悬臂式挡土墙设计.doc
悬臂式挡土墙工程实例K23+486.726右幅快车道；，填方最大高度5米，地基承载力设计值s=150kpa,墙身设计高度H=4m；填土标准重度g=18KN/m3，填土外表均布荷载q=10KN/m2,填土内摩擦角=35。,底板与地基摩擦系数f=0.3,墙身采用C20混凝土，HRB335钢筋。一、 截面选择选择悬臂式挡土墙。尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如下列图根据规X要求H1=H=400mm, H2=H-H1=3600mm, H0=810mm,b=250mm,B=0.8H=3200mm；地面活荷载q的作用，采用换算立柱高： B3的初步估算： B1 =B-B3-B2=3200-2230-470=500mm二、 荷载计算由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用朗金理论公式计算：地面处水平压力：sA=gH。*Ka=18´´0.271=2.71 kpa悬臂底B点水平压力：sB=g(H。+H2) Ka =18´(+3.6)´0.271=20.27 kpa底板c点水平压力：sc =g(H。+ H2 + H1 )Ka=18´(+3.6+0.4)´0.271=22.22 kpa土压力与合力作用点位置：Ea1=sA H2 ´3.6=9.76 KN/m；Za1= + H1 =2.2 mEa2=(sB-sA)´H=´20.27-2.71´3.6=31.61 KN/m；Za2=H2 + H1 =1.6 mEa3=(sc -sA)´H=´(22.22-2.71)´4=39.02 KN/m；Za3=H1 + H2=1.333 m2竖向荷载计算1立臂自重力钢筋混凝土标准容重k 25kN/m3，其自重力G1k=´(3.6+0.81)´25=39.69 KN/mX1=0.5+´´´´+´´(0.22+0.125)¸´´´4.41) =0.7844 m2底板自重力G2k=(0.5+0.47+2.23) ´´25=32 KN/mX2=1.6 m3地面均布活载与填土的自重力G3k=(q+H2)B1 =(10+18´3.6)´2.23=166.81 KN/mX3=0.5+0.47+=2.085 m三、抗倾覆稳定验算稳定力矩´0.7844+32´´=430.13 KN*m/m倾覆力矩Mqk=Ea1*Za1+Ea3*Za3´´=73.49 KN*m/m 故稳定四、抗滑稳定验算竖向力之和Gk=åGik=39.69+32+166.81=238.50 KN/m抗滑力0.3=71.55 KN/m滑移力E= Ea1+ Ea3=9.76+39.02=48.78 KN/m故稳定五、地基承载力验算地基承载力采用设计荷载，分项系数：地面活荷载r11.30；土荷载r21.20；自重r31.20。根底底面偏心距e0，先计算总竖向力到墙趾的距离：MH ´´´39.02 ´e0=90.33 KN/mGk=1.2 ´(39.69+32+18 ´3.6 ´2.23 ´2.085) =288.42 KN/mMv=1.2 ´´0.7844+32´1.6+18´´´´10´´2.085=520.79 KN*m/m偏心距e=1.49 m =-e=-1.49=0.11 m<=0.53 m地基压力smax =´(1+6´)=108.72 kpasmin =´(1-6´)=71.54 kpasmax =108.72 < s=150 kpa故地基承载力满足要求.六、结构设计立臂与底板均采用C20混凝土和HRB335级钢筋，查表得fcd 9.2 Mpa，ftd 1.06 Mpa，ftk=1.54 Mpa, E´104 Mpa, fsd 280 Mpa，f1sd=280 Mpa , Es 2×105Mpa（1） 立臂设计底截面设计弯矩 ´´´´=68.36 KN*m/m 标准弯矩´´=55.50 KN*m/m 有效高度 h0=250-30=220 mm由fcd*b*X= fsd*As得X=其中混凝土保护层厚度C=30 mmM= fsd* As*(250-30-)代入化简得：0.0152 A2s-220 As+244143=0即As=13257 mm2舍，As=1217 mm2取f16165钢筋，As=1219 mm2 裂缝验算=最大裂缝宽度不满足，改用f16125钢筋，As=1609 mm2故裂缝宽度满足要求墙踵板根部D点设计弯矩：墙趾板根部B点设计弯矩：标准弯矩计算，由前面计算可知，标准荷载作用时：此时地基压力：墙踵板强度设计：混凝土保护层厚度C=30 mm，有效高度h0=400-30=370 mm,b=1000 mm= fsd* As*(370-) 代入化简得：0.015 A2s-370As+200536=0解得As=24100 mm2(舍)，As=567 mm2取f12140钢筋，As=808 mm2裂缝验算：最大裂缝宽度取f12130钢筋，As=870 mm2满足要求根据构造要求，底板墙趾的配筋与墙踵一致。
