设计计算书-东侧挡土墙.doc

牛栏前万众生活村东侧挡土墙
地质灾害治理工程

设计计算书

江苏省地质工程勘察院
2009.12

编制说明

一、设计依据
（一）参考规范及资料
1、《建筑边坡工程技术规程》GB50330-2002；
2、《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）；
3、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）；
4、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
5、《牛栏前万众生活村东侧挡土墙地质灾害勘查报告》。
（二）计算数据根据《牛栏前万众生活村东侧挡土墙地质灾害勘查报告》进行。
（三）采用理正岩土计算5.11－边坡稳定分析软件进行分析计算。
二、 参数取值
按《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002标准划分，边坡等级为二级；根据《牛栏前万众生活村东侧挡土墙地质灾害勘查报告》，边坡体稳定性及边坡支护设计时所需的岩土物理力学参数值建议采用下表1中的数值。

表1 岩土体物理性质指标建议值
层号
岩土
名称
承载力
特征值
fak(kPa)
重度γ
（kN/m3）
基底摩擦
系数
与锚杆注浆体
粘结强度特征值
frb(kPa)
粘聚力
C（kPa)
内摩擦角
φ（°）
1
人工填土（Qml）
100
18.0
0.15
5
8
8
2
含砂粘性土（Q dl+pl）
160
18.4
0.30
30
20
15
3
淤泥（Q dl+pl）
80
16.0

7
3
4
含粘性土砂（Q dl+pl）
140
18.0
0.30
30
8
30
5
砾质粘性土（Q el）
200
17.6
0.30
30
25
18
6
全风化岩(γ53（1）)
450
19.5
0.30
80
28
25
7
强风化岩(γ53（1）)
700
21.0
0.40
120
35
32
二、剖面计算分析
北段、中段和南段挡墙采用的加固方式不同，对三段挡墙分别进行计算：
（一） 北段挡墙计算
该段挡墙采用板桩式挡土墙进行支挡，桩尺寸为1.2m×1.2m，桩间距为4m，桩深入底面下4m，挡土板厚度为0.3m，其配筋计算如下：
桩板式挡土墙验算[执行标准：通用]
计算项目： 北段桩板式挡土墙
计算时间： 2009-12-13 15:57:26 星期日
------------------------------------------------------------------------
原始条件:

墙身尺寸:
桩总长: 7.000(m)
嵌入深度: 4.000(m)
截面形状: 方桩
桩宽: 1.200(m)
桩高: 1.200(m)
桩间距: 4.000(m)
挡土板的类型数: 1
板类型号 板厚(m) 板宽(m) 板块数
1 0.300 3.000 1
嵌入段土层数: 2
柱底支承条件: 自由
计算方法: M法
土层序号 土层厚(m) 重度(kN/m3) M(MN/m4)
1 1.100 18.000 10.000
2 50.000 17.600 20.000
初始弹性系数A: 0.000(MN/m3)
初始弹性系数A1: 0.000(MN/m3)

物理参数:
桩混凝土强度等级: C30
桩纵筋合力点到外皮距离: 35(mm)
桩纵筋级别: HRB335
桩箍筋级别: HPB235
桩箍筋间距: 200(mm)
板混凝土强度等级: C30
板纵筋合力点到外皮距离: 35(mm)
板纵筋级别: HRB335

挡土墙类型: 一般挡土墙
墙后填土内摩擦角: 8.000(度)
墙后填土粘聚力: 8.000(kPa)
墙后填土容重: 18.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 8.000(度)
土压力计算方法: 库仑

坡线土柱:
坡面线段数: 1
折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数
1 20.000 0.000 1
第1个: 距离1.000(m),宽度17.000(m),高度2.000(m)

地面横坡角度: 30.000(度)
墙顶标高: 0.000(m)
钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2002）

注意：内力计算时，库仑土压力分项(安全)系数 = 1.200

=====================================================================
第 1 种情况: 一般情况
[土压力计算] 计算高度为 3.000(m)处的库仑主动土压力
第1破裂角： 50.000(度)
Ea=51.142 Ex=50.644 Ey=7.118(kN) 作用点高度 Zy=0.611(m)

