挡土墙验算资料车辆荷载换算及计算参数docx.docx
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式中三％-换算土反厚度（mb
车辆荷载换算及计算参数
1.车辆荷载换算
作用j:
墙后破裂棱体匕的车辆荷我，使十体中出现附加的竖直应力,从而产生附加的侧向压力。
考虑到这种影响,可将车辆荷戟近似地按均布荷载考虑・换算成容巫打墙厉填料相同的均布土层，乍辆荷我作用在挡土墙墙背填土上所引起的附加土体侧压力按等代均布土层厚度计算。
（1）按墙高确定的附加荷载强度进行换算
换算均布土层厚度可ri接由描土墙高度确定的附加荷我强度计算：
（P140）
q—车辆荷载附加荷载强度：
♦墙高小JVm,取20kN/m2：
墙高人J：
10m,Ifc10W/m3：
墙高在2m〜10mZ内时，附加荷载强度
用直线内插法计算。
♦作用于墙顶或墙后填土上的人群荷载强度规定为3kNAn2；
♦作用于挡埴栏杆顶的水平推力采用0.75kN/m,作用于栏杆扶手上的竖向力采用1kN/m.
7—墙背填土的容巫（kN/m3）o
⑵根据破裂棱体范围内布置的车辆荷载计算
根据墙后破裂棱体上的车辆荷载换算为重度与墙后填土相同的均布土层，其厚度ho的计算公式为:
Eq
gL
式中：
丫为墙后填土的鱼度（kN/n?
）：
Bq为不计车辆荷载作用时破裂棱体的宽度（m）,对J•路堤墙为破裂棱体范围内的路產宽度（即不计边坡部分的宽度b）：
L为抬土墙的计算氏度（m）；工Q为布邊在BgXL范丽内的
乍轮总匝（kN人Q为每辆标准汽乍总币I550kN「
图6・19车辆荷载换算图式
描十.墙的扩散长度为汽乍荷载在描墙半高（H/2）处的扩散长度，扩散长度1按卜式计算：
l=Lo+（H+2a）-tan3O°
式中：
Lq为标准汽车前后轴轴距加轮胎着地长度（128+02=13m）。
当描土墙的扩散长度W20m时，描十•墙的计算长度1^=扩散长度；否则计算长度L按20m计算。
车辆荷载总豆工Q按卜述规定计算：
纵向：
当取用挡十•墙分段长度时，为分段长度内町能布克的车轮；肖取标准汽车的扩散长度时为一辆标准汽车重力。
横向：
破裂棱体宽度Bq范閑内可能布置的乍轮。
乍辆外侧车轮中线跖路面（或破路肩）、安全带边缘的距离为05im路肩墙则车轮外缘靠墙顶内缘布置「若横向布置的乍辆不为整数，则小数部分按半辆标准乍计算。
2.计算参数
（1）填料的计算内摩擦角和玳度
墙厉填料的内摩擦角值对七丿e力值的影响很大。
因此设墙时应根据所采用的填料性质和湿密状态选用计算内摩擦角值。
最好按填料的实际丁作情况进行试验，并考虑一定的安全度后再确定。
半缺乏可旅试验数据时，填料内摩擦角0可参照下表选用（规范P34,教材P141表“九
路堑墙厉原状上层的计算内摩擦角值，在水文地质条件良好时，可参考『I然山坡的坡角，比卜农屮所列的数值酌情增人。
填料内■援角或综合内■援角C）
填料种类
综合内摩擦角如
内摩擦角®
磁（kN/m1）
粘性土
墙高H06m
35〜40
—
17〜18
墙高H>6m
30〜35
—
碎石、不易风化的块石
—
45〜50
18〜19
大卵石、碎石址不易风化的岩石碎块
—
40〜45
18〜19
小卵石、砾石、粗砂、石屑
—
35〜40
18〜19
中砂、细砂、砂质土
—
30〜35
17〜18
注：
览料匝度可根据实测资料作适为修正，计算水位以下的填料重度采用浮匝度。
⑵墙背摩擦角
墙背摩擦角6值视墙背的粗糙程度和墙后填料的性质及排水条件而定。
无试验资料时，可参考卜列数据选用：
♦墙背光滑、排水不良时：
5=（0-1>
♦混凝土墙身时：
3=（0〜£）（p
♦粗糙、排水良好的浆砌片、块石墙身：
5=（2〜£）卩
1O
♦很粗糙、排水良好的干砌片、块石墙身：
5=（i〜三）卩
♦台阶形的冇砌墙背、排水良好时：
6■认
3
♦第二破裂面或假想墙幣时：
…
⑶基底与基底土间的摩擦系数（教材P145表642）
