扶壁式挡土墙计算书

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扶壁式挡土墙验算[执行标准：公路] 计算项目：扶壁式挡土墙 1

------------------------------------------------------------------------ 原始条件:

墙身尺寸:

墙身总高: 8.000(m) 墙宽: 0.700(m)

墙趾悬挑长DL: 0.760(m) 墙踵悬挑长DL1: 3.000(m) 底板高DH: 0.800(m)

墙趾端部高DH0: 0.600(m) 扶肋间距: 4.800(m) 扶肋厚: 0.400(m)

扶壁两端墙面板悬挑长度: 1.804(m) 设防滑凸榫:

防滑凸榫尺寸BT1: 2.000(m) 防滑凸榫尺寸BT: 1.300(m) 防滑凸榫尺寸HT: 0.600(m)

防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000 防滑凸榫容许弯曲拉应力: 0.500(MPa) 防滑凸榫容许剪应力: 0.990(MPa) 钢筋合力点到外皮距离: 50(mm) 墙趾埋深: 1.500(m)

物理参数:

混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3) 混凝土强度等级: C30 纵筋级别: KL400

抗剪腹筋级别: HRB335

裂缝计算钢筋直径: 20(mm)

挡土墙类型: 一般挡土墙

墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3)

墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3)

修正后地基承载力特征值: 500.000(kPa) 地基承载力特征值提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基

地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑

坡线土柱:

坡面线段数: 2

折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0

地面横坡角度: 20.000(度)

填土对横坡面的摩擦角: 35.000(度) 墙顶标高: 0.000(m)

挡墙分段长度: 10.000(m)

钢筋混凝土配筋计算依据：《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) ===================================================================== 第 1 种情况: 组合1

============================================= 组合系数: 1.000

1. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √ 2. 填土重力分项系数 = 1.000 √ 3. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √

4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √ =============================================

[土压力计算] 计算高度为 8.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 32.060(度) 按假想墙背计算得到:

第1破裂角： 29.582(度)

Ea=409.100(kN) Ex=231.387(kN) Ey=337.376(kN) 作用点高度 Zy=2.929(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=19.827(度) 第1破裂角=29.582(度)

Ea=401.773(kN) Ex=231.439(kN) Ey=328.416(kN) 作用点高度 Zy=2.949(m) 墙身截面积 = 9.312(m2) 重量 = 232.800 (kN)

整个墙踵上的土重(不包括超载) = 193.442(kN) 重心坐标(1.605,-4.700)(相对于墙面坡上角点)

墙趾板上的土重 = 10.944(kN) 相对于趾点力臂=0.364(m) (一) 滑动稳定性验算

基底摩擦系数 = 0.500

采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基础底面宽度 B = 4.460 (m) 墙身重力的力臂 Zw = 1.675 (m) Ey的力臂 Zx = 3.397 (m) Ex的力臂 Zy = 2.949 (m)

作用于基础底的总竖向力 = 765.602(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1284.621(kN-m) 基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 1.678(m)

基础底压应力: 墙趾=299.152 凸榫前沿=184.809 墙踵=44.167(kPa) 凸榫前沿被动土压应力=725.941(kPa)

凸榫抗弯强度验算:

凸榫抗弯强度验算满足: 弯曲拉应力 = 463.915 <= 500.000(kPa)

凸榫抗剪强度验算:

凸榫抗剪强度验算满足: 剪应力 = 335.050 <= 990.000(kPa)

滑移力= 231.439(kN) 抗滑力= 576.385(kN) 滑移验算满足: Kc = 2.490 > 1.300

滑动稳定方程验算：

滑动稳定方程满足: 方程值 = 54.133(kN) > 0.0

(二) 倾覆稳定性验算

相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 1.675 (m) 相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂 Zw1 = 2.365 (m) 相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂 Zw2 = 0.364 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 3.397 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 2.949 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩= 682.429(kN-m) 抗倾覆力矩= 1967.050(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 2.882 > 1.500

倾覆稳定方程验算：

倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1114.327(kN-m) > 0.0

(三) 地基应力及偏心距验算

基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力

作用于基础底的总竖向力 = 765.602(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1284.621(kN-m) 基础底面宽度 B = 4.460 (m) 偏心距 e = 0.552(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.678(m) 基底压应力: 趾部=299.152 踵部=44.167(kPa)

最大应力与最小应力之比 = 299.152 / 44.167 = 6.773

作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.552 <= 0.167*4.460 = 0.743(m)

墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=299.152 <= 600.000(kPa)

墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=44.167 <= 650.000(kPa)

地基平均承载力验算满足: 压应力=171.660 <= 500.000(kPa)

(四) 墙趾板强度计算标准值:

作用于基础底的总竖向力 = 765.602(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1284.621(kN-m) 基础底面宽度 B = 4.460 (m) 偏心距 e = 0.552(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.678(m) 基础底压应力: 趾点=299.152 踵点=44.167(kPa) 设计值:

作用于基础底的总竖向力 = 765.602(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1284.621(kN-m) 基础底面宽度 B = 4.460 (m) 偏心距 e = 0.552(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.678(m) 基础底压应力: 趾点=299.152 踵点=44.167(kPa) [趾板根部]