(一) 桩身内力计算
计算方法: m 法
背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。
背侧最大弯矩 = 399.762(kN-m) 距离桩顶 4.571(m)
面侧最大弯矩 = 0.000(kN-m) 距离桩顶 0.429(m)
最 大 剪 力 = 252.854(kN) 距离桩顶 6.000(m)
桩 顶 位 移 = 18(mm)
点号 距顶距离 弯矩 剪力 位移 土反力
(m) (kN-m) (kN) (mm) (kPa)
1 0.000 -0.000 -0.000 -18 0.000
2 0.143 -0.000 -0.000 -18 0.000
3 0.286 0.000 -0.000 -18 0.000
4 0.429 -0.000 -0.000 -17 0.000
5 0.571 0.000 -0.000 -17 0.000
6 0.714 0.000 -0.000 -16 0.000
7 0.857 0.000 -0.000 -16 0.000
8 1.000 0.000 -0.000 -15 0.000
9 1.143 0.024 -0.494 -15 0.000
10 1.286 0.192 -2.067 -14 0.000
11 1.429 0.670 -4.813 -14 0.000
12 1.571 1.623 -8.731 -14 0.000
13 1.714 3.220 -13.821 -13 0.000
14 1.857 5.628 -20.084 -13 0.000
15 2.000 9.405 -35.725 -12 0.000
16 2.143 16.282 -60.745 -12 0.000
17 2.286 26.817 -86.937 -11 0.000
18 2.429 41.177 -114.301 -11 0.000
19 2.571 59.530 -142.837 -10 0.000
20 2.714 82.043 -172.546 -10 0.000
21 2.857 108.885 -203.428 -10 0.000
22 3.000 140.221 -235.481 -9 0.000
23 3.143 173.861 -233.549 -9 -12.297
24 3.286 206.949 -227.952 -8 -23.316
25 3.429 238.991 -219.093 -8 -33.062
26 3.571 269.547 -207.370 -7 -41.538
27 3.714 298.239 -193.182 -7 -48.749
28 3.857 324.742 -176.926 -6 -54.701
29 4.000 348.789 -158.995 -6 -59.400
30 4.143 370.170 -129.907 -5 -125.706
31 4.286 385.906 -89.704 -5 -130.131
32 4.429 395.799 -48.498 -5 -132.092
33 4.571 399.762 -7.061 -4 -131.601
34 4.714 397.817 33.840 -4 -128.674
35 4.857 390.094 73.439 -3 -123.322
36 5.000 376.834 110.978 -3 -115.559
37 5.143 358.386 145.699 -2 -105.396
38 5.286 335.206 176.850 -2 -92.840
39 5.429 307.857 203.681 -2 -77.902
40 5.571 277.011 225.444 -1 -60.585
41 5.714 243.445 241.390 -1 -40.894
42 5.857 208.043 250.776 -0 -18.831
43 6.000 171.795 252.854 0 5.605
44 6.143 135.799 246.879 1 32.415
45 6.286 101.258 232.105 1 61.603
46 6.429 69.483 207.783 1 93.173
47 6.571 41.891 173.164 2 127.131
48 6.714 20.007 127.496 2 163.483
49 6.857 5.464 70.026 3 202.234
50 7.000 -0.000 19.123 3 243.387

