挡土墙设计答案
要求:
**场地建设需对该滑坡坡脚进行开挖,为了满足施工工期要求和开挖边坡安全稳定性要求,特在前缘中部设计C型抗滑桩,在抗滑桩两侧设计毛石挡土墙。
挡土墙基础为红粘土,滑坡体土体为红粘土,滑床基岩为灰岩。
依据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)中10.2内容规定,挡土墙工程结构设计安全系数如下:基本载荷情况下,抗滑稳定性Ks=1.3;抗倾覆稳定性Ks=1.5。挡土墙计算模型见图1。
L
图1 挡土墙计算模型
(1)设计参数
据《场地边坡岩土工程勘察报告》与《滑坡岩土工程勘察报告》,边坡防治工程参数如下: 墙后填土容重: 18.40kN/m3 地基土容重:18.30kN/m3 墙后填土内摩擦角:Φ=7.00° 墙后填土粘聚力:C=46.0kPa 墙背与墙后填土摩擦角:δ=5.0° 基底摩擦系数:μ =0.26 修正后地基土容许承载力:180kPa 毛石挡墙重度:ρ=23kN/m3 挡土墙墙背与铅垂线间的夹角:α=0 另外:
A、滑体 ①红粘土
天然重度:18.40kN/m3 饱和重度:18.45kN/m3 抗剪强度:C =63.4 kPa,φ=8.1° 渗透系数:1.010-4 m/s
B、滑带土抗剪强度
天然重度:18.40kN/m3 饱和重度:18.45kN/m3 天然抗剪强度 C =10kPa,φ=9° 饱和抗剪强度 C =9kPa,φ=7° C、滑床(灰岩)
天然重度:28.00 kN/m3 饱和抗压强度:31.2 MPa 水平抗力系数:304 MN/m3 地基承载力:3500kPa 基底摩擦系数:0.60
(2)挡土墙的截面尺寸设计
挡墙设计高度(H)及其截面尺寸(见表1)。包括:墙顶宽度b、墙底水平宽度B、墙趾高h、墙趾宽d、挡墙墙面倾斜度m1、挡墙墙背倾斜度m2及挡墙基底倾斜度m3。
表1 挡土墙拟定截面尺寸
(3)主动土压力计算
挡土墙的主动土压力采用《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002)中的库仑土压力公式计算:
Fa0.5H2Ka
其中主动土压力系数:
Ka
cos2
sinsin2
coscoscos1
coscos
2
式中:ρ-------墙后填土的重度(kN/m3);
Φ-------填土内摩擦角(度); η--------地震角(度);
δ-------墙背与填土之间摩擦角(度); β-------墙后边坡角(度);
α-------挡土墙墙背与铅垂线的夹角(度)。
将有关参数代入上式计算得挡土墙主动土压力Fa=62.704kN。
(4)结构及承载力的校核
①抗滑验算与抗倾覆验算
根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002),挡土墙抗滑安全系数应符合下要求:
Ks
(GnEan)
1.3
EatGt
GnGcos0 GtGsin0
式中:G-------挡墙每延米自重(kN/m); Ea-------每延米主动岩土压力合力(kN/m); α0-------挡墙基底倾角(度); α-------挡墙墙背倾角(度); δ-------岩土对挡墙墙背摩擦角(度)。
μ-------岩土对挡墙基底的摩擦系数,宜由试验确定。 抗倾覆安全系数应符合下列要求:
Kt
Gx0Eazxf
Eaxzf
1.6
EaxEasin EazEacos
xfbzctgzfzbtg
式中:G-------挡墙每延米自重(kN/m); Ea-------每延米主动岩土压力合力(kN/m); z-------岩土压力作用点至墙踵的高度(m); x0-------挡墙中心至墙趾的水平距离(m); b-------基底的水平投影宽度(m)。
将有关参数代入上式计算得挡土墙抗滑与抗倾覆稳定性系数见表2。
表2 挡土墙稳定性验算成果表
所以抗滑与抗倾覆稳定性满足要求。 ②地基承载力的验算
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),地基承载力的验算包括以下几个方面: 挡土墙地基承载力的验算中,地基平均应力:p≤f;地基最大应力:pmax≥1.2f。
其中:f为修正后的持力层地基承载力设计值;当基底为0.1﹕1时,f将减为0.9f;基底为0.2:1时,f将折减为0.8f。
地基为岩基时偏心距e≤b/4,地基为土质地基时偏心距:e≤b/6。 其中:b为挡土墙底面宽。 地基承载力验算成果见表3。
表3 地基承载力验算成果表
所以挡土墙地基承载力满足要求。 ③墙身强度验算
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),墙身强度验算成果见表4和表5。
表4 墙底强度验算成果表
表5 台顶强度验算成果表
所以挡土墙墙身的强度验算均满足要求。