挡土墙设计计算书

挡土墙设计计算书(一) 设计参数天然工况 rl=20.7 kN/m3 C=36kPa, <p=lS.6°饱和工况 r2=21.3 kN/m3 C=29kPa, <p=15.5°弱风化泥岩hb基底摩擦系数卩=06 墙体采用C25碎石混凝土基底的弱风化泥岩的承载力值Oo-1.60NIPa（二）设计计算1剩余下滑力具体计算力见 附表剩余下滑力P=609.7（KN/m）方向与水平方向成26”夹角（三）抗滑挡墙尺寸拟定根据上述的计算，拦墙尺寸拟定 如图挡土墙坐落于弱风化泥岩T2b,并嵌入泥岩的深度为08m（四）基本参数计算要求华东稳定系数Kc>=l3 倾覆稳定系数Ko>=1.6根据上述滑坡推力的结果，下 滑力人小为609.7KN/m,方向与水平 方向成26“夹角，作用点位于墙后滑 坡体1/2高位置，各力作用位置如图1 挡墙重量断面面积S=1 X 8.8+0.8 X 0.8+0.5 X &8 X4.4=34.56 (m2)G=SXr=34. 56X24=829. 44 (KN)2. 前趾填土重量F=rXH=21.3Xl. 2=25. 56 (KN)3. 后趾填土重量E=rXH=21 3X8. 8=187. 44 (KN) 4.滑坡推力P=609.7 (KN/m)有上述计算可知，应按滑坡推力来设计挡墙。以上计算数据见卜表断面参数一览表作用力（KN）竖向829. 44水平力0547.994721. 3187.44267.2749（五）稳定性验算1、抗滑稳定性验算按未设倾斜基底验算546.66力臂（m）水平 竖直4.57.54.67. 1弯矩（KNm）3732. 4821.31405. 82520. 7761897. 652= 1.547 >13满足要求。实际实施时考虑墙底设置向内倾斜基底，以有利于扌当墙的抗滑稳定性，还可降低挡墙 断面10%,以降低工程造价。2、抗倾覆稳定性验算3732.48+25.56 + 1405.8 + 1893.01 o oK. n = = 2.8>.6° 工 M。2520.7763、基底应力及合力偏心距验算竖向力工M厂工工 N = Psin 26° + G+E+ F = 829.44 + 25.56+187.44 + 266.62 = 1309.06KN 竖向力对墙趾的力臂为= 5.19m373248 + 2556+14058 + 1893,012514.621309.06基底的合力偏心距。必号5心|八9<。込2心牡冷牛*6x1-19 ) = 309.67KPa v0 = 1.60M代皆攀哼=揺弩g4、应力验算 水平方向剪应力验算（1一一1断面验算）YT 547 995r = = 一-一 = 68.499<r=1.27M （25 号混凝土） B 8满足要求。（六）一米挡土墙工程量计算混凝土的用量：34. 56X1=34. 56挖土量:1. 2 X1X1. 6+1. 2 X1X 1=3. 12 m3挖石量：8X1X1=8W?3抹面量 1X 1+9.838 X 1+8.8 X 1+1 X 1+1.6 X 1+2 X 1=24.23 m2抗滑桩设计计算书（一）设计资料：物理力学指标：天然工况：ZF20. 7kN/m （/>2=18. 6° , 6>36kPa饱和工况：r21. 3kN/m 015.5° , 6>29kPa根据岩性及地层情况，由于在滑面以上还存在有筑填土层（Q严O和含碎石粉质粘土（QJW）层厚约为1.2111,取该土层的抗滑地基系数为m=70000KN/ill4,则滑面处的地基系数采用A=70000X 1.2=84000KN/n3泥岩（T：b）由强风化泥岩厚为2.20m和弱风化泥岩厚为0.70m组成，桩的埋长为6m。强风化泥岩取抗滑地基系数为m=80000KN/ ill4 ,弱风化泥岩取抗滑地基系数 m=100000KN/m4。根据多层土的地基系数的取值可得+ m2（2 + h2）h2 80000x2.22 + lOOOOOx（2x 2.2 + 3.8）x3.8.777 =z=r= y / SUUAJV / Hl（人 + hjC2.2 + 3.8）2桩附近的滑体厚度为8. 8m,该处的滑坡推力P=609. 