(二) 桩身配筋计算

点号 距顶距离 面侧纵筋 背侧纵筋 箍筋
(m) (mm2) (mm2) (mm2)
1 0.000 3089 2880 392
2 0.143 3089 2880 392
3 0.286 2880 3089 392
4 0.429 3089 2880 392
5 0.571 2880 3089 392
6 0.714 2880 3089 392
7 0.857 2880 3089 392
8 1.000 2880 3089 392
9 1.143 2880 3089 392
10 1.286 2880 3089 392
11 1.429 2880 3089 392
12 1.571 2880 3089 392
13 1.714 2880 3089 392
14 1.857 2880 3089 392
15 2.000 2880 3089 392
16 2.143 2880 3089 392
17 2.286 2880 3089 392
18 2.429 2880 3089 392
19 2.571 2880 3089 392
20 2.714 2880 3089 392
21 2.857 2880 3089 392
22 3.000 2880 3089 392
23 3.143 2880 3089 392
24 3.286 2880 3089 392
25 3.429 2880 3089 392
26 3.571 2880 3089 392
27 3.714 2880 3089 392
28 3.857 2880 3089 392
29 4.000 2880 3089 392
30 4.143 2880 3089 392
31 4.286 2880 3089 392
32 4.429 2880 3089 392
33 4.571 2880 3089 392
34 4.714 2880 3089 392
35 4.857 2880 3089 392
36 5.000 2880 3089 392
37 5.143 2880 3089 392
38 5.286 2880 3089 392
39 5.429 2880 3089 392
40 5.571 2880 3089 392
41 5.714 2880 3089 392
42 5.857 2880 3089 392
43 6.000 2880 3089 392
44 6.143 2880 3089 392
45 6.286 2880 3089 392
46 6.429 2880 3089 392
47 6.571 2880 3089 392
48 6.714 2880 3089 392
49 6.857 2880 3089 392
50 7.000 3089 2880 392

(三) 挡土板内力配筋计算

板类型 板厚 板下缘距顶 最大土压力 单块板弯矩 单块板全部纵筋
号 (mm) 距离(m) (kPa) (kN-m) 面积(mm2)
1 300 3.000 57.114 342.682 4588

小结：根据计算，抗滑桩所需的背侧纵筋为3089 mm2，面侧纵筋为2880 mm2，因此被侧配直径25mm钢筋7根（7*490=3430>3089），面侧配直径25mm钢筋7根（7*490=3430>3089）。
挡土板单块板全部纵筋面积应大于4588 mm2，按间距250mm配直径16mm钢筋可满足受力要求。
（二） 南段挡墙计算
该段挡墙采用板桩式挡土墙进行支挡，桩尺寸为1.2m×1.2m，桩间距为4m，桩深入底面下6m，挡土板厚度为0.3m，其配筋计算如下：
桩板式挡土墙验算[执行标准：通用]
计算项目： 万众生活村东侧挡土墙剖面3
计算时间： 2009-12-13 20:13:54 星期日
------------------------------------------------------------------------
原始条件:

墙身尺寸:
桩总长: 11.600(m)
嵌入深度: 6.000(m)
截面形状: 方桩
桩宽: 1.200(m)
桩高: 1.200(m)
桩间距: 4.000(m)
挡土板的类型数: 1
板类型号 板厚(m) 板宽(m) 板块数
1 0.300 5.600 1
嵌入段土层数: 2
柱底支承条件: 自由
计算方法: M法
土层序号 土层厚(m) 重度(kN/m3) M(MN/m4)
1 0.400 18.000 10.000
2 50.000 17.600 20.000
初始弹性系数A: 0.000(MN/m3)
初始弹性系数A1: 0.000(MN/m3)

物理参数:
桩混凝土强度等级: C30
桩纵筋合力点到外皮距离: 35(mm)
桩纵筋级别: HRB335
桩箍筋级别: HPB235
桩箍筋间距: 200(mm)
板混凝土强度等级: C30
板纵筋合力点到外皮距离: 35(mm)
板纵筋级别: HRB335

挡土墙类型: 一般挡土墙
墙后填土内摩擦角: 8.000(度)
墙后填土粘聚力: 8.000(kPa)
墙后填土容重: 18.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 8.000(度)
土压力计算方法: 库仑

坡线土柱:
坡面线段数: 1
折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数
1 20.000 0.000 1
第1个: 距离1.000(m),宽度18.000(m),高度2.000(m)

地面横坡角度: 20.000(度)
墙顶标高: 0.000(m)
钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2002）

