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    加筋擋土墻設計.doc 8頁

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    - PAGE 10 - 加筋擋土墻設計 擬在某黃土地區的二級公路上修建一座路堤式加筋擋土墻。據調查,擋土墻不受浸水影響,以確定擋土墻全長為60m,沉降縫間距采用20m,擋土墻高度12m,頂部填土0.6m,其計算斷面見圖1。 圖1 加筋土擋墻計算斷面 已知各項計算資料匯列如下: (1)路基寬度為12m,路面寬9m。 (2)活載標準為公路—Ⅱ級。 (3)面板為1m×0.8m十字型混凝土板,板厚20cm (4)筋帶采用聚丙烯土工帶,帶寬為18mm,厚1mm,容許拉應力50Mpa,似摩擦系數。 (5)筋帶節點的水平間距,垂直間距。 (6)填料為黃土,容重,內摩擦角,粘聚力,計算內摩擦角。 (7)地基為老黃土,容重,內摩擦角,粘聚力,地基容許承載力,基底摩擦系數。 (8)墻頂和墻后填料與加筋體填料相同。 試按荷載組合I進行結構計算。 計算如下: 1.計算加筋體上填土重力的等代土層厚度h2 由圖1可知,H=12m,bb=0.5m,m=1.5,H’=0.6m, 因為: 所以取h2= H’=0.6m 2.計算車輛等代土層厚度h0 (1)計算車輛荷載布置長度L 已知車輛荷載公路—Ⅱ級的前后軸距加一個車輪接地長度總和為L0=13m,得: 因L大于15m,取擴散長度L=15m。 (2)計算荷載布置寬度B0 根據規范要求,擋土墻在進行內部穩定計算時,應首先判斷活動區是否進入路基寬度,據此決定B0的取值。車輛荷載橫向布置圖見圖2,破裂面距加筋體頂部面板的水平距離為3.6m,已進入路基內2.2m,進入路面內0.7m,可布置一側 圖2 車輛荷載橫向布置圖見圖 重車車輪。 ①按活動區寬度布置汽車荷載求 由圖2知,,,L=15m,,得: ②按路基全寬布置汽車荷載求 因路面寬為9m,橫向可布置三輛重車,則 ,,L=15m,,得: ③按《公路路基設計規范》(JTJ 30—2004)的方法求 因墻高為12m,大于10m,所以取q=10kN/m2,得: 因>>,故取h0=0.5m,此時Lc=B0=12m,且沿全路基寬布置三行車隊。 3.筋帶所受拉力計算 參見圖3、4,計算列表進行。對于車輛荷載的擴散應力、擴散寬度、拉力Ti分別按以下公式計算: 圖3 內部穩定計算圖示 其中,;以第1層為例:hi=0.2m,, Lci=12.8m,,,Ti=2.11kPa,其它層依此類推。 4.筋帶斷面積計算 已知筋帶容許拉應力,筋帶厚度為1mm,查表得當荷載組合I時,筋帶容許拉應力提高系數K=1,由公式計算得筋帶斷面積,最后取為偶數條。 如第1層得斷面積為: 5.筋帶長度計算 圖4 荷載傳遞及影響范圍 根據以下公式計算各層筋帶一個節點處在活動區、錨固區的長度及該結點的總長。 ,, , 以第1層為例:hi=0.2m,Ti=2.11kPa,筋帶總寬度bi=0.072m,似摩擦系數, 抗拔安全系數(荷載組合I) 則筋帶總長為: L1= Loi + Lei =0.3×12+4.58=8.18m<0.7H=8.4m 初步取L1=0.7H=8.4m≈ 第30層筋帶總長為:L30=0.57<0.4H=4.8m,初步取L30=5m。 其余各層計算過程省略。 6.基底底面地基應力驗算 按規范規定,當對路堤式加筋擋土墻進行外部穩定性驗算時,B0的取值及等代土層厚度h0布置的范圍為路基全寬,加筋體上填土重力的影響按填土幾何尺寸計算。 經試算,加筋體底部寬度5m,難以滿足外部穩定性要求,因此取該加筋體為矩形斷面,及上下均為9m(調整后的抗拔穩定系數,此時Kf遠大于[Kf])。 地基應力驗算見圖5所示。 (1)基底面上的垂直力N 由圖5可得: (2)墻背AB上水平土壓力E 圖5 地基應力驗算 路基頂面A點的水平應力: 基底面B點水平應力: 所以, (3)求各力對基底重心O點的力矩 , , 所以, (4)地基應力計算 , 因,,所以,地基承載力滿足要求。 7.基底抗滑移穩定驗算 查表,荷載組合為I時,要求的基底滑移穩定系數[Kc]=1.3,又已知基底摩擦系數。 由前項計算得: 垂直合力 水平合力 由公式得: 所以,基底抗滑移穩定性滿足要求。 8.抗傾覆穩定驗算 見圖6,作用于墻體的力系與基底滑移驗算時相同。查表,荷載組合為I時,要求的抗傾覆穩定系數[K0]=1.5。 (1)求各力對墻趾O點的力矩 (2)由公式得: 圖6 抗傾覆穩定計算圖 所以,抗傾覆穩定性滿足要求。 9.整體滑動穩定驗算 見圖7,按以下公式驗算,由經驗得知,再采用圓弧滑動面假定時,最不利位置通常出現在圖7所示的XOY象限

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