实例悬臂式挡土墙计算书.docx
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实例悬臂式挡土墙计算书
悬臂式挡土墙验算[执行标准：
公路]
计算项目：
悬臂式挡土墙
计算时间：
2015-09-2209:
26:
45星期二
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
5.500（m）
墙顶宽:
0.500（m）
面坡倾斜坡度:
1:
0.000
背坡倾斜坡度:
1:
0.000
墙趾悬挑长DL:
1.200（m）
墙趾跟部高DH:
0.800（m）
墙趾端部高DH0:
0.800（m）
墙踵悬挑长DL1:
1.500（m）
墙踵跟部高DH1:
0.800（m）
墙踵端部高DH2:
0.800（m）
加腋类型:
背坡加腋
背坡腋宽YB2:
1.000（m）
背坡腋高YH2:
2.000（m）
设防滑凸榫
防滑凸榫尺寸BT1:
1:
1.000（m）
防滑凸榫尺寸BT:
0.800（m）
防滑凸榫尺寸HT:
0.500（m）
防滑凸榫被动土压力修正系数:
1.000
防滑凸榫容许弯曲拉应力:
0.500（MPa）
防滑凸榫容许剪应力:
0.990（MPa）
钢筋合力点到外皮距离:
52（mm）
墙趾埋深:
1.900（m）
物理参数:
混凝土墙体容重:
25.000（kN/m3）
混凝土强度等级:
C30
纵筋级别:
HRB400
抗剪腹筋等级:
HRB400
裂缝计算钢筋直径:
20（mm）
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
35.000（度）
墙后填土粘聚力:
0.000（kPa）
墙后填土容重:
19.000（kN/m3）
墙背与墙后填土摩擦角:
14.000（度）
地基土容重:
19.000（kN/m3）
修正后地基土容许承载力:
220.000（kPa）
地基土容许承载力提高系数:
墙趾值提高系数:
1.000
墙踵值提高系数:
1.000
平均值提高系数:
1.000
墙底摩擦系数:
0.500
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
20.000（度）
土压力计算方法:
库仑
坡线土柱:
坡面线段数:
2
折线序号水平投影长（m）竖向投影长（m）换算土柱数
13.0000.0002
第1个:
距离0.000（m）,宽度3.000（m）,高度0.158（m）2004路基规范挡土墙人群荷载
第2个:
距离0.000（m）,宽度3.000（m）,高度0.822（m）2004路基规范挡土墙车辆荷载
210.0003.3330
作用于墙上的附加外荷载数:
1（作用点坐标相对于墙左上角点）
荷载号XYP作用角
（m）（m）（kN）（度）
1-1.250-1.0005.000270.000
坡面起始距墙顶距离:
0.300（m）
地面横坡角度:
45.000（度）
墙顶标高:
216.724（m）
挡墙分段长度:
6.500（m）
钢筋混凝土配筋计算依据:
《混凝土结构设计规范》（GB50010--2002）
=====================================================================
第1种情况:
组合1
=============================================
组合系数:
1.200
1.挡土墙结构重力分项系数=0.900√
2.填土重力分项系数=1.000√
3.填土侧压力分项系数=1.400√
4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.400×
5.附加力分项系数=1.000√
=============================================
[土压力计算]计算高度为5.500（m）处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=29.781（度）
按假想墙背计算得到:
第1破裂角：
33.444（度）
Ea=148.145（kN）Ex=75.314（kN）Ey=127.572（kN）作用点高度Zy=1.644（m）
因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：
第2破裂角=24.439（度）第1破裂角=33.444（度）
Ea=148.123（kN）Ex=75.314（kN）Ey=127.547（kN）作用点高度Zy=1.644（m）
墙身截面积=7.110（m2）重量=177.750kN
整个墙踵上的土重=76.025（kN）重心坐标（1.310,-2.923）（相对于墙面坡上角点）
墙踵悬挑板上的土重=26.998（kN）重心坐标（1.879,-3.866）（相对于墙面坡上角点）
墙趾板上的土重=25.080（kN）（相对于趾点力臂=0.600（m））
（一）滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基础底面宽度B=4.200（m）
墙身重力的力臂Zw=1.836（m）
Ey的力臂Zx=3.453（m）
Ex的力臂Zy=1.644（m）
作用于基础底的总竖向力=413.952（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=853.197（kN▪m）
基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn=2.061（m）
基础底压应力:
墙趾=104.037（kPa）凸榫前沿=101.429（kPa）墙踵=93.083（kPa）
凸榫前沿被动土压力=209.535（kPa）
凸榫抗弯强度验算:
凸榫抗弯强度验算满足:
弯曲拉应力=245.548<500.000（kPa）
凸榫抗剪强度验算:
凸榫抗剪强度验算满足:
剪应力=130.959<990.000（kPa）
凸榫设计宽度为:
0.561（m）
滑移力=75.314（kN）抗滑力=260.377（kN）
滑移验算满足:
Kc=3.457>1.300
滑动稳定方程验算：
滑动稳定方程满足:
方程值=97.162（kN）>0.0
（二）倾覆稳定性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.836（m）
相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂Zw1=2.486（m）
