A- 挖方挡土墙 设计墙高为4.8m,顶宽1.2m的挡墙。 挡土墙的基本尺寸及截面设计见附图 9.1挡土墙的自重及重心计算
取单位长度1m,挡土墙分三部分,截面各部分对应的墙体重为:
Gr1.24.81132.48kN
11Gr1.50.5117.25kN
21Gr1.50.29/25.00kN
31 截面各部分的重心至墙趾的距离:
ZZZ1230.30.50.25(4.80.251.2)/21.625m0.50.25/21.5/20.81m(1.81.43)/30.98m
单位墙长的自重重力为:
GGGG0123154.73kN
全截面重心至墙趾的距离:
Z0(Z1Z2Z3)/G0(1.525132.480.8117.250.985)/154.731.51m9.2后踵点截面处,墙后填土和车辆荷载引起的主动土压力计算。
当墙身高为4.8m时,附加荷载标准值为:
q=16.5kkNm3
换算成均布土层厚度为:h0因基
算墙后填土和车辆荷载引起的主动土压力,计算如下图
按细则(P122),列土压力计算公式,计算结果如下:
14°
qr16.50.92m 1835°-14°+0.5×35°=38.5° A2dh0/(H(H2h0))tan
因为d=0,所以A=-tan=0.25
tantan(cottan)(tanA)
tantan38.5(cot35tan38.5)(tan38.50.25)0.7135.37
KK1acos()(tantan)/sin()
cos(35.3735)(tan35.370.25)/sin(35.3738.5)0.161
ahd/(tantan)0
墙顶至踵点(B)的墙背高度为:H=5.09m
K112h0/(H(1h1/H))120.92/5.091.36
后踵点土压力为:
EKaK1H/2180.1611.365.09/251.06kN22
单位墙长上土压力的水平分量:
ExEcos()151.05cos(1417.5)50.95kN
单位墙长上土压力竖向分量:
EyEsin()51.06sin(1417.5)3.12kN
土压力水平分量的作用点至墙趾的距离:
ZyH/3h0/(3K1)H5.09/30.92/(31.36)0.291.63m
土压力竖向分量的作用点至墙趾的距离:
Z(Zx4y)tan1.43(1.630.29)tan141.91m
9.3,按基础埋深宽,深作修正的地基承载力特征值f·a
埋深h=1.5m1m,符合基础最小埋深的规定。
埋深小于3m,且基础宽度小于2m,所以修正后的地基承载力等于原有的fa。
按细则(P26)当采用荷载组合Ⅱ,地基承载力提高系数K=1.0,所以fa=800(kPa)
9.4基底合力的偏心距检验
按细则,作用于基底形心处的弯矩:
MkG0(Z0B4/2)Ey(ZxB4/2)Ex(ZyH/2)154.73(1.511.43/2)3.12(1.911.43/2)50.95(1.630.29/2)36.3kN作用于倾斜基底的垂直力:
Nk(G0Ey)cos0Exsin0(154.733.12)cos1150.95sin11 1.67kN倾斜基底合力偏心距为:
e0MNkk36.31.430.220.24 1.676偏心距符合细则(P23)。 9.5,地基承载力验算
ppmaxNBNBk(16e0/B41)1.67/1.46(160.22/1.46)214.76kPa (16e0/B41)1.67/1.46(160.22/1.46)10.82kPa
41mink41基底最大压应力与地基承载力特征值比较:
pmax214.76kPa800kPa
9.6挡土墙及基础沿基底平面、墙踵处地基稳定时,荷载效应应按
承载力极限状态下的作用效应组合。 9.61沿基底平面滑动的稳定性验算 不计被动土压力Ep0,计入护栏荷载。 ⅰ滑动稳定方程 应符合:
1.1G(1.1GQ1(EyExtan0)y0Q1x1Q1E)tanE0
1.1154.731.4(3.1250.95tan11)0.4(1.1154.731.43.12))tan111.450.9537.980
符合沿基底倾斜平面滑动稳定方程的规定。 ⅱ抗滑稳定系数
NG0Ey154.733.12157.85kN Kc(NExtan0)ExNtan01(157.8550.95tan11)0.43.31
50.95157.85tan11Kc1.3符合细则要求。
9.62 沿过墙踵点水平面稳定性验算