注意：内力计算时，库仑土压力分项(安全)系数 = 1.200

=====================================================================
第 1 种情况: 一般情况
[土压力计算] 计算高度为 5.600(m)处的库仑主动土压力
第1破裂角： 49.419(度)
Ea=219.927 Ex=217.787 Ey=30.608(kN) 作用点高度 Zy=1.665(m)

(一) 桩身内力计算
计算方法: m 法
背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。
背侧最大弯矩 = 3013.110(kN-m) 距离桩顶 7.677(m)
面侧最大弯矩 = 0.000(kN-m) 距离桩顶 0.233(m)
最 大 剪 力 = 1147.441(kN) 距离桩顶 9.985(m)
桩 顶 位 移 = 51(mm)
点号 距顶距离 弯矩 剪力 位移 土反力
(m) (kN-m) (kN) (mm) (kPa)
1 0.000 0.000 -0.000 -51 0.000
2 0.233 -0.000 -0.000 -50 0.000
3 0.467 0.000 0.000 -48 0.000
4 0.700 0.000 0.000 -47 0.000
5 0.933 0.000 0.000 -46 0.000
6 1.167 0.076 -0.981 -44 0.000
7 1.400 0.658 -4.531 -43 0.000
8 1.633 2.438 -11.257 -41 0.000
9 1.867 6.158 -21.160 -40 0.000
10 2.100 13.618 -47.852 -39 0.000
11 2.333 29.795 -91.333 -37 0.000
12 2.567 56.487 -137.991 -36 0.000
13 2.800 94.437 -187.824 -35 0.000
14 3.033 144.386 -240.835 -33 0.000
15 3.267 207.074 -297.021 -32 0.000
16 3.500 283.243 -356.384 -31 0.000
17 3.733 373.634 -418.923 -29 0.000
18 3.967 478.987 -484.639 -28 0.000
19 4.200 600.045 -553.531 -27 0.000
20 4.433 737.549 -625.599 -25 0.000
21 4.667 892.239 -700.843 -24 0.000
22 4.900 1064.856 -779.264 -23 0.000
23 5.133 1256.142 -860.862 -21 0.000
24 5.367 1466.838 -945.635 -20 0.000
25 5.600 1697.686 -1033.585 -19 0.000
26 5.831 1936.205 -1023.322 -18 -40.430
27 6.062 2169.988 -974.872 -16 -150.433
28 6.292 2386.146 -883.625 -15 -209.028
29 6.523 2577.815 -765.327 -14 -256.993
30 6.754 2739.374 -625.278 -13 -294.714
31 6.985 2866.405 -468.575 -12 -322.600
32 7.215 2955.640 -300.102 -11 -341.084
33 7.446 3004.913 -124.519 -9 -350.605
34 7.677 3013.110 53.734 -8 -351.605
35 7.908 2980.113 230.441 -7 -344.513
36 8.138 2906.753 401.597 -6 -329.740
37 8.369 2794.760 563.400 -6 -307.667
38 8.600 2646.722 712.232 -5 -278.638
39 8.831 2466.038 844.635 -4 -242.952
40 9.062 2256.891 957.294 -3 -200.857
41 9.292 2024.210 1047.004 -2 -152.544
42 9.523 1773.658 1110.641 -1 -98.147
43 9.754 1511.607 1145.135 -0 -37.741
44 9.985 1245.134 1147.441 0 28.656
45 10.215 982.018 1114.507 1 101.083
46 10.446 730.745 1043.251 2 179.622
47 10.677 500.517 930.540 3 264.394
48 10.908 301.266 773.171 3 355.543
49 11.138 143.669 567.870 4 453.222
50 11.369 39.172 311.284 5 557.572
51 11.600 -0.000 84.873 6 668.697

(二) 桩身配筋计算

点号 距顶距离 面侧纵筋 背侧纵筋 箍筋
(m) (mm2) (mm2) (mm2)
1 0.000 2880 3089 392
2 0.233 3089 2880 392
3 0.467 2880 3089 392
4 0.700 2880 3