3.计算过程:
1)根据边界条件,计算破裂棱体(包括棱体上的荷载)的重量G; 2)从力三角形求Ex方程式;
3)求Ex的最大值及相应的破裂角αi 和θi; 4)求主动土压力Ea的作用点。 四、折线形墙背土压力
衡重式挡土墙:上墙、下墙 上墙:同前
下墙土压力计算方法:延长墙背法、力多边形法 五、粘性土土压力计算 1.等效内摩擦角法
将内摩擦角φ与单位粘聚力c,换算成较实有φ 值为大的“等效内摩擦角” φD,按砂性土的公式计算土压力。
换算原则:土的抗剪强度相等或土压力相等。
方法:把粘性土的内摩擦角值增大5°~10°或采用等效内摩擦角φD为30°~35°。
2.力多边形法(数解法) 六、不同土层的土压力计算
首先求得上一土层的土压力及其作用点高度。
并近似地假定:上下两土层层面平行;计算下一土层时,将上一土层视为均布荷载,按地面为一平面时的库伦公式计算,然后截取下一土层的土压应力图形为其土压力。 七、有限范围填土的土压力计算
注意:挡土墙在陡坡的半路堤上,或者山坡土体有倾向路基的层面,则墙后存在着已知或潜在滑动面,当其倾角陡于由计算求得的破裂面的倾角时,墙后填料将沿着陡破面(或滑动面)下滑,而不是沿着计算破裂面下滑。 §6-3 挡土墙设计 一、挡土墙的布置
挡土墙的布置:路基横断面图和墙趾纵断面图 1.位置的选定 2.纵向布置:
(1)挡土墙的起迄点、墙长和衔接方式。 (2)伸缩缝与沉降缝的位置。 (3基础。
(4)泄水孔的位置(数量、间隔和尺寸)。 3.横向布置
墙高最大处、墙身断面或基础形式有变异处,以及其它必须桩号处的横断图上进行。 4.平面布置
个别复杂的挡土墙,作平面布置,绘制平面图。 二、挡土墙的构造
常用的重力式挡土墙:墙身、基础、排水设施和伸缩缝等部分组成。 1.墙身构造 1)墙背
重力式挡土墙的墙背:仰斜、垂直、俯斜、凸形折线和衡重式等型式。 2)墙面
墙面一般为平面,其坡度应与墙背坡度相协调。 3)墙顶
墙顶最小宽度,浆砌挡土墙不小于50cm,干砌不小于60cm。 4)护栏
在地形险峻地段,或过高过长的路肩墙的墙顶应设置护栏。 2.基础 1)基础类型
扩大基础:台阶高度按加宽部分的抗剪、抗弯拉和基础材料的刚性角的要求确定。 钢筋混凝土底板:厚度由剪力和主拉应力控制。
换填:扩散基底压应力,使之均匀地传递到下卧软弱土层中。 台阶基础:减少基坑开挖和节省圬工。 2)基础埋置深度(土质地基):
(1)无冲刷时,应在天然地面以下至少1m; (2)有冲刷时,应在冲刷线以下至少1m;
(3)受冻胀影响时,应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时,采用1.25m,但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎砾石垫层,垫层底面应位于冻结线以下不少于0.25m。 3.排水设施
设置墙身泄水孔,排除墙后水。 干砌挡土墙不设泄水孔。
汇水孔的尺寸:5cm×10cm、 10cm × 10cm 、15cm×20cm的方孔 直径为5-10cm的圆孔
孔眼间距:2-3m,(浸水挡土墙孔眼间距一般1.0-1.5m),孔眼上下错开布置。 4.沉降缝与伸缩缝 1)目的:
为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,需根据地质条件的变异和墙高、墙身断面的变化情况设置沉降缝。
为了防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝,应设置伸缩缝。 2)布设:
沉降缝与伸缩缝合并设置,每隔10-15m设置一道;
缝宽2-3cm,缝内用胶泥填塞,沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料,填深不宜小于0.15m;
当墙后为岩石路堑或填石路堤时,可设置空缝。
干砌挡土墙,缝的两侧应选用平整石料砌筑,使成垂直通缝。 三、挡土墙的荷载的计算方法 1.挡土墙的荷载
荷载种类:恒载、可变荷载、温度或施工荷载。 荷载组合:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 2.挡土墙的设计原则
按 “分项安全系数极限状态”法进行。
挡土墙设计分承载力极限状态和正常使用极限状态。 四、挡土墙稳定性验算 1.抗滑稳定性验算
基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力。 2.抗倾覆稳定性验算
抵抗墙趾向外转动倾覆的能力。 五、基底应力及合力偏心距 1.基础底面的压应力: 1)轴心作用:
P=N/A 2)偏心作用: e=B/2-ZN 当e≤B/6:
当e>B/6:不考虑地基拉应力,应力重新分布。并且总应力的作用线通过应力图的重心。
2.基底合力偏心距 3.地基承载力抗力 轴心作用:p≤f 偏心作用:p≤1.2f 六、墙身截面强度验算
控制断面:墙身底部、墙高、上下墙交界处 1.强度计算 2.稳定计算 3.当
虑利用弯曲极限强度RWL进行验算或确定截面尺寸。
式中:W—截面系数(m3)。
当挡土墙长度取1延米为计算单位;A=1×B,则上式为:
4.正截面直接受剪时验算
七、增加挡土墙稳定性的措施 1.增加抗滑稳定性的方法 设置倾斜基底、采用凸榫基础 2.增加抗倾覆稳定性的方法
展宽墙趾、改变墙身断面类型、改变墙面及墙背坡度
超过容许偏心距规定时,还可以考