混凝土挡土墙计算书.doc

混凝土挡土墙计算书

1、设计条件：
混凝土挡墙高16m，b0＝0.5m，B＝5.3m，考虑荷载为：2辆25t汽车荷载4.5m3混凝土运输，，背面采用碎石土回填，γ碎石＝20KN/m3，γ混凝土＝24KN/m3，坡面f摩擦＝0.5、φ内摩擦＝40°、α＝45°。
设计简图如下：

2、计算
(1)墙体计算
将车辆及混凝土荷载换算为均布土层，其厚度为：
h0＝Q/γb0L 取墙体的分段长度为20m
查规范，b0取为5.5m，
L＝L0+（H+2a）×tg30°＝13+(16+2×2) ×tg30°=24.5>20m，采取墙体的分段长度进行验算。
h0＝Q/γb0L =(25×10×2+4.5×24×2)/20×11×20=0.163m
Q碎石土＝1/2×22.5×16.163×20＝3637KN/m
取单位墙体进行分析：

Ea＝Q×ctg（φ内摩擦+a）＝3637× ctg（40°+45°）＝318.2KN
Ea水平＝Ea×sin（76°）＝318.2× sin（76°）＝308.7 KN
Ea垂直＝Ea×cos（76°）＝318.2× sin（76°）＝76.9KN
Zf＝h/3＝16/3＝5.33m
Xf＝5.3-16/3×0.25＝3.97m
单位长度混凝土挡墙：
Q墙＝1/2×（0.5+5.3）×16×24×1＝1113.6KN
X0=2.071m
(2)抗倾覆验算：
K0=（G×X0+ Ea垂直× Xf）/( Ea水平× Zf)=(1113.6×2.071+76.9×3.97)/(308.7×5.33)
=1.58>1.5
(3)抗滑验算：
Kc=（G + Ea垂直）×μ/Ea水平=(1113.6+76.9)×0.5/308.7 =1.9>1.3
(4)地基承载力验算
e=2.071-（1113.6×2.071+76.9×3.97-5.33×308.7）/（1113.6+76.9）＝1.26
P＝N/B=(1113.6+76.9)/5.3=224.6Kpa<【σ地基】＝10Mpa
σmax，min＝P（1±6e/B）=224.6×(1±6×1.26/5.3)=545 Kpa<1.2σ地基=12 Mpa =-96 Kpa<0
由于地基出现拉应力，需增设抗拉钢筋进行预锚，防止出现拉裂破坏。
fy×As>σ×A=96×103×1×1N
因此求得As>96×103×1×1/310=309.7mm2
查钢筋表，此面积上至少要布设4φ14的钢筋，才能满足要求，防止拉裂破坏。为考虑安全，选择钢筋为φ16@30×30cm的钢筋网。

另考虑到实际地形的限制，在离基础面高2.5m范围内不能满足墙体设计宽度的要求，需增设锚杆增加地基的承载力，满足墙体的抗滑抗倾要求。
根据计算要求，基岩面以上2.5m高范围内需要增加的地锚力为1/2×（4.67+5.3）×2.5×1×24＝299.1KN，选用φ25的钢筋作为锚杆，其需要的数量为299.1/310×491＝1.96根。选择2根φ25@100×100cm的钢筋。考虑其深入基岩面的深度为2.5～3.5m，外露1.0m。

另，由于坡面较陡，防止坡体滑坡，对坡面进行锚杆预锚。根据常规施工，参照以往的施工资料及其岩质比较，拟采用φ25@100×100cm的锚杆预锚。深入岩体3～5m，外露0.5～1m，取其锚杆平均长度为4.5m。
其施工参照图如下：