截面高度: H' = 0.800(m) 截面弯矩: M = 73.067(kN-m)

纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1500.000(mm2) 截面剪力: Q = 186.600(kN)

剪力设计值 = 186.600(kN) < 521.250(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 1.200(mm2/mm)。

截面弯矩: M(标准值) = 73.067(kN-m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.095(mm)。

(五) 墙踵板强度计算标准值:

作用于基础底的总竖向力 = 765.602(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1284.621(kN-m) 基础底面宽度 B = 4.460 (m) 偏心距 e = 0.552(m) 基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.678(m) 基础底压应力: 趾点=299.152 踵点=44.167(kPa) 截面高度: H' = 0.800(m)

踵板边缘的法向应力 = 250.681(kPa)

踵板边缘的法向应力标准值 = 250.681(kPa) 支座弯矩: M = 404.433(kN-m/m)

纵向受拉钢筋：As = 1679.014(mm2) > Asmin = 1500.000(mm2)

支座弯矩: M(标准值) = 404.433(kN-m/m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.468(mm)。

踵板与肋结合处剪力: Q = 551.499(kN/m)

计算箍筋面积：Av = 0.674(mm2/mm) < Avmin = 1.200(mm2/mm)。抗剪箍筋取构造配筋：Av = 1.200(mm2/mm)。

跨中弯矩: M = 242.660(kN-m/m)

纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1500.000(mm2) 跨中弯矩: M(标准值) = 242.660(kN-m/m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.314(mm)。

(六) 墙面板强度计算

截面高度: H' = 0.700(m)

替代土压力图形中，面板的设计法向应力 = 26.805(kPa)

替代土压力图形中，面板的设计法向应力(标准值) = 26.805(kPa) [水平向强度验算] 净跨长为4.400(m)

支座弯矩: M = 43.245(kN-m/m)

纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1300.000(mm2) 支座弯矩: M(标准值) = 43.245(kN-m/m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.075(mm)。

支座处剪力: Q = 58.971(kN/m)

剪力设计值 = 58.971(kN) < 451.750(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 1.200(mm2/mm)。

跨中弯矩: M = 25.947(kN-m/m)

纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1300.000(mm2) 跨中弯矩: M(标准值) = 25.947(kN-m/m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.045(mm)。 [竖向强度验算]

最大正弯矩: M = 12.738(kN-m/m) 纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1300.000(mm2)

最大正弯矩: M(标准值) = 12.738(kN-m/m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.022(mm)。最大负弯矩: M = 50.951(kN-m/m) 纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1300.000(mm2)

最大负弯矩: M(标准值) = 50.951(kN-m/m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.088(mm)。

(七) 肋板截面强度验算 [距离墙顶 1.800(m)处]

截面宽度 B = 0.400(m) 截面高度 H = 1.450(m) 翼缘宽度 BT = 1.500(m) 翼缘高度 HT = 0.700(m) 截面剪力 Q = 78.886(kN) 截面弯矩 M = 47.331(kN-m)

纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1120.000(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos? = 1213(mm2)

剪力设计值 = 78.886(kN) < 389.200(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 0.480(mm2/mm)。

截面弯矩 M(标准值) = 47.331(kN-m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.038(mm)。 [距离墙顶 3.600(m)处]

截面宽度 B = 0.400(m) 截面高度 H = 2.200(m) 翼缘宽度 BT = 2.600(m) 翼缘高度 HT = 0.700(m) 截面剪力 Q = 281.727(kN) 截面弯矩 M = 359.844(kN-m)

纵向受拉钢筋构造配筋：As = 1720.000(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos? = 1863(mm2)

剪力设计值 = 281.727(kN) < 597.700(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 0.480(mm2/mm)。

截面弯矩 M(标准值) = 359.844(kN-m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.123(mm)。 [距离墙顶 5.400(m)处]

截面宽度 B = 0.400(m) 截面高度 H = 2.950(m) 翼缘宽度 BT = 3.700(m) 翼缘高度 HT = 0.700(m) 截面剪力 Q = 563.839(kN) 截面弯矩 M = 1108.994(kN-m)

纵向受拉钢筋构造配筋：As = 2320.000(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos? = 2513(mm2)

剪力设计值 = 563.839(kN) < 806.200(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 0.480(mm2/mm)。

截面弯矩 M(标准值) = 1108.994(kN-m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.209(mm)。 [距离墙顶 7.200(m)处]

截面宽度 B = 0.400(m) 截面高度 H = 3.700(m) 翼缘宽度 BT = 4.800(m) 翼缘高度 HT = 0.700(m) 截面剪力 Q = 925.010(kN) 截面弯矩 M = 2437.099(kN-m)

纵向受拉钢筋构造配筋：As = 2920.000(mm2) 转换为斜钢筋: As/cos? = 3163(mm2)

剪力设计值 = 925.010(kN) < 1014.700(kN)，可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：Av = 0.480(mm2/mm)。

截面弯矩 M(标准值) = 2437.099(kN-m) 最大裂缝宽度：鋐max = 0.290(mm)。

===================================================================== 第 2 种情况: 组合2