相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂Zw2=0.600（m）
相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=3.453（m）
相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=1.644（m）
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=124.045（kN▪m）抗倾覆力矩=977.243（kN▪m）
倾覆验算满足:
K0=7.878>1.500
倾覆稳定方程验算：
倾覆稳定方程满足:
方程值=872.485（kN▪m）>0.0
（三）地基应力及偏心距验算
基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力
作用于基础底的总竖向力=413.952（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=853.197（kN▪m）
基础底面宽度B=4.200（m）偏心距e=0.039（m）
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=2.061（m）
基底压应力:
趾部=104.037（kPa）踵部=93.083（kPa）
最大应力与最小应力之比=104.037/93.083=1.118
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.039<0.167×4.200=0.700（m）
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=104.037<220.000（kPa）
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=93.083<220.000（kPa）
地基平均承载力验算满足:
压应力=98.560<220.000（kPa）
（四）墙趾板强度计算
标准值:
作用于基础底的总竖向力=413.952（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=853.197（kN▪m）
基础底面宽度B=4.200（m）偏心距e=0.039（m）
基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.061（m）
基础底压应力:
趾点=104.037（kPa）踵点=93.083（kPa）
设计值:
作用于基础底的总竖向力=447.196（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=947.206（kN▪m）
基础底面宽度B=4.200（m）偏心距e=-0.018（m）
基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.118（m）
基础底压应力:
趾点=103.722（kPa）踵点=109.229（kPa）
[趾板根部]
截面高度:
H'=0.800（m）
截面剪力:
Q=99.200（kN）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
截面弯矩:
M=59.282（kN▪m）
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.03%抗弯受拉筋:
As=1600（mm2）
截面弯矩:
M（标准值）=44.707（kN▪m）
最大裂缝宽度为:
0.022（mm）。
（五）墙踵板强度计算
标准值:
作用于基础底的总竖向力=413.952（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=853.197（kN▪m）
基础底面宽度B=4.200（m）偏心距e=0.039（m）
基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.061（m）
基础底压应力:
趾点=104.037（kPa）踵点=93.083（kPa）
设计值:
作用于基础底的总竖向力=447.196（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=947.206（kN▪m）
基础底面宽度B=4.200（m）偏心距e=-0.018（m）
基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.118（m）
基础底压应力:
趾点=103.722（kPa）踵点=109.229（kPa）
[踵板根部]
截面高度:
H'=0.800（m）
截面剪力:
Q=56.046（kN）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
截面弯矩:
M=54.988（kN▪m）
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.03%抗弯受拉筋:
As=1600（mm2）
截面弯矩:
M（标准值）=23.191（kN▪m）
最大裂缝宽度为:
0.011（mm）。
[加腋根部]
截面高度:
H'=0.800（m）
截面剪力:
Q=41.790（kN）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
截面弯矩:
M=107.607（kN▪m）
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.05%抗弯受拉筋:
As=1600（mm2）
截面弯矩:
M（标准值）=44.671（kN▪m）
最大裂缝宽度为:
0.022（mm）。
（六）立墙截面强度验算
[距离墙顶1.175（m）处]
截面宽度B'=0.500（m）
截面剪力Q=3.386（kN）
截面弯矩M=10.438（kN▪m）
截面弯矩M（标准值）=8.060（kN▪m）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.01%抗弯受拉筋:
As=1000（mm2）
最大裂缝宽度为:
0.010（mm）。
[距离墙顶2.350（m）处]
截面宽度B'=0.500（m）
截面剪力Q=18.585（kN）
截面弯矩M=22.150（kN▪m）