7kN/m,桩前剩余抗滑力5=0kN/mo抗滑桩采用C25钢筋混凝土，其弹性模量£=28X10° KPa,桩断面为bXa=2mX3m的矩形,截面：6m，截面模量W =3m3,截面对桩中心惯性矩/= 4.5m4，相对6 12刚度系数EZ=0.85E/=107100000m2，桩的中心距/=5m,桩的计算宽度B尸b+l=3m，桩的 埋深为6nio（二）采用m法计算桩身的内力（1）计算桩的刚度桩的变形系数&=桩的换算深度为引7 =0.30X6=1.8<2.5 故按刚性桩计算。（2）计算外力每根桩承受的水平推力 T=609.7C0S26 x5=2740kN滑坡推力按长方形分布；如图1。 滑面处的剪力2o=274OKN 滑面处弯矩M（尸2740 X 4.4=12056KNm（3）计算转动中心的深度及转角62x84000 x(3x12056 +2x2740 x6) + 97300 x6x(4xl2056 + 3 x 2740 x 6)23x84000 x(2x12056 +2740 x6) + 97300 x6x(3x12056 +2x2740 x6)=40697m转角：34(2M° + Q/7)+讪(3M° + 2Q/JB64(4 + mh) + m2h2123x84Q00 ><(2学12056 +2740 x6)+97300 x6x(3xl2056 +22740 x6)3x636 x 84000 x(84000 + 97300 x 6)+97300 2 x 62=0.00138 rad（4）求桩身内力及侧向应力侧向应力： f =（儿一$）0（4 + "»）=（4.069-y）（84000-97300y）*0.00138= -134.3/+430.4y +471.7滑动面以下深度y处桩截面的弯矩和剪力，取y处上部为分离体，由tM=0及EX=0求得: 当时：0 = Q - + 4巧©（2儿-y）-j巧戶0）'。一2y）ZoV- >2 1 -6= 2740-x 84000x 3xO.OO138x yx(2x 4.069 - y)-23x97300x0.00138y2(3x4.069-2y)(2 =2740-1415y-645.7y+134.3y3My = M° + Qoy- BpA(py2 (3 儿巧，如(2 儿-y)oIzMy =12056+2740y-丄 x 3 x 84000x 0.00138x y3 x 4.069 - y)-6右X 3 X 97300X 0.0013 8/ (2 x 4.069-y)M、= 12056+ 2740y- 707.5y2 - 215.2y + 33.6/当怜时:Bpm(py2(3y0 - 2y) - i BpA<py +1 BpA(py - y0 )2ozz2 = 27401x3x97300x0.00138于(3x4.0692 刃丄 x3x84000x0.00138x 4.0696 2|x3x 84000x 0.00138x(y-4.069)g =2740-1415-645.7/ +1343/My =+ Qy -： BpAcpy： (3y -儿)+ ： BpA<p(y-儿)'一吉Bpm(py5 (2儿一刃oo12A/严 12056+2740y 1 x 3 x 84000x 0.0013 8x 4.0692 x (3y -4.069) +y 61X 3 X 84000X 0.0013 8x (y - 4.069)3 - x 3 x 973 OOx 0.0013 8y3 (2 x 4.069 -y)6 12Mx = 12056+ 2740y- 707.5/ 一 2152)卩 + 33.6/计算结果见卞图：侧应力为0的一点即为剪力最人点，求得当埋深：v=4.068131m时q=0所以最人剪力为gmax=-4659.6267KN剪力为0的一点即为弯矩最人点，求得当埋深：y=1.3m时2 =0所以最人弯矩为max=14045.49556KNm（三）抗滑桩结构设计抗滑桩受滑坡推力和锚固地层抗力作用，在荷载作用卞产生弯曲转动，为了防止桩体由 于荷载作用而产生过人变形与破坏，桩身需要配纵向受力钢筋以抵消弯矩，配置箍筋以抵 抗剪力。