缺乏试验资料时，样土墙慕底与甚底土间的摩擦系数可参考卜表选用：
表5・4$2基底与基底土间的摩擦系数P
地基土的分类
摩擦系如
软型粘土
0.25
嫂刻粘土
030
砂类土、粘砂土、半干换的粘土
030〜040
砂类土
040
碎石类土
050
软质岩石
040〜060
皎质岩石
060〜070
第四节挡土墙设计总则
-＞挡土墙设计步骤
1初步拟定若干个方案；
2初拟挡土墙断面形式、布设位置以及基础类型：
3初步进行挡土墙纵向布置与横向布置：
4选择最不利断面进行试算；
5反复调整试算，确定断而尺寸：
6进行方案比较.选择最佳方案；
7绘制描土墙设计图（平而布査图、纵向布迓图和特征点断而图）；
8编制设计说明。
二、挡土墙的荷载
施加J•挡土墙的荷载按性质划分见教材P142衷6・8。
设计时应按荷我的可能不利组合（P143表6・9）进彳亍计算。
不同纽介将相应采用不同的荷载系数和抗力安全系数作用在一般地区捋土墙上的力，可只计算永久荷载和基本可变荷载，浸水地区、地震动蜂值加速度値为02g及以匕的地区、产生冻胀力的地区等，尚应计算其它可变荷载和偶然荷载。
荷载分类表$8
荷载分类
荷载名称
永久荷载
挡土墙结构巫力
填土（包括基础襟边以上土）重力
填土侧压力
增顶上的有效水久荷载
墙顶与第二破裂而之间的有效荷载
计算水位的浮力及静水压力
预加力
混凝十收缩及徐变
基础变位影响力
可变荷载
基本可变荷战
车辆荷载引起的土侧压力
人群荷载、人群荷栽引起的土侧压力
梵他可变荷我
水位退落时的动水压力
流水斥力
波浪压力
冻胀压力和冰压力
温度影响力
施工荷戎
与乞类坐护土墙施工冇关的临时荷取
偶然荷载
地震作用力
滑坡、泥石流作用力
作用丁墙顶护栏上的车辆碰撞力
常用荷栽组合表&9
组合
荷载名称
I
捞1:
墙结构巫力、墙顶上的仃效永久荷载、以上巫力、填上侧爪力及氏他永久简战组介
II
组介I与基木可变荷载相组合
III
组合11与其他可变荷我、偶然荷载相组合
注：
①洪水与地衣力不同时考股:
2冰胀力、冰压力与流水压力或波浪压力不同时考虑:
3卒辆荷载与地鳶力不同时考虔.
捋土壇抗倉验算*6-5
公
岳速公珞、-级公路、级公井
三、冋级公路
基本型度
7
8
9
9
堆基
岩石■科化
土及软土
非良水
不歎算
■算
根水
平*算
ft*
殺化上成UU•堆星
■算
注：
"为捋十.增高度。
三、挡土墙的设计原则
挡土墙设计以分项系数极限状态设计法为主。
1-极限状态
扌半土墙设计分承载力极限状态和正常使用极限状态
1承载力极限状态
承我力极限状态是为挡土墙出现以下任何一种状态，即认为超过了承栽力极限状态
◊整个描墙或一部分作为刚体失去平衡：
◊构件或连接部件因超过材料强度而破坏或熬性过人而不适J：
继续承载:
：
◊结构变为机动体系或局部失衡。
2正常使用极限状态
iE常使用极限状态是当挡土墙出现以卜任何一种状态，即认为超过了止常使用极限状态
◊影响正常使用的外观变形：
◊影响iT常使用的局部破坏（佝括裂缝）：
◊影响正常使用的苴它特定状态
扌当土墙构件承载力极限状态山达式：
r0（rGxSGK+rQ1xSQ1K+工匕似^曲）＜%/rk
式中：
q为结构重耍系数，取值如下衷：
公路等级
高速公路、…级公路
:
级及以下公路
W50m
10
095
>50m
105
10
rG为垂直恒载引起的效应分项系数；©为也载及汽车活载的土床力效W分项系数；抵为抗力安全系数：
SGK为N载效应（包括挡土墙自贬及后蹄板匕或基础標边以上的十•逍）：
Sqik为恒栽及汽车活载的十加力效应;电山为贰它荷载效应：
&为构件抗力标准值：
％为荷我效戒组合系数：
匕为其它荷载效应分项系数。
2.计算状态与荷载系数
①承载力极限状态
承載能力极限状态荷栽分项系数
惜况
荷载增大对挡十•墙结构起有利作用时
荷载増大对描土墙结构起不利作用时
组介
I,IIIII
I.IIIII
垂直恒栽E