截面弯矩M（标准值）=14.699（kN▪m）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.03%抗弯受拉筋:
As=1000（mm2）
最大裂缝宽度为:
0.019（mm）。
[距离墙顶3.525（m）处]
截面宽度B'=0.500（m）
截面剪力Q=46.597（kN）
截面弯矩M=59.002（kN▪m）
截面弯矩M（标准值）=35.590（kN▪m）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.07%抗弯受拉筋:
As=1000（mm2）
最大裂缝宽度为:
0.046（mm）。
[距离墙顶4.700（m）处]
截面宽度B'=0.500（m）
截面剪力Q=91.776（kN）
截面弯矩M=138.530（kN▪m）
截面弯矩M（标准值）=80.675（kN▪m）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.18%抗弯受拉筋:
As=1000（mm2）
当As=3142（mm2）时，最大裂缝宽度：
δfmax=0.170（mm）<δflimit=0.200（mm）；满足允许裂缝宽度的要求。
=====================================================================
第2种情况:
组合2
=============================================
组合系数:
1.200
1.挡土墙结构重力分项系数=0.900√
2.填土重力分项系数=1.000√
3.填土侧压力分项系数=1.400√
4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.400√
5.附加力分项系数=1.000√
=============================================
[土压力计算]计算高度为5.500（m）处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=29.781（度）
按假想墙背计算得到:
第1破裂角：
28.989（度）
Ea=175.798（kN）Ex=89.372（kN）Ey=151.385（kN）作用点高度Zy=2.006（m）
因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：
第2破裂角=24.439（度）第1破裂角=28.989（度）
Ea=175.769（kN）Ex=89.370（kN）Ey=151.353（kN）作用点高度Zy=2.006（m）
墙身截面积=7.110（m2）重量=177.750（kN）
整个墙踵上的土重=76.025（kN）重心坐标（1.310,-2.923）（相对于墙面坡上角点）
整个墙踵上墙背与第二破裂面之间换算土柱重=2.549（kN）重心坐标（0.568,0.000）（相对于墙面坡上角点）
墙踵悬挑板上的土重=26.998（kN）重心坐标（1.879,-3.866）（相对于墙面坡上角点）
墙趾板上的土重=25.080（kN）（相对于趾点力臂=0.600（m））
（一）滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基础底面宽度B=4.200（m）
墙身重力的力臂Zw=1.836（m）
Ey的力臂Zx=3.288（m）
Ex的力臂Zy=2.006（m）
作用于基础底的总竖向力=437.758（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=855.010（kN▪m）
基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn=1.953（m）
基础底压应力:
墙趾=126.093（kPa）凸榫前沿=115.681（kPa）墙踵=82.364（kPa）
凸榫前沿被动土压力=246.561（kPa）
凸榫抗弯强度验算:
凸榫抗弯强度验算满足:
弯曲拉应力=288.939<500.000（kPa）
凸榫抗剪强度验算:
凸榫抗剪强度验算满足:
剪应力=154.101<990.000（kPa）
凸榫设计宽度为:
0.608（m）
滑移力=89.370（kN）抗滑力=281.716（kN）
滑移验算满足:
Kc=3.152>1.300
滑动稳定方程验算：
滑动稳定方程满足:
方程值=86.145（kN）>0.0
（二）倾覆稳定性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.836（m）
相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂Zw1=2.486（m）
相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂Zw2=0.600（m）
相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=3.288（m）
相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=2.006（m）
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=179.522（kN▪m）抗倾覆力矩=1034.531（kN▪m）
倾覆验算满足:
K0=5.763>1.500
倾覆稳定方程验算：
倾覆稳定方程满足:
方程值=875.022（kN▪m）>0.0
（三）地基应力及偏心距验算
基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力
作用于基础底的总竖向力=437.758（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=855.010（kN▪m）
基础底面宽度B=4.200（m）偏心距e=0.147（m）
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.953（m）
基底压应力:
趾部=126.093（kPa）踵部=82.364（kPa）
最大应力与最小应力之比=126.093/82.364=1.531
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.147<0.167×4.200=0.700（m）
