加筋挡土墙设计说明

加筋土挡土墙设计说明

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目 录

第1章 设计资料 ................................................................................................................. 1 第2章 筋带受力计算 ......................................................................................................... 1 第3章 内部稳定性验算 ..................................................................................................... 3 第4章 外部稳定验算 ......................................................................................................... 5

加筋挡土墙设计说明

1.结构尺寸设计

设计各项计算资料汇列如下：

(1)挡土墙不受浸水影响，墙高H=10m，顶部填土0.6m，基础埋深2m； (2)路基宽24.5m，路面宽18m； (3)荷载标准：公路一级；

(4)面板规格：1.5m0.8m，十字形混凝土板，板厚20cm ，混凝土强度等级C20。 (5)筋带采用聚丙烯土工带，带宽为18mm，厚2.0mm，容许拉应力[]50MPa，摩擦系数f=0.4；

(6)筋带节点间距：Sx0.42m,Sy0.4m；

(7)填料：砂性土，重度20kN/m3，内摩擦角32，粘聚力c0kPa；

(8)地基：砂性土，重度20kN/m3，内摩擦角32，粘聚力c0kPa，地基承载力标准值

fa600kPa；

(9)墙体采用矩形断面，加筋体宽为10.0m；

(10)墙顶填料与加筋土填料相同，横坡为6%，摩阻系数为0.36。

2.筋带受力计算

(1)计算加筋体上填土重力换算为等代均布土层厚度h1：

已知H10m,a0.5m,m1.5m,H0.6m，等代均布土层厚度计算如下：

'h11H1(a)(50.5)3mH'0.6m，故取h1H'0.6m。 m21.5（2）计算车辆荷载换算成等代均布土层h0：

3墙高H10m时，q10kN/m。则h0q/10/200.5m，h2h1h01.1m。

(3)筋带受拉计算：

筋带受拉拉力包括三个部分：车辆荷载，墙顶路堤填土和墙后填料引起的筋带拉力。其中：

静止土压力系数： ko1sin1sin320.470；

2主动土压力系数： katan(4532/2)0.307；

当h6m时，kko(1HH)ka；当h6m时，kka；bc=0.9m。 66

ai1h0Lc TiKi(1h12h2ai)SxSy LciσLci(m) Lc(m) γ1hi(kpa) γ2h2(kpa) Sx(m) ai(kpa) 4 12 20 28 36 44 52 60 68 76 84 92 100 108 116 124 132 140 148 156 164 172 180 188 196

筋带编hi(m) ki 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Sy(m) Ti(KN) 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 2.80 3.29 3.78 4.24 4.67 5.06 5.42 5.75 6.05 6.31 6.54 6.73 6.89 7.02 7.12 7.97 8.37 8.78 9.19 9.60 10.01 10.42 10.83 11.24 11.65 0.2 0.47 25.8 24.5 9.50 0.6 0.45 26.25 24.5 9.33 1 0.44 26.45 24.5 9.26 1.4 0.43 26.65 24.5 9.19 1.8 0.41 26.85 24.5 9.12 2.2 0.40 27.05 24.5 9.06 2.6 0.39 27.25 24.5 8.99 3 0.38 27.45 24.5 8.93 3.4 0.36 27.65 24.5 8.86 3.8 0.35 27.85 24.5 8.80 4.2 0.34 28.05 24.5 8.73 4.6 0.33 28.25 24.5 8.67 5 0.31 28.45 24.5 8.61 5.4 0.30 28.65 24.5 8.55 5.8 0.29 28.85 24.5 8.49 6.2 0.31 29.05 24.5 8.43 6.6 0.31 29.25 24.5 8.38 7 0.31 29.45 24.5 8.32 7.4 0.31 29.65 24.5 8.26 7.8 0.31 29.85 24.5 8.21 8.2 0.31 30.05 24.5 8.15 8.6 0.31 30.25 24.5 8.10 9 0.31 30.45 24.5 8.05 9.4 0.31 30.65 24.5 7.99 9.8 0.31 30.85 24.5 7.94 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 3.内部稳定性验算

(1)已知筋带断裂强度标准值fk150MPa，抗拉容许应力50MPa，拉筋容许应力提高系数k1，筋带厚度为2mm，利用容许应力法计算结果见下表：

筋带编号 Ti(KN) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2.80 3.29 3.78 4.24 4.67 5.06 5.42 5.75 6.05 6.31 6.54 6.73 6.89 7.02 7.12 7.97 8.37 8.78 9.19 9.60 需要筋带面积选取根数 安全系数 mm2 56.00 65.80 75.60 84.80 93.40 101.20 108.40 115.00 121.00 126.20 130.80 134.60 137.80 140.40 142.40 159.40 167.40 175.60 183.80 192.00 3 3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 7 7 7 7 7 8 8 10 10 10 1.93 1.64 2.38 2.12 1.93 1.78 1.66 1.57 1.49 1.43 1.38 1.34 1.31 1.28 1.26 1.58 1.51 1.44 1.37 1.31 1.44 1.38 1.66 1.60 1.55 10.01 200.20 10.42 208.40 10.83 216.60 11.24 224.80 11.65 233.00 (2)筋带长度计算