090
120
恒找或乍辆荷找、人群荷取的上动上压力IQl
100095
140130
被动土压力I*Q2
030
050
水浮力「Q3
095
1.10
静水压力IQ4
095
1.05
动水压力IQ5
095
120
地股作用1'q6
0.90
1.10
2正常使用极限状态：
通常采用上表列的各分项系数。
3为对捋土墙进行基础、坊工结构合力偏心距计算时，被动土压力用03,K它荷我系数采用10・
第五节重力式挡土墙设计
一.稳定性验算
1-抗滑穩定性验算（稳定性系数教材无）
为保证描墙抗滑稳定性，应验算在土压力及K它外力作用卜•，基底靡阻力抵抗描墙滑移的能力。
描土墙的滑动稳定方程与抗滑稳定系数哄按卜列公式计算：
（0.9G+❻•Ey）•〃+0.9G•tan$X盘也
[N•cos%+E#・sin[N+Ex-tan兔]•“
K==
Ex-cos%-N•sin%Ex-N•tan
式中：
G为作用「•基底以上的直力（kN）,没水挡土墙的浸水部分应计入浮力；E"Ey为墙后主动土床力的水平分戢和竖向分®（kN）；4为基底倾斜角（°）：
°为主励土斥力分项系数：
〃为基底与地基间的摩擦系数；N为作用「基底上合力的竖向分力（kN）,浸水掛土墙应计浸水部分的浮力。
图&20的抗滑动稳定图6-21挡土境的抗倾覆稳定
2.抗倾覆稳定性验算
为保证挡土墙抗倾覆稳定性，必须验算它抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力。
挡土墙的倾覆稳定方程与抗倾覆稳定系数Ko按卜列公式计算：
0.9G込+b（E乙_EZ」＞0
_GZq+Ey・Zx
%=--
式中：
Zg为墙身朿力、甚础啦力、某础上填土的币:
力及作用「墙顶的氏它荷载的竖向力介力币:
心到墙趾的距离（m）；Zx.Zy为墙后主动土压力的竖向分灵和水平分最到墙趾的距离（m）。
在验算描土墙的稳定性时，一般均未计趾前土层对墙面所产生的被动土压力。
描土墙的抗滑动和抗倾覆稳定系数不此小J：
卜表的规定。
验算结果如不满足以卜•要求，则表明抗滑稳定性或抗倾覆稳定性不够，W改变墙身断面尺寸重新核算。
抗滑动和抗倾覆的穂定系数
荷载情况
验算项目
稳定系数
荷載组合I、D
抗淸动
13
抗倾覆
15
苟载组合III
抗滑动
13
抗倾覆
13
施工阶段验算
抗滑动
1.2
抗倾覆
1.2
设说「不良七质地孤表土卜为倾斜基岩地基及斜坡匕的描土墙，川对挡土墙地基及填十•的鏗体稳定性进行验算，其稳定系数不应小J：
125。
二.基底应力及合力偏心距验算
基底应力验算：
保证描上墙慕底W力不超过地基容许承载力.
合力偏心距验算：
使描十墙墙型结构合理和避免发牛显著的不均匀沉陷,
1-基础底面的压应力
（1）轴心荷载作用时
P记
Ni=（7G・G+7QiEy-W）cos%+7Q]ExShi%
式屮：
p为战底平均压比力（kPa）：
A为煎础底而没延米的而积=肛础宽度BX10（mb：
Ni为每延米作用J•取底的总竖向力设计值（kN）;片为墙背主动土压力的垂直分力；耳为墙背主动土压力的水平分力：
W为常水位浮力（kN）。
其它符号會义同前。
⑵偏心荷载作用时
作用底的介力偏心距e为:
e=—
N】
式中:
M为作用J：
基底形心的弯矩,可按教材P146表&13采用:
荷栽组合
作用于基底形心的弯矩设计值
I
M=1・4Me+1.2Afc
n
M=1.4ME1+1.2%
m
M=1.3AfE+1.2Afc+l.O5Mw4-1.13ff+1.2Mp
基底蛮矩值计算表*6-13
表中:
—由填土恒载土压力所引起的弯矩；
•WG—由境身及基础自垂和基础上的土重引起的弯矩;
MEI—由填土及汽车活载引起的弯矩；
—由静水压力引起的弯矩；
Mp—由地震土压力引起的弯矩；
—由浮力引起的弯矩。
•
①当|e|WB/6时:
②当|e|>B/6时：
咸底出现拉应力,
•般不考虑地茲能承受拉应
力，则基底应力进行重分布.
