1、路基路面工程课程设计模板p14路基路面工程课程设计模板一、路基部分题目:重力式挡土墙设计一、设计资料1、工程概况拟建南宁机场高速公路(城市道路段)K2+770右侧有一清朝时代的房子,由于该路段填土较高,若按1:1.5的边坡坡率放坡,则路基坡脚侵入房子范围。现为了保留房子,要求在该路段的恰当位置设挡土墙。为使房子周围保持车辆交通,要求墙脚边距离砖长的距离大约为4m。2、路中线与房子的平面位置关系、路线纵断面、路基标准横断面如下图:图1 道路和房子平面示意图图2 路基标准横断面图(半幅,单位:cm) 图3 道路纵断面图 图4 地质剖面图 图5 挡土墙参考剖面图(单位:cm)3、房子附近地质情况见地
2、质剖面图,砖厂附近地面较大范围(包括路基范围)内为平地。4、挡土墙墙身、基础材料:M7.5浆砌片石,M10砂浆抹墙顶面(2cm),M10砂浆勾外墙凸缝。砌体重度1=22kN/m3。墙后填土为天然三合土重度2=20kN/m3,换算内摩擦角=35。M10浆砌块石与天然三合土的摩擦角为20。砌体极限抗压强度为700kPa,弯曲抗拉极限强度为70kPa,砌体截面的抗剪极限强度为150kPa。二、计算过程:1、道路纵断面计算: 由已知R=13500m,i1=1.0%,i2=-0.75%得:=i2-i1=-0.75%-1.0%=-1.75%L=R=135001.75%=236.25mT=L/2=236.2
3、5/2=118.125mE=T/4=118.1251.75%/4=0.517m由已知条件可知:k2+782处路肩边缘高程与地面高程高差最大取该处的挡土墙进行设计求k2+782设计高;竖曲线起点桩号:k2+900-118.125= k2+781.875竖曲线起点高程:117.85-1.0%118.125=116.67m竖曲线终点桩号:k2+900+118.125= k3+018.125竖曲线终点高程:117.85-0.75%118.125=116.96mk2+781.875 k2+782 k2+900该桩点位于前半个竖曲线上该点投影在直线上的高程H1=112.85+1.0%(k2+782-k2+
4、400)=116.67my=x-2/(2R)=(k2+782-k2+781.875)2/(213500)=0.000000578m路肩边缘设计高H=116.67-1.5%(30-5)+0.2+3.51.5%=116.55m路肩边缘与地面的高差h=116.55-106.50=10.05m2、挡土墙与房子、路中线的平面位置关系如下图所示:其中挡土墙墙脚边距离房子的距离都为4m,房子墙角距八字墙的距离为4.17m挡土墙在水平平面上与路中线平行,在竖直平面上与路线纵坡平行取k2+782处的挡土墙进行设计3、通过试算,初步拟定的挡土墙墙身断面尺寸如下:由上图可知:a=10.05-4.22=5.83m b
5、=15-1.2-4.220.25-4=8.745m H=4.22+0.78+2.5=7.5m4、作用在挡土墙上的主动土压力计算:由设计资料已知:填土的内摩擦角为=35o,墙背与填土的摩擦角为=20o由挡土墙墙身断面简图已知:墙背倾斜角为=arctan0.4/1=21.8o 基底倾角为=arctan1/5=11.3o利用库仑理论求主动土压力:假设破裂面交于路肩内:1 求破裂角=+=35o+21.8o+20o=76.8oAo=(a+H)2/2=(5.83+7.5)2/2=88.844,Bo=a*b/2-H(H+2a)tan/2=5.838.745/2-7.5(7.5+25.83)tan21.8o/
6、2=-3.2465、挡土墙的验算:抗滑稳定性验算:荷载组合为,则Q1=1.4,根据已知条件,查表取基底摩擦系数=0.3,Tan0= 6、墙身截面强度验算7、挡土墙的布置挡土墙通常是在路基横断面图和墙趾纵断面上布设,个别复杂的挡土墙还应作平面布置。、挡土墙的横向布置横向布置主要是在路基横断面图上进行,其内容为确定断面形式,选择挡土墙的位置。、挡土墙的纵向布置挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上布设,布置后绘成挡土墙正面图。、平面布置在平面图上应标示挡土墙与路线平面位置的关系,与挡土墙有关的地物、地貌等情况。8、挡土墙的排水设施挡土墙应设置完善的排水设施,以疏干墙后填料中的水分,防止地表水下渗造成墙后积
7、水,使墙身承受额外的静水压力;消除粘性土填料因含水率增加而产生的膨胀压力;减小季节性冰冻地区填料的冻胀压力。挡土墙排水设施有地面排水和墙身排水。地面排水可设置地面排水沟,以截留地表水,防止地表水渗入墙背填料或地基。墙身排水是为了迅速排除墙后积水。该处设计的挡土墙墙身为浆砌块石,属于非干砌挡土墙,所以在该挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。该处取8cm直径的圆孔作为泄水孔,该挡土墙为重力式挡土墙。所以应沿墙高和墙长设置泄水孔,且泄水孔应具有向墙外倾斜的坡度,其间距为3.0m,最下排泄水孔的底部应高出地面0.3m。为了使八字墙的张角为30o,且使得房子墙角距离八字墙大于等于4m,则挡土墙在
8、K2+766和K2+782两处要向外各延伸2.5m才能满足上述要求。此时,房子墙角距离八字墙距离为4.17m。所以该路段挡土墙总墙长为21m。由于该路段墙长为21m,地面以上最大墙身高为4.24m(位于K2+784.5处),由计算得出K2+763.5处的地面以上墙身高为4.22-1.0%(K2+782-K2+763.5)=4.035m。所以该路段挡土墙设两排泄水孔,总共13个泄水孔。9、挡土墙变形缝为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况,设置沉降缝。为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生的裂缝,须设置伸缩缝。重力式挡土墙一般沿墙长1015m或与其他建筑物连接处应设置伸缩缝,在该路段可将伸缩缝和沉降缝设为一处。由于该路段墙长21m,所以在挡土墙中段全高设置变形缝,其宽度取0.03m,缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋或沥青木板,塞入深度不应小于0.15m。参考资料公路路基设计规范(JTG D30-2004)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)公路挡土墙设计与施工技术细则路基设计手册路基路面工程(第三版)(邓学钧 主编)
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