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【摘 要】通过改实例,研究浸水挡墙的在工程实践中的具体应用。洪水期两种工况,截面形状各种受力情况。
【关键词】浸水挡墙;洪水位
设计参数
根据工程岩土工程勘察报告,
墙后填土:重度21.0kN/m3,C=0Kpa;φ=30°。
坡顶荷载考虑10KN/m2;
工程安全等级为二级,重要性系数:γ0=1.0;
20年一遇设计洪水位为219.29m。
挡墙计算
根据稳定性分析,不存在滑坡推力,故采用主动土压力控制设计,衡重式挡墙采用理正岩土6.0进行计算,考虑设计洪水位设计洪水位和设计估水位二种工况进行计算,根据地区经验,衡重式挡墙墙底采用碎石土进行换填,基底摩擦系数取0.4。
原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高:5.5上墙高:2.4墙顶宽:0.6台宽:1.15面坡倾斜坡度:1:0.05上墙背坡倾斜坡度:1:0.39下墙背坡倾斜坡度:1:-0.25采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.3墙趾台阶h1:0.5墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.1:1
下墙土压力计算方法:力多边形法
物理参数:
圬工砌体容重:23(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.4地基土摩擦系数:0.7墙身砌体容许压应力:21墙身砌体容许剪应力:110墙身砌体容许拉应力:200墙身砌体容许弯曲拉应力:280
浸水地区挡土墙
墙背与墙后填土摩擦角:15地基土容重:21(kN/m3)修正后地基承载力特征值:120地基承载力特征值提高系数:墙趾值提高系数:1.2墙踵值提高系数:1.3平均值提高系数:1.0墙底摩擦系数:0.4地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:32.24地基浮力系数:0.7
墙后填土土层数:1
土压力计算方法:库仑
坡线土柱:
第1个:距离0,宽度10,高度0.476
地面横坡角度:0填土对横坡面的摩擦角:32.0墙顶标高:0挡墙内侧常年水位标高:-50挡墙外侧常年水位标高:-50
土压力起算点:从结构底面起算
基础类型:换填土式基础
换填部分尺寸:C=0.3,H=1.0换填土内摩擦角:45.0换填土平均容重:21.0(kN/m3)应力扩散角:45.0换填土修正后承载力:200换填土摩擦系数:0.5
第1种情况:一般情况
计算高度为5.743处的库仑主动土压力
计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:31.554
Ea=89.113Ex=29.018Ey=84.256作用点高度Zy=0.914
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=29.993第1破裂角=29.988
Ea=61.931Ex=30.972Ey=53.630作用点高度Zy=0.914
计算下墙土压力
按力多边形法计算得到:
破裂角:37.342
Ea=73.3Ex=73.29Ey=1.233作用点高度Zy=1.467
墙身截面积=10.896重量=250.614
地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
衡重台上填料重(包括超载)=53.644重心坐标(1.496,-1.128)(相对于墙面坡上角点)
滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.4
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基底倾斜角度=5.711
Wn=302.748En=64.965Wt=30.275Et=98.286
滑移力=68.011抗滑力=147.085滑移:Kc=2.163>1.3换填土摩擦系数=0.5
地基土层水平向:滑移力=104.262抗滑力=182.649地基土层水平向:滑移:Kc2=1.752>1.3
倾覆稳定性验算
相对于墙趾
墙身重力的力臂:1.485
上墙Ey的力臂:2.734
上墙Ex的力臂:4.014
下墙Ey的力臂:2.792
下墙Ex的力臂:1.224
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=214.017抗倾覆力矩=633.207倾覆:K0=2.959>1.600
地基应力及偏心距验算
基础类型为换填土式,验算墙底偏心距及压应力
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力=367.714作用于墙趾下点的总弯矩=419.190
B=2.437e=0.079
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.140
基底压应力:趾部=180.100踵部=121.619
最大应力与最小应力之比=180.100/121.619=1.481
基底的合力偏心距:e=0.079<=0.250*2.437=0.609
墙趾处地基:压应力=180.100<=240
墙踵处地基:压应力=121.619<=260