Pm«x=0
2・基底合力偏心距
基底合力偏心距山满足教材P146页表&14的耍求:
«6-22基底应力重分布
基底合力偏心距表6・14
地塔条件
合力偏心距
地基条件
合力偏心距
非岩石地基
CoWB/6
软土、松砂、一般黏土
e0WB/6
较養的岩石地基
e0
紧密细砂、黏上
e°WB/5
坚密的岩石地基
e°WB/4
中密碎、砾石、中砂
e0WB/4
3.地基承载力抗力值
地基应力的设计值W满足地基承我力的抗力值耍求。
⑴轴向荷载作用时：
p⑵偏心荷载作用时：
p<1.2f
⑶地基承载力抗力值/的计算
当描十•墙的基础宽度）f=fk+ki/1（b-3）+k2-/2-（h-0.5）
式中：
f为地皋承载力抗力值；■为地基承载力标准值；gb为地甚承载力修正系数，见教材P147表$15：
71为基底卜持力层匕十•的大然匝度（kN/m3）,如在水面以卜II•不透水者，应釆用水中咆度：
亢为某础底面以卜各土层的加权平均聲度（kN/m3）,水面以卜用有效水中重度;b为基础底面宽度小J*3m时取3米，大「6米时取6m：
h为基础底面的埋置深度（m）,从人然地面算起；仃水流冲刷时，从一般冲刷线算起。
承载力修正系数表6・15
土的类别
<2
淇泥和淤泥质土
A<50kPa
0
1.0
A>50kPa
0
1.0
人工填上e戒/L孑0.85、黏性土心0・85或稍湿的粉土
0
1.1
红祐上
含水比>0・R
0
1.2
含水比M0・8
0.15
1.4
«或人均小于0.85的黏质土
0.3
1.6
♦<0.«5及gO.S的粉质土
0.5
2.2
粉砂、细砂（不包括很湿,W®）
2.0
3.0
中砂.粗砂.砾砂和碎石土
3.0
4.4
注:
1・S.为十的饱和度.S.<0.5稍湿,0.50.8饱和。
2.强风化岩石，可卷照相应土的承毂力取值。
3./L为含水比。
4・e为空隙比。
⑷为不满足⑶的计算条件或计算结果E11&时，可按M14H接确定地甚承玻力抗力值。
⑸f值可以根据不同荷载组介了以提高，捉高系数K按教材P147页农6・16取值。
提高系数K•表6・16
荷載组合
提高系数K
商载组合
提髙茶数K
主要组合（I）
1.0
僞條组合（III）
1.5
附加组合（U）
1.3
1'
⑹当偏心距e小「•或等「0.333倍基础地面宽度时，可根据土的抗剪强度指标确圧地舉承我力抗力值，并应满足变形耍求。
（教材无）
=Mb-/jb+Mh-/211+McCk
式中：
匸为由土的抗剪强度指标确定的地基承我力抗力值；M,、血、M为承载力系数，按卜表确定；6为基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值。
其余符号含义同前。
土的内摩擦角标准值91（°）
A4
*
甌
土的内摩擦角标准值91（°）
腕
%
0
0
100
314
22
061
344
604
2
003
112
3.32
24
0.8
3.87
645
4
006
125
351
26
1」
437
690
6
010
139
371
28
14
493
740
S
014
155
393
30
19
5.59
795
10
018
173
417
32
26
635
855
12
0.23
194
442
34
汀
721
922
14
0.29
217
469
36
4.2
S.25
997
16
036
243
500
38
50
944
1080
18
043
2.72
5.31
40
5S
10.84
1173
20
051
306
566
注：
©为荃底卜•一倍短边宽深度内十•的内障擦角标准值
三、壇身截面强度验算
为了保证墙身貝有足够的强度，应根据经验选择1〜2个控制断面进行验算,如墙身底部、1/2墙高处、上下墙（凸形及衡重式墙〉交界处（见教材P148图$23）。
当构件采用分项安全系数的极限状态设计时，荷载效应不利组合的设计值，应小J•或等J•结构抗力效应的设计值。
1.强度计算
n/a%
7k叫=冷（沿％+心・％1+工
式中：
N为设计轴向力；r。
为晅耍性系数；为荷载组合系数（见教材P149衣&17）；弘、匕为也载（口車及襟边以上土重）引起的轴向力（kN）和相应的分项系数（见教材P144^6-ll）：
Nqi、Nq（i=2~6）为主动土压力和被动土压力、水浮力、静水压力、动水压力、地靈力引起的轴向力（kN）；仏（冃~6）为以上各项轴向力的分项系数（见教材P144表6-11）；几为抗力的分项系数（见教材P149表6-18）：
%为材料极限抗斥强度（kPa）；A为描土墙构件的计算截面积（n?