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=126.093<220.000（kPa）
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=82.364<220.000（kPa）
地基平均承载力验算满足:
压应力=104.228<220.000（kPa）
（四）墙趾板强度计算
标准值:
作用于基础底的总竖向力=437.758（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=855.010（kN▪m）
基础底面宽度B=4.200（m）偏心距e=0.147（m）
基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=1.953（m）
基础底压应力:
趾点=126.093（kPa）踵点=82.364（kPa）
设计值:
作用于基础底的总竖向力=480.524（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=949.744（kN▪m）
基础底面宽度B=4.200（m）偏心距e=0.124（m）
基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=1.976（m）
基础底压应力:
趾点=134.600（kPa）踵点=94.221（kPa）
[趾板根部]
截面高度:
H'=0.800（m）
截面剪力:
Q=135.977（kN）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
截面弯矩:
M=83.330（kN▪m）
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.04%抗弯受拉筋:
As=1600（mm2）
截面弯矩:
M（标准值）=58.340（kN▪m）
最大裂缝宽度为:
0.028（mm）。
（五）墙踵板强度计算
标准值:
作用于基础底的总竖向力=437.758（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=855.010（kN▪m）
基础底面宽度B=4.200（m）偏心距e=0.147（m）
基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=1.953（m）
基础底压应力:
趾点=126.093（kPa）踵点=82.364（kPa）
设计值:
作用于基础底的总竖向力=480.524（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=949.744（kN▪m）
基础底面宽度B=4.200（m）偏心距e=0.124（m）
基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=1.976（m）
基础底压应力:
趾点=134.600（kPa）踵点=94.221（kPa）
[踵板根部]
截面高度:
H'=0.800（m）
截面剪力:
Q=79.051（kN）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
截面弯矩:
M=67.649（kN▪m）
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.03%抗弯受拉筋:
As=1600（mm2）
截面弯矩:
M（标准值）=30.368（kN▪m）
最大裂缝宽度为:
0.015（mm）。
[加腋根部]
截面高度:
H'=0.800（m）
截面剪力:
Q=88.040（kN）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
截面弯矩:
M=156.156（kN▪m）
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.07%抗弯受拉筋:
As=1600（mm2）
截面弯矩:
M（标准值）=72.193（kN▪m）
最大裂缝宽度为:
0.035（mm）。
（六）立墙截面强度验算
[距离墙顶1.175（m）处]
截面宽度B'=0.500（m）
截面剪力Q=11.203（kN）
截面弯矩M=13.847（kN▪m）
截面弯矩M（标准值）=9.993（kN▪m）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.02%抗弯受拉筋:
As=1000（mm2）
最大裂缝宽度为:
0.013（mm）。
[距离墙顶2.350（m）处]
截面宽度B'=0.500（m）
截面剪力Q=37.124（kN）
截面弯矩M=41.018（kN▪m）
截面弯矩M（标准值）=25.396（kN▪m）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.05%抗弯受拉筋:
As=1000（mm2）
最大裂缝宽度为:
0.033（mm）。
[距离墙顶3.525（m）处]
截面宽度B'=0.500（m）
截面剪力Q=73.409（kN）
截面弯矩M=105.703（kN▪m）
截面弯矩M（标准值）=62.065（kN▪m）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋:
配筋率Us=0.13%抗弯受拉筋:
As=1000（mm2）
最大裂缝宽度为:
0.112（mm）。
[距离墙顶4.700（m）处]
截面宽度B'=0.500（m）
截面剪力Q=117.532（kN）
截面弯矩M=216.157（kN▪m）
截面弯矩M（标准值）=24.681（kN▪m）
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯受拉筋:
As=1395（mm2）
当As=3142（mm2）时，最大裂缝宽度：
δfmax=0.170（mm）<δflimit=0.200（mm）；满足允许裂缝宽度的要求。
=====================================================================
第3种情况:
组合3
=============================================
组合系数:
1.200
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