地基平均:压应力=150.859<=200
换填土基础下地基承载力:扩散后压应力=104.868<=120
【关键词】浸水挡墙;洪水位
设计参数
根据工程岩土工程勘察报告,
墙后填土:重度21.0kN/m3,C=0Kpa;φ=30°。
坡顶荷载考虑10KN/m2;
工程安全等级为二级,重要性系数:γ0=1.0;
20年一遇设计洪水位为219.29m。
挡墙计算
根据稳定性分析,不存在滑坡推力,故采用主动土压力控制设计,衡重式挡墙采用理正岩土6.0进行计算,考虑设计洪水位设计洪水位和设计估水位二种工况进行计算,根据地区经验,衡重式挡墙墙底采用碎石土进行换填,基底摩擦系数取0.4。
原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高:5.5上墙高:2.4墙顶宽:0.6台宽:1.15面坡倾斜坡度:1:0.05上墙背坡倾斜坡度:1:0.39下墙背坡倾斜坡度:1:-0.25采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.3墙趾台阶h1:0.5墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.1:1
下墙土压力计算方法:力多边形法
物理参数:
圬工砌体容重:23(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.4地基土摩擦系数:0.7墙身砌体容许压应力:21墙身砌体容许剪应力:110墙身砌体容许拉应力:200墙身砌体容许弯曲拉应力:280
浸水地区挡土墙
墙背与墙后填土摩擦角:15地基土容重:21(kN/m3)修正后地基承载力特征值:120地基承载力特征值提高系数:墙趾值提高系数:1.2墙踵值提高系数:1.3平均值提高系数:1.0墙底摩擦系数:0.4地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:32.24地基浮力系数:0.7
墙后填土土层数:1
土压力计算方法:库仑
坡线土柱:
第1个:距离0,宽度10,高度0.476
地面横坡角度:0填土对横坡面的摩擦角:32.0墙顶标高:0挡墙内侧常年水位标高:-50挡墙外侧常年水位标高:-50
土压力起算点:从结构底面起算
基础类型:换填土式基础
换填部分尺寸:C=0.3,H=1.0换填土内摩擦角:45.0换填土平均容重:21.0(kN/m3)应力扩散角:45.0换填土修正后承载力:200换填土摩擦系数:0.5
第1种情况:一般情况
计算高度为5.743处的库仑主动土压力
计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:31.554
Ea=89.113Ex=29.018Ey=84.256作用点高度Zy=0.914
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=29.993第1破裂角=29.988
Ea=61.931Ex=30.972Ey=53.630作用点高度Zy=0.914
计算下墙土压力
按力多边形法计算得到:
破裂角:37.342
Ea=73.3Ex=73.29Ey=1.233作用点高度Zy=1.467
墙身截面积=10.896重量=250.614
地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
衡重台上填料重(包括超载)=53.644重心坐标(1.496,-1.128)(相对于墙面坡上角点)
滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.4
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基底倾斜角度=5.711
Wn=302.748En=64.965Wt=30.275Et=98.286
滑移力=68.011抗滑力=147.085滑移:Kc=2.163>1.3换填土摩擦系数=0.5
地基土层水平向:滑移力=104.262抗滑力=182.649地基土层水平向:滑移:Kc2=1.752>1.3
倾覆稳定性验算
相对于墙趾
墙身重力的力臂:1.485
上墙Ey的力臂:2.734
上墙Ex的力臂:4.014
下墙Ey的力臂:2.792
下墙Ex的力臂:1.224
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=214.017抗倾覆力矩=633.207倾覆:K0=2.959>1.600
地基应力及偏心距验算
基础类型为换填土式,验算墙底偏心距及压应力
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力=367.714作用于墙趾下点的总弯矩=419.190
B=2.437e=0.079
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.140
基底压应力:趾部=180.100踵部=121.619
最大应力与最小应力之比=180.100/121.619=1.481
基底的合力偏心距:e=0.079<=0.250*2.437=0.609
墙趾处地基:压应力=180.100<=240
墙踵处地基:压应力=121.619<=260
地基平均:压应力=150.859<=200
换填土基础下地基承载力:扩散后压应力=104.868<=120