）：
©为轴向力偏心系数。
1_256卜？
|
5丿
1+12勺
IB丿
图6-23验算斷面的选择
图6・24墙身截面法向应力验算
式中：
M。
为在某一类作用（或荷我）组介卜•，作用（或荷我）对计算截面形心的总力矩（kNm）；N。
为某一类作用（或荷载）组合厂作用于计算截面上的轴向力的合力（kN）。
捞土墙墙身或甚础坊丁为纯坊丁戯面时.比偏心距丿应小J教材P149表6-19的耍求。
荷载组合系数表
坊工种类
受力悄况
受斥
受弯、剪、拉
石料
185
231
片石砌体.片石混凝土砌体
231
231
块石.粗料儿混凝上预制块、砖砌体
192
231
混凝上
154
231
垢工构件或材料的抗力分项系数几表6-18
坊工结构轴向力合力的容许偏心距6
2・稳定计算
挡土墙构件轴心或偏心受压时，正截面稳定按卜式计算：
n/%a・r
J兀
式中：
为偏心受压构件在弯曲平而内的纵向弯曲系数：
1B妙
F―B
1+"（0厂3）・1+16•（罰
■■
式中：
H为右效墙高（视为卜•端固定，上端口由，m）：
B为墙的宽度（m）；a,为与材料仃关的系数，按教材
P149表6・20采用：
兀系数表表&20
垢工名称
浆砌砌体采用以卜•砂浆强度等级
混凝土
MIO.M7.5^M5
M2.5
Ml
①值
0002
00025
0004
0002
轴心受斥构件的纵向弯曲系数.可采用卜表的规定：
轴心受压构件纵向弯曲系数屮K
:
!
H/B
漫凝上构件
砌体砂浆强皮零级
MIO,M75.M5
M25
W3
100
100
100
4
099
099
099
6
096
096
096
S
093
093
091
10
08S
0SS
085
12
082
082
079
14
076
076
072
16
071
071
066
1S
065
065
060
20
060
060
054
22
0^54
D54
049
24
050
050
044
26
046
046
040
28
042
042
036
30
038
033
一般情况卜•扌当土墙尺寸不受稳定控制.但应判断是细高墙或是綾墙：
当H/B小「10时为矮墙，否则为细高墙：
对J••墙顶为自由端时，H/B应小J：
30。
3・当切超过教材P149表6-20的规定时，还可以利用弯曲抗拉极限强度Rwl进行验算或确定截面尺寸。
在桦谕By询宽度内，因已考渥了部分被动十•斥力，故未计只堪底爍擦阻力。
令KC=[KC],则仃:
[0]Ex-亍（6+（r3）Bnf
凸桦宽度Bt则根据以卜两方面的要求进行计算，并取其中的大者。
其中：
［久］和［订分别为巧工材料的容许拉应力和容许剪应力。
3・其它措施
改善地基.以増加皋底席擦系数。
如在枯性I•地棊内穷嵌碎冇。
改变墙身断面型式。
㈡增加抗倾覆稳定性的措施
1.展宽墙趾
在墙趾处展宽基础以增加稳定力陷是増加抗倾覆稳定性的常用方法。
2.改变墙面及墙背坡度
改缓墙而坡度可增加稳定力肾。
改陡俯斜墙背或改缓仰斜墙背可减少上压力。
在地而纵坡较陡处，应注意对墙高的影响。
（教材P152图&27）
图627改变胸坡及背坡
a）改变胸坡;b）改陡俯斜墙背；c）改为仰斜墙背
3.改变墙身断面类型
当地而磺坡较陡时，应使墙胸尽駁陡立（教材P152图6-28）o这时可改变墙身断而类型，如改用衡巫式墙或者墙后加设卸荷平台、卸荷板，以减少土压力并増加稳定力矩。
图628改变墙身类型措施
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