1、 大围山至浏阳高速公路 K51+500K53+600 段路基路面综合设计 大围山至浏阳高速公路 K51+500K53+600 段路基路面综合设计 第三章 挡 土 墙 设 计 与 验 算3.1 设 计 资 料 3.1.1 墙 身 构 造本 设 计 任 务 段 中 K51+500K53+600 的 横 断 面 右 侧 坡 度 较 陡 ， 为 了减 少 填 方 量 ， 收 缩 边 坡 ， 增 强 路 基 的 稳 定 性 ， 拟 在 本 段 设 置 一 段 重 力 式 路堤 挡 土 墙 ， 其 尺 寸 见 挡 土 墙 设 计 图 。拟 采 用 浆 砌 片 石 仰 斜 式 路 堤 挡 土 墙 ， 墙 高
2、 H=7m， 墙 顶 填 土 高 度 为， 顶 宽 ， 底 宽 ， 墙 背 仰 斜 ,坡 度 (=-9)， 基 底 倾 斜 ， 坡 度4am23.5m为 ( =9)， 墙 身 分 段 长 度 为 10m。03.1.2 车 辆 荷 载根 据 路 基 设 计 规 范 (JTG 2004) ， 车 辆 荷 载 为 计 算 的 方 便 ， 可 简 化换 算 为 路 基 填 土 的 均 布 土 层 ， 并 采 用 全 断 面 布 载 。换 算 土 层 厚 013.75.8qh其 中 : 根 据 规 范 和 查 表 ./kNm 为 墙 后 填 土 容 重 3173.1.3 土 壤 地 质 情 况填 土 为
3、 高 液 限 红 粘 土 ， 土 的 粘 聚 力 ， 内 摩 擦 角 ， 墙9.8Ckpa=23背 与 填 土 间 的 摩 擦 角 ， 容 重 为=16316Nm高 液 限 红 粘 土 土 地 基 ， 容 许 承 载 力 为 ， 基 底 摩 擦 系 数k50取 0.4。3.1.4 墙 身 材 料采 用 7.5 号 砂 浆 ， 25 号 片 石 ,砌 体 容 重 为 ； 按 规 范 :砌 体324kNm容 许 压 应 力 为 ， 容 许 剪 应 力 为 ， 容 许 拉 应 力 为60akp10pa大围山至浏阳高速公路 K51+500K53+600 段路基路面综合设计 。60lkpa3.2 墙 背
4、 土 压 力 计 算对 于 墙 趾 前 土 体 的 被 动 土 压 力 ， 在 挡 土 墙 基 础 一 般 埋 深 的 情 况下 ， 考 虑 到 各 种 自 然 力 和 人 畜 活 动 的 作 用 ， 以 偏 于 安 全 ， 一 般 均 不 计 被 动土 压 力 ,只 计 算 主 动 土 压 力 。本 设 计 任 务 段 的 路 堤 挡 土 墙 ， 按 高 液 限 红 粘 土 的 公 式 来 计 算 土 压力 ； 边 坡 坡 度 为 其 计 算 如 下 ：5.1:图 3-1 挡土墙设计图3.2.1 破 裂 面 计 算假 设 破 裂 面 交 于 荷 载 中 部 ， 则 :大围山至浏阳高速公路 K
5、51+500K53+600 段路基路面综合设计 001(2)(47.8(47)63.9AaHha000 o11()-(2)tan2146.75.8-7(240.8)tan9.9BabdhHh0/0.8(1.6)0.384tgctgtgBA其中： 929a破裂角： 42.08o3.2.2 验算破裂面是否交于荷载内：破裂面至墙踵 ( +a) =(7+4)0.886=9.751mHtan荷载内缘至墙踵: 06.tan90.75.obd荷载外缘至墙踵: ta.128.45oB因为 5.550所 以 稳 定 性 满 足 要 求 。将 数 据 代 入 方 程 后 计 算 ， 满 足 要 求 。0()tan
6、XppCNEEK479.63(1.45)t9.4023an2.8.c其 中 ： 06.17.63yNGEkN 所 以 抗 滑 稳 定 性 满 足 要 求 。3.4.2 抗 倾 覆 稳 定 性 验 算大围山至浏阳高速公路 K51+500K53+600 段路基路面综合设计 验 算 采 用 “极 限 状 态 分 项 系 数 法 ”。倾 覆 稳 定 方 程 ： Q1Q20.9GZ+(E-Z)+E0gyxyp=0.9459.06952.6073 +1.3(20.1923.998-164.4552.488)+0= 618.3570将 数 据 代 入 方 程 后 计 算 ， 满 足 要 求 ， 所 以 抗
7、倾 覆 稳 定 性 满 足 要 求0459.62.73.192.81453gyxGK 所 以 抗 倾 覆 稳 定 性 满 足 要 求3.4.3 基 底 应 力 及 合 力 偏 心 距 验 算为了保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，应进行基底应力验算；同时，为了避免挡土墙不均匀沉陷，控制作用于挡土墙基底的合力偏心距。基础地面压应力 轴心荷载作用时：ANp00()cosinyxGE= (459.0695+20.192) cos +164.455sin =479.663N99所以 =479.663(3.51)=142.59kPa=350kPaANp故基础地面压应力满足要求。偏心荷载作用时作用于基底的
8、合力偏心距 NZBe2(M)ZyoN= (459.06952.6073+20.1923.998-164.4552.488)/479.663= 1.81大围山至浏阳高速公路 K51+500K53+600 段路基路面综合设计 故偏心距与基础地面压应力均满足要求。3.4.4 墙身截面强度计算(1)强度计算，要求： kkdARN/0ak= =0.996 为轴向力偏心影响系数，208156Be按每延米长计算： )(100 QiciQGd NN=1.051.2459.4704+1.420.192=608.6156kN=0.9963.59002.31=905.5922kNkARa所以 ,故强度满足要求。jN
9、kmax1inmax15.806in290|2|3.5/1.8|0.60.5/cos93.546()479.3.03()5NBeZBBBmNePAPKPa： 倾 斜 基 底 宽 度 ， 3.5则 ：大围山至浏阳高速公路 K51+500K53+600 段路基路面综合设计 (2)稳定计算 : 要求： kkdARN/0其中=k20)/(16)3(1 Bes=11+0.0024.(4-3)1+16(0.063/3.5 =0.9922)式中： s2H/B，H 为墙有效高度（是下端固定，上端自由，m）,B 为墙的宽度（m）, s=2x7/3.5=4. ； s系数，取 0.002； =0.992905.59=898.368kN，故稳定性满足要求。dN0kARa3.4.5 正截面直接受剪验算要求： ,其中 = =164.455kN，jQkj1NfmjQxE=3.51002.31+0.42479.663=352.97kNkjRA1fm即 ，抗剪满足要求。jQkj1Nf由上述可得 K53+600.截面的挡土墙符合要求 ,挡土墙最终截面按照拟定设计。大围山至浏阳高速公路 K51+500K53+600 段路基路面综合设计