桩身结构设计计算参考混凝土结构设计规范（GB50010-2002）,按受弯构件考 虑。1）桩身截面配置纵向受力钢筋（控制截面受弯）根据前述抗滑桩内力计算结果，取控制截面所受弯矩进行计算。按混凝土结构正截面受弯承载力计算模式，计算受力钢筋，计算可按单筋截面考虑，经简化 的计算如图抗滑桩总长为14.8m,计算可按三个控制截面考虑配筋。控制截面I - I取桩身最人弯矩截 面，若结构重要系数取1. 0,则控制截面【- I处的设计弯矩为14045. 5KN.混凝土保护层厚度取80阿，若为单排布，则桩截面有效高度/?0 « 2900mmo由力的平衡条件得«i/A=ZvA由力矩平衡条件得联立上述两式求解，得fy（九_扌）式中，X为截面受压区高度，可按下式求得a&bh。土 J ajfjbhj- 2/甌式中，M为设计弯矩（KN.m）： As为受拉钢筋截面枳；为混凝土受压区等效矩形应力图系数，当混凝土强度等级不高于C50时，4取1.0： /为混凝土轴心抗压强度设计值（KPa）； 人为钢筋的抗力强度设计值（KPa）;b为桩截面宽度（m）;%为截面有效高度（m）； a为受拉 钢筋的混凝土保护层厚度（m）。A.计算【- I截面受力钢筋截面积混凝土受压区高度a£bh。±晶汀：庁氐一2"皿X 1.0xll.9x2000 x2900 ± J1.L 乂119臥 2000, x2900,2x11.9 x 2000 xl4045 rxlOx =11.9x200069020000± 63993707.5238004412.86“211.18/77W7取x的值为211.18nuiiI -I截面受力钢筋截面积14045.5x1()6911 1 R300x(2900=16754/zz/w2选用21根32mm的HRB335钢筋截面面积为As二16888. 2 mm2满足要求，可采取3根一束共7束布置于受拉侧。2）桩身截面配置箍筋（控制截面受剪）抗滑桩桩身除承受弯矩以外，还承受着剪应力。因此在 设计计算时，必须进行剪应力的检算。为了施工方便，桩身 不宜设斜筋，斜面上的剪应力由混凝土和箍筋承受。桩身剪Nru(7、0ru6力极值有位于滑面处的2740KN和位于滑面一下4lm处的4560KN,同样，结构重要系数 取1.0,则设计剪力按4560KN考虑。先对是否配箍筋抵抗弯矩进行验算：0.7 ffbhQ = 0.7xl.27x 2000 x 2900 = 5156200 N = 556.2KN < 4560 KN可见，设计剪力小于混凝土提供的抗剪能力，只需要配置构造箍筋即可，取4<P16mm400 上述计算出的纵向受力钢筋布置于截面受拉侧，即抗滑桩的内侧。受压侧布置构造钢筋以 形成骨架，此处选7根HPB235级e26mm,另外，各选7根HRB335级26mm布置于抗滑桩 的两侧边，见右图。（四）单桩工作量的计算挖土量:1. 14X2X3=6. 841113挖石量：6X2X3=36 11?混凝土用量:14. 8X2X3=88. 8 ill3纵筋受拉用屋：21根HRB335 32mm作为纵筋21X14.8=310. 8m纵向构造钢筋用屋：17根HRB335 a)26mm作为构造纵筋17X14. 8=251. 6m箍筋用量：箍筋采用四支箍，箍筋采用HPB23516mm作为箍筋箍筋的间距为400mm14.8十0.4X2X2X (2F3X (3-0. 16) + (2-0. 16) +2X 10X0. 026) =62. 949m填土量：5X208. 17=1040. 8511?方案比选挡土墙是根据挡土墙的自重用于抵抗滑坡的剩余下滑力，在施工之前做好挡土墙然后再进行 工程填土。但因依靠墙体自重所需材料增多并要从其他地方运输到施工场地施工费用增加。 场地处于不平坦的山坡地区没有较为宽广的场地进行堆放建筑材料影响施工进度。但挡土墙 的施工工艺简单挡土效果明显。抗滑桩用钢筋抵抗弯矩，全部根据抵抗滑坡最人弯矩进行设计存在极人的材料浪费，偏于保 守。抗滑桩的钢筋全部为通长配筋，钢筋的单根长度为1伽需要较人的施工场地进行钢筋的 绑扎成型。在施工的过程中会出现人型施工机具，场地的不平整给施工带来一定的施工困难。 综上各种情况建议选用抗滑桩进行施工。