计入倾斜基底与水平滑动面之间的土楔的重力N,砂性土c=0。
N2B2sin0cos01921.43sin11cos113.kN 2ⅰ滑动稳定性方程
1.1G0EyQ1nQ1Ex应符合:(1.1(154.733.)1.43.)0.71.450.9554.180
ntantan350.7计算结果符合滑动稳定方程的规定。 ⅱ抗滑稳定性系数
Kc(NN)nE(154.733.)0.72.171.3
51.06符合细则抗滑稳定系数要求。
9.7 挡土墙绕墙趾点的倾覆稳定验算,不计墙前土压力 ⅰ倾覆稳定性方程
0.8GZ0(EyZxExZy)0Q1应符合:0.8154.731.511.4(3.121.9150.951.63)
78.990计算结果符合倾覆稳定方程的要求。 ⅱ抗倾覆稳定系数
K0GZ0EyZxEZxy154.731.513.121.912.1.5
50.951.63查细则(P28),符合抗倾覆稳定系数。
9.8挡土墙墙身正截面强度和稳定验算取顶面截面为验算截面。 9.81基顶截面土压力计算,由墙踵点土压力的计算结果:Ka0.161
h00.92m
基顶截面宽度:BsB21.2m 基顶截面处的计算墙高为:H=4.8m。 按K112h0/H120.92/4.81.38 基顶处的土压力:
EKaK1H/2180.1611.384.8/246.07kN22
单位墙长上土压力的水平分量:
ExEcos()146.07cos(1417.5)45.98kN
单位墙长上土压力竖向分量:
EyEsin()46.07sin(1417.5)2.81kN
土压力水平分量的作用点至墙趾的距离:
ZyH/3h0/(3K1)4.8/30.92/(31.38)1.82m
土压力竖向分量的作用点至墙趾的距离:
ZZx4ytan1.21.82tan141.65m
ⅱ基顶截面偏心距验算BsB21.2m,取单位长度,基顶截面墙身自重NsG1132.48kN
墙身重心至验算截面前缘力劈长度:
ZNs(sH1tan0)/2(1.24.8tan14)/21.20m
Ey2.81kN
Q1取荷载分布系数G1.2,Q11.4,截面形心上的竖向力组合设计值为:
NNNdZCGGQ1Q11.01.2132.481.42.81162.91kN
基底截面形心处,土压力作用的力矩:
BsMGNsZs2132.481.201.2/279.49kN
基底截面形心处,土压力作用的力矩:
BsMEEyZx2ExZy2.811.651.2/245.981.8280.73kN
查细则取G0.9,Q11.4。取综合效应组合系数ZG1.0,并细则(P16),取荷载分项系数G1.2,Q11.4,截面形心上的竖向力组合设计值为:
MdZC(GMGQ1ME)0.979.491.4(80.73)41.48kNm
查细则(P34)得合力偏心距容许限值为:
e00.25Bs0.251.20.3m
截面上的轴向力合力偏心距:e0符合偏心距要求。 ⅲ截面承载力验算
MNdd41.480.250.3m 162.91由前面计算的得:作用于截面竖向力组合设计值:Nd162.91kN,查细则(P10),本结构的重要性系数:01.0,查细则(P35)得长细比修正系数:1.3查细则(P34)公式,计算构件的长细比:
s2HBs21.34.810.4 1.20ss0.002,eB0.25/1.20.208
由以下公式得构件轴向力的偏心距e0和长细比s对受压构件承载力
的
8影响系数:
e01256Bse0112Bsk21ss1s3116e0Bs22
12560.2081120.20828110.00210.410.431160.20820.52A1.0Bs1.01.21.2m
查资料的
fcd800kN/m
cd2墙身受压构件抗力效应设计值:kf1.20.52800499.2kN
因为0Nd162.91kN499.2kN,所以截面尺寸符合要求。 ⅳ正截面直接受剪验算 按要求:0VdAfvdNGd
计算截面上的剪力组合设计值:VdQ1Ex1.445.98.372kN
NGdZCfvdGNNGQ122Q11.00.9132.4812.81122.04kN
由资料知
120kN/m
又:A1.0Bs1.2m 可计算得到轴压比为:NGd查(P36)得:0.16
AfvdfcdA122.048001.20.127
NGd1.21200.16122.04163.53kN.372kN
符合正截面直接受剪验算要求。