挡土墙验算资料车辆荷载换算及计算参数docx.docx

1、挡土墙验算资料车辆荷载换算及计算参数docx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, Ifc 10W/m3：墙高在2m10mZ内时，附

2、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3 kNAn2；作用于挡埴栏杆顶的水平推力采用0.75 kN/m,作用于栏杆扶手上的竖向力采用1 kN/m.7墙背填土的容巫（kN/m3）o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:EqgL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I550k

3、N图619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+0 2=13 m）。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0 5im路肩墙则车轮外缘靠墙顶内缘布置若横向布置

4、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H06m35 4017 18墙高H6m30 35碎石、不易风化的块石

5、45 5018 19大卵石、碎石址 不易风化的岩石碎块40 4518 19小卵石、砾石、粗砂、石屑35 4018 19中砂、细砂、砂质土30 3517 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。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1 O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：基底与基底土间的摩擦系数（教材P1

6、45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54$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0 30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 0 60皎质岩石0 60 0 70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

7、施加J挡土墙的荷载按性质划分见教材P142衷68。设计时应按荷我的可能不利组合（P143表69）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0 2g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

8、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：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7899堆 基岩石科化土及软土非良水不歎算算根水平*算f

9、t*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：r

10、0（rG x SGK + rQ1 x SQ1K +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W5 0 m100955 0 m1 0510rG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

11、作用时组介I, II IIII. II III垂直恒栽E0 901 20恒找或乍辆荷找、人群 荷取的上动上压力IQl1 00 0 951 40 1 30被动土压力I*Q20300 50水浮力Q30 951.10静水压力IQ40 951.05动水压力IQ50 951 20地股作用1q60.901.102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0 3, 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

12、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 + 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

13、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 _EZ0_ G Zq + 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

14、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： 1 25。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=（7GG+7QiEy-W）cos% + 7QExShi%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BX1 0 （m

15、b： 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。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IM = 14Me +1.2AfcnM = 1.4ME1 +1.2%mM = 1.3AfE+1.2Afc+l.O5Mw 4-1.13ff+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

16、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。 当|e|WB/6时: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.Pmx = 02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614地塔条件合力偏心距地基条件合力偏心距非岩石地基Co WB/6软土、松砂、一般黏土e0 W B/6较養的岩石地基e0B/5紧密细砂、黏上eWB/5坚密的岩石地基e WB/4中密碎、砾石、中砂e0 WB/43.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。轴向荷载作用时：pf偏心荷载作用时：p

17、1.2f地基承载力抗力值/的计算当描十墙的基础宽度） J - 3m,或埋哉深度人J-0 5m时，除岩石地基外，地基承我力抗力值按卜式计算：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；g b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

18、般冲刷线算起。承载力修正系数 表615土的类别2淇泥和淤泥质土A 50kPa01.0人工填上e戒/L孑0.85、黏性土心085或稍湿的粉土01.1红祐上含水比0R01.2含水比M080.151.4或人均小于0.85的黏质土0.31.6 0.5及gO.S的粉质土0.52.2粉砂、细砂（不包括很湿,W）2.03.0中砂.粗砂.砾砂和碎石土3.04.4注:1S.为十的饱和度.S.0.5稍湿,0.5Sr0.8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。4e为空隙比。为不满足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。f值可以根据不同荷载组介了以提高，捉高系

19、数K按教材P147页农616取值。提高系数K 表616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）1.31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 -/j b+ Mh-/2 11+ Mc Ck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%001 003 14220 613 446 042

20、0031 123.32240.83.8764540 061 253512614 376 9060 101 393712814493740S0 141 5539330195.59795100 181734 1732266 358 55120.231 9444234汀7219 22140.292 17469364.2S.259 97160 362435 0038509 4410 80180432.725.31405 S10.8411 73200513 065 66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12个控制 断面进行验算,如

21、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 P1446-ll）： Nqi、Nq （i=26）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）；

22、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624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1 85231片石砌体.片石混凝土砌体2 312 31块石.

23、粗料儿 混凝上预制块、砖砌体1 922 31混凝上1 542 31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62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/%arJ 兀式中：为偏心受压构件在弯曲平而内的纵向弯曲系数：1 B妙F B1 + （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620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 M5M2.5Ml值0 0020 00250 0040 002轴心受斥构件的纵向

24、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. M5M25W310010010040990990996096096096S0930930911008S0SS085120820820 7914076076072160 710710661S0650650 60200600600 5422054D540 49240 5005004426046046040280420420 3630038033一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

25、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)Bn f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。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