重力挡土墙初步设计探讨

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重力挡土墙初步设计探讨

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 1672 0


1、基本概况

  根据挡土墙上方要堆沙石料的情况,挡土墙初步设计高度5米,底宽2.5米,底部设1.5米齿坎加强整体抗滑性,M5水泥砂浆砌筑。

  2、剖面设计

  挡土墙断面设计中,在计算原则上假定了如下条件,并确定以下计算参数:

  (1)墙后填料用土方也可能碎石回填,其力学指标取内摩擦角ψ=35°,容量γ=180kN/m3;

  (2)因无地下水影响,且墙体考虑设多层排水孔,故不考虑墙背有水情况;

  (3)滑动时摩擦系数f值取:混凝土与片石圬工之间取f=0.65;

  (4)墙背填土上活荷载按30米段1000立方砂料考虑,不考虑抗震计算。

  (5)浆砌石容重取γ=22kN/m3。

  在断面尺寸及型式上,考虑了为墙面直立及美观,墙背仰斜的一般重力式断面;其断面尺寸分别如图纸所示。

  土压力计算公式以采用库伦理论公式较为适宜。对于墙背填土表面水平且有活载情况,库伦土压力计算公式为:

  E=(Atgθ-B)cos(θ+θ1)/sin(θ+θ2)(1)

  式中:A=γH(H+2h0)/2

  B=(Ch0-H(H+αho)tgα/2)γ

  θ1=ψ

  θ2=α+δ+ψ

  γ--填料容重;

  H--墙高;

  h0--墙背填土表面活载折算土柱高度,

  h0=q/γ土;

  θ--破裂面与垂直线夹角;

  ψ--填料内摩擦角;

  α--墙背与垂直面夹角;

  δ--墙背与墙后填料摩擦角,取δ=ψ/2;

  C--墙背顶点至墙背填土表面活载分布边缘的

复合土工膜是在薄膜的一侧或两侧经过烘箱远红外加热,把土工布和土工膜经导辊压到一起形成复合土工膜。随着生产工艺的提高,还有一种流延法做复合土工膜的工艺。其形式有一布一膜、二布一膜、两膜一布等。土工布作为土工膜的保护层,使保护防渗层不受损坏。为减少紫外线照射,增加抗老化性能,最好采用埋入法铺设。施工中,首先要用料径较小的砂土或粘土找平基面,然后再铺设土工膜。土工膜不要绷得太紧,两端埋入土体部分呈波纹状,最后在所铺的土工膜上用细砂或粘土铺一层10cm左右过渡层。砌上20-30cm块石(或砼预制块)作防冲保护层。施工时,应尽力避免石块直接砸在土工膜上,最好是边铺膜边进行保护层的施工。复合土工膜与周边结构物连接应采用膨胀螺栓和钢板压条锚固,连接部位要涂刷乳化沥青(厚2mm)粘接,以防该处发生渗漏。

距离。

  由于墙后存在一个稳定陡坡,致使填土体内的破裂面受到限制,计算以墙背最低角点与陡坡顶点连线作为破裂面,所示,由此可预先确定破裂角θ。

  将已知数值代入公式(1),即可求得土压力E值,E值分解成水平及垂直土压力,计算公式分别是:

  Ex=Ecos(δ+α)Ey=Esin(δ+α)

  根据计算假定及计算原则对挡土墙进行滑动稳定及倾覆稳定计算,滑动稳定安全系数按下式计算:

  Kc=(W+Ey)f/Ex≥1.30(2)

  式中:Kc--滑动稳定系数;

  W--墙重,kN;

  Ey--主动土压力垂直向分力,kN;

  Ex--主动土压力水平向分力,kN;

  f--基底摩擦系数。

  倾覆稳定系数按下式计算:

  Ko=∑My/∑Mo=(W*Zw+Ey*Zy)/(Ex*Zx)≥1.50(3)

  式中:Ko--倾覆稳定系数;

  ∑My--稳定力矩,kN·m;

  ∑Mo--倾覆力矩,kN·m;

  Zw--W之力臂,m;

  Zx--Ex之力臂,m;

  Zy--Ey之力臂,m;

  其它符号的意义同前。

  挡土墙基底应力计算按下式进行:

  σ1,2=(W+Ey)×(1+6e/B)/B≤〔σ〕(4)

  式中:e=B/2-C=B/2-(∑My-∑Mo)/(W+Ey)≤B/6

  〔σ〕--地基允许承载力,参考值〔σ〕=5MPa。

  计算基底应力时,考虑到结构物的高度和重要性,不允许基底出现拉应力,即要求σ1,2≥0.稳定及应力计算成果为:Kc=2.35,Ko=1.85,σ1=2.5Pa,σ2=0.537MPa,计算结果表明,原拟定的断面尺寸满足要求。


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