含水量接近最佳含水量的的粉土、粉質(zhì)粘土和低塑性粘土為可用的回填土，如當?shù)責o粗顆粒，外運不經(jīng)濟。凡軟粘土、成塊的硬粘土、 膨脹土和耕植土，因性質(zhì)不穩(wěn)定，在冬季冰凍時或雨季吸水膨脹將產(chǎn)生額外的土壓力，導致墻體外移，甚至失去穩(wěn)定，故不能用作墻的回填土。 由設(shè)計給定的工程地質(zhì)條件可知，擬建的擋土墻后土體為松散的碎礫石土，其粘聚力為零，即該土坡為無粘性土土坡，必須按照無粘性土土坡的穩(wěn)定性分析方法進行分析。均質(zhì)的無粘性土坡顆粒間無粘聚力，只要坡面上的土體能保持穩(wěn)定，那么整個土坡便是穩(wěn)定的。顯然，所得的穩(wěn)定坡角較小，與實際條件中約為60度的邊坡相距甚大，因此該土坡是不穩(wěn)定的，為了得到一個穩(wěn)定的土坡，若不采取擋墻支護，則需要放緩坡，而實際的工程地質(zhì)條件給定的坡高較高，放緩坡所需要的挖方量巨大，明顯不經(jīng)濟，所以放緩坡不合適，必須采取擋墻支護。重力式擋土墻多用漿砌片石砌筑，缺乏石料地區(qū)有時可用混凝土預制塊作為砌體，也可直接用混凝土澆筑，一般不配鋼筋，或只在局部范圍配置少量鋼筋