挡土墙计算书
1 溢洪道边墙稳定计算
根据《楼上庄水库除险加固岩土工程勘察报告》,挡土墙位于低液限粘土上,该层各项物理力学指标见表5—18:
表5—18 溢洪道填土各项物理力学指标表
1.1 挡土墙高度确定
挡土墙高度=水深+超高+埋深(前趾埋深);一级陡坡段挡土墙高度为3.5m ;一级消力池挡土墙高度为4.3m ;二级明渠段挡土墙高度为2.5m ,二级陡坡段挡土墙高度为2.5m ;二级消力池挡土墙高度为4.3m ;计算断面取最大断面。
1.2 挡土墙结构型式
消力池挡土墙较高,过渡段水流流速较大,选用钢筋混凝土悬臂式挡土墙,具体形式详见图2010-S37-YHD-05中D-D 、E-E 剖面;图2010-S37-YHD-06中G-G 剖面。
1.3 挡土墙结构计算
⑴、挡土墙稳定计算:
①墙后填土压力计算:铅直土压力按上部土重计算,侧向土压力按朗肯主动土压力理论计算,计算公式:
P a =γH 2K a /2+qHKa -2cHK a 1/2 式中:γ–––土容重(kN/m3); C –––土的凝聚力(KP a );
K a –––主动土压力系数,K a =tg2(45o -φ/2); φ–––土的内摩擦角。
按完建期、墙前水位突降两种情况分别进行计算。
②抗倾稳定。要求挡土墙在任何不利的荷载组合作用下均不会绕前趾倾覆,且应具有足够的安全系数。
K 0=抗倾力矩/倾覆力矩 ≥[ K0 ] 式中:K 0–––计算抗倾安全系数;
[ K0 ]–––容许的抗倾安全系数,设计工况取
1.50。
校核工况取1.30。 抗倾覆计算采用《地基规范》式6.4.7—2
K t =
Gx 0+E az x 1
E ax Z f
式中:G –––挡土墙每延米的自重(KN ); E az –––土压力在垂直方向上的分力;
X f –––土压力作用点到挡土墙前趾边缘的水平距离; Eax –––土压力在水平方向上的分力;
Zf –––土压力作用点到挡土墙前趾边缘的垂直距离。 ③抗滑稳定
K c =
f G
H
≥[K c ]
式中: K C ––– 计算的抗滑稳定安全系数; [ KC ] –––容许抗滑稳定安全系数, [ KC ]=1.0; ∑G –––垂直与底面的力之和; ∑H –––水平力之和。
抗滑稳定计算采用《地基规范》式6.4.1—1。
K S =
(G n +E an )
⨯μ
E at -G t
式中:G n –––挡土墙每延米自重在垂直于底板方向上的分力;
G n =G×cos4o ;
E an –––土压力在垂直于底板方向上的分力; E a t–––土压力在水平方向上的分力;
G n –––挡土墙每延米自重在水平方向上的分力; μ–––摩擦系数,取μ=0.5。 ④地基容许承载力
max
σmin =
6e ⎫∑G ⎛
1±⎪A ⎝
B ⎭
式中:σmax 、σmin ––– 基底压力的最大和最小值(Kpa ); ∑G –––竖向力之和(KN ); A ––– 基底面积(m 2); B –––墙底板的宽度(m );
E –––合力距底板中心点的偏心距(m );
〔σ〕–––地基土的允许压应力(Kpa )。
⑵、陡坡段、消力池段、明渠段挡土墙结构计算采用北京理正岩土软件挡土墙计算程序。
计算时选取最不利断面,按完建期情况,墙前无水、墙后有水,地震三种工况荷载组合进行计算,结果表明各项指标均满足设计要求,计算结果见表5—19。
表5—19 挡土墙稳定计算成果表
注:表中“完建期”指施工结束墙前、墙后均无水情况
从表中可知各段挡土墙抗滑、抗倾覆均稳定,地基承载力均满足要求。