计算各层筋带在活动区、锚固区的长度及总长。设计中加筋体为矩形断面，各层筋带长度均为8m。

简化破裂面的垂直部分距面板背部的水平距离为：bH0.3H3m 简化破裂面下段高度：H2bHtan(45

32)31.8045.412m 2简化破裂面上段高度：H1HH2105.4124.588m (3)抗拔稳定性

填料与筋带间似摩阻系数取0.4，抗拔力调节系数查表得Ri1.4。筋带长度由公式

LiLfiLai计算而得。活动区的筋带长度可按下图所示公式计算：

筋带锚固力：Tpi2f'ibiLi 抗拔稳定性系数KTpi/RiTi

筋带编Lfi(竖直压力σ抗拔稳定系hi(m) Ti(KN) Lai(m) bi(mm） 锚固力Tpi(KN) 号 m) （Kpa) 数Ki 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0.2 0.6 1 1.4 1.8 2.2 2.6 3 3.4 3.8 4.2 4.6 5 5.4 5.8 6.2 6.6 7 7.4 7.8 2.80 3 3.29 3 3.78 3 4.24 3 4.67 3 5.06 3 5.42 3 5.75 3 6.05 3 6.31 3 6.54 3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 35.50 43.33 51.26 59.19 67.12 75.06 82.99 90.93 98.86 106.80 114.73 54 54 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 126 126 126 126 126 144 144 180 180 180 7.67 9.36 18.45 21.31 24.16 27.02 29.88 32.73 35.59 38.45 41.30 45.29 50.22 55.40 60.82 93.07 101.34 109.95 118.90 128.19 157.52 168.92 225.88 241.11 256.82 1.96 2.03 3.49 3.59 3.70 3.81 3.94 4.07 4.20 4.35 4.51 4.81 5.21 5.64 6.10 8.34 8.65 8.94 9.24 9.54 11.24 11.58 14.90 15.32 15.75 6.73 2.87 5.13 122.67 6.89 2.66 5.34 130.61 7.02 2.45 5.55 138.55 7.12 2.23 5.77 146.49 7.97 2.02 5.98 154.43 8.37 1.81 6.19 162.38 8.78 1.60 6.40 170.32 9.19 1.38 6.62 178.26 9.60 1.17 6.83 186.21 8.2 10.01 0.96 7.04 194.15 8.6 10.42 0.74 7.26 202.10 9 10.83 0.53 7.47 210.05 9.4 11.24 0.32 7.68 217.99 9.8 11.65 0.11 7.89 225.94

179.73 2099.36 墙高10m12m，故取分项系数为1，计算全墙抗拔稳定性系数

K2099.36/1.582，满足对抗拔稳定性的要求。

179.733.外部稳定验算

(1)基底底面地基应力验算

规范规定，外部稳定验算时的L0的取值及等代土层厚度h布置范围均为路基全宽度。 挡土墙横断面如下图：

基础底面上垂直力N计算：

G10.50.60.9205.4kN/m G21.1(81.4)20145.2kN/m

G3108201600kN/m 所以，NG1G2G31750.6kN/m

A.墙背AB上水平土压力Ea计算

32)6.760kPa 232路基底面B点处水平压力Pb20(1.110)tan2(45)68.211kPa

210所以，Ea(6.76068.211)374.855kN/m

2路基顶面A点出水平压力Pa201.1tan2(456.760105(68.2116.760)100.510236.366m 作用点距基顶y1374.855B.墙面的被动土压力Ep计算

32)130.184kPa 路基底面C点处水平压力Pc202tan(4522所以，Ep0.5130.1842130.184kPa C.各力对基底重心O点的力矩

MgG1l1G2l2G3l35.4(41.1)145.2(4.74)1600085.98kNmMa374.855(106.366)1362.223kNm Mp130.1840.6787.223kNm

所以，MMaMpMg1189.02kNm D.基底合力偏心距及地基应力计算

EM1189.02L0.68m1.33m N1750.66N6e1750.60.63Pmax6219.30kPaP350kPa

L888N6e1750.60.63Pmin6218.35kPa

LL88满足要求。

(2)基底滑移稳定验算

规范规定，当荷载组合Ⅱ时，要求的基底滑移稳定系数Kc1.3，取基底摩擦系数为

N1750.60.360.36，KcE244.6712.3971.3，基底滑移稳定性满足要求。

x(3)倾覆稳定性验算

A.各点对墙趾点的力矩计算

Mg5.41.1145.24.7160047088.38kNm

Ma374.855(106.366)1362.223kNm Mp130.1840.6787.223kNm

B.倾覆稳定方程

0.8Mg0.5Mp1.4Ma0.87088.380.587.2231.41366.2233801.60kNm0

C.倾覆稳定系数

K0

MgMpMa7088.3887.2235.27K01.3，故倾覆性满足要求。

1362.223