悬臂式挡土墙设计.docx
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悬臂式挡土墙设计
悬臂式挡土墙设计
LT
悬臂式挡土墙工程实例
——成都市三环路与铁路立交工程
设计路段为K23+385.728—K23+486.726右幅快车道;
已知,填方最大高度5米,地基承载力设计值[σ]=150kpa,墙身设计高度H=4m;填土标准重度γ=18KN/m3,填土表面均布荷载q=10KN/m2,
填土内摩擦角Φ=35。
底板与地基摩擦系数f=0.3,墙身采用C20混凝土,HRB335钢筋。
一、截面选择
选择悬臂式挡土墙。
尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定,如图所示
根据规范要求H1=
H=400mm,H2=H-H1=3600mm,H0=810mm,b=250mm,
B=0.8H=3200mm;
地面活荷载q的作用,采用换算立柱高:
B3的初步估算:
B1=B-B3-B2=3200-2230-470=500mm
二、荷载计算
1.土压力计算
由于地面水平,墙背竖直且光滑,土压力计算选用朗金理论公式计算:
地面处水平压力:
σA=γH。
*Ka=18⨯
⨯0.271=2.71kpa
悬臂底B点水平压力:
σB=γ(H。
+H2)Ka=18⨯(
+3.6)⨯0.271=20.27kpa
故稳定
五、地基承载力验算
地基承载力采用设计荷载,分项系数:
地面活荷载r1=1.30;土荷
载r2=1.20;自重r3=1.20。
基础底面偏心距e0,先计算总竖向力
到墙趾的距离:
MH=1.3Ea1*Za1+1.Ea3*Za3=1.3⨯9.76⨯2.2+1.2⨯39.02⨯1.333
e0=90.33KN/m
Gk=1.2⨯(39.69+32+18⨯3.6⨯2.23⨯2.085)
=288.42KN/m
Mv=1.2⨯(39.69⨯0.7844+32⨯1.6+18⨯3.6⨯2.23⨯2.085)+1.3⨯
(10⨯2.23⨯2.085)
=520.79KN*m/m
偏心距e=
=1.49m
=
-e=
-1.49=0.11m<
=0.53m
地基压力
σmax=
=
⨯(1+6⨯
)=108.72kpa
σmin=
=
⨯(1-6⨯
)=71.54kpa
σmax=108.72<[σ]=150kpa
故地基承载力满足要求.
六、结构设计
立臂与底板均采用C20混凝土和HRB335级钢筋,
查表得fcd=9.2Mpa,ftd=1.06Mpa,ftk=1.54Mpa,
Ec=2.55⨯104Mpa,fsd=280Mpa,f1sd=280Mpa,Es=2×105Mpa
(1)立臂设计底截面设计弯矩
M=1.3⨯9.76⨯
+1.2⨯31.61⨯
=68.36KN*m/m
标准弯矩
Mk=9.76⨯
+31.61⨯
=55.50KN*m/m
有效高度
h0=250-30=220mm
由fcd*b*X=fsd*As得
X=
=0.03As
其中混凝土保护层厚度C=30mm
M=fsd*As*(250-30-
)
代入化简得:
0.0152A2s-220As+244143=0
即As=13257mm2(舍),As=1217mm2
取φ16@165钢筋,As=1219mm2
裂缝验算
=
最大裂缝宽度
不满足,改用φ16@125钢筋,As=1609mm2
故裂缝宽度满足要求
墙踵板根部D点设计弯矩:
墙趾板根部B点设计弯矩:
标准弯矩计算,由前面计算可知,标准荷载作用时:
此时地基压力:
墙踵板强度设计:
混凝土保护层厚度C=30mm,有效高度h0=400-30=370mm,b=1000mm
同理受压区高度X=0.03As
=fsd*As*(370-
)
代入化简得:
0.015A2s-370As+200536=0
解得As=24100mm2(舍),As=567mm2
取φ12@140钢筋,As=808mm2
裂缝验算:
最大裂缝宽度
取φ12@130钢筋,As=870mm2
满足要求
根据构造要求,底板墙趾的配筋与墙踵一致。
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