加筋挡土墙计算算例
一、
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
计算资料
(1) 初步拟定挡土墙的全长为80米,沉降缝的间距为20米,挡土墙的个高度为6.0米。
(2) 路基宽度为12.0米,路面的宽度为9.0米。
(3) 挡土墙的面板选用2.0m×1.0m矩形混凝土板,板的厚度为12cm,混凝土强度为C20
(4)筋带采用聚丙烯土工带,筋带宽度为18mm、厚度为1.0mm,其容许拉应力,似摩擦系数,筋带要求抗拔稳定系数。
(5) 筋带节点的设计水平间距m,垂直间距m。
(6) 挡土墙填料采用工程附近的砂土,砂土湿密度kN/m3,计算内摩擦角。
(7) 挡土墙的地基为中低液限粉性土,其内摩擦角,黏聚力kPa,湿密度kN/m,容许承载力kPa。
(8) 按照荷载组合I(即挡土墙结构自重、土重和土压力相结合)进行结构计算。
二、设计计算步骤
(一)计算汽车-20级重车作用下的等代土层厚度h
1.计算荷载布置长度B
汽车-20级重车作用时,取重车的扩散长度,已知汽车-20级重车的前后L=1.4+4.0=5.4(m),
车轮接地长度a=0.2m,则荷载布置长度为
(m)
2.计算荷载布置宽度L0
该挡土墙为路肩式挡土墙,活动区已进入路基宽度,按照规定分别用路基宽度和活动区
宽度计算等代土层厚度h,取h较大者对应的荷载布置宽度L0。
车辆横向布置为后轮中线距路面边缘0.50m,破裂面距加筋体顶部面板的水平距离为
,进入路面内0.42m。
(1)按路基全宽布置汽车荷载求h’ 由于路面的宽度为9.0m,横向可以布置三辆重车,
m,则
(m)
(2)按活动区宽度布置汽车荷载求h’ 因破裂面进入路面内0.42m,仅能布置一侧重车
车轮的一半,故取m,m,则
(m)
由以上计算结果可得:m。
(二)计算各层拉筋的土应力系数K1
静止土压力系数
主动土压力系数
由筋带的垂直间距m,则m、m、m、m、m、m、m、m、m、m、m、m。
以第六层拉筋为例计算其土压力系数,以其他各层筋带的土压力系数计算结果见表6-13。由m,,,,可得,
表6-13 筋带拉力、根数、长度计算表
筋带
编号
计 算 值
采用值
/m
/kN
/mm
n每束筋带根数
/m
/m
/m
/根
/根
1
0.25
0.570
1.65
33.0
2
22.92
1.80
24.7
15
5
2
0.75
0.556
3.00
60.0
4
6.94
1.80
8.7
10
5
3
1.25
0.541
4.28
85.6
5
4.76
1.80
6.6
8
5
4
1.75
0.527
5.48
109.6
7
3.11
1.80
4.9
8
5
5
2.25
0.513
6.62
132.4
8
2.55
1.80
4.4
8
5
6
2.75
0.499
7.68
153.6
9
2.15
1.80
4.0
12
5
7
3.25
0.484
8.66
173.2
10
1.85
1.75
3.6
12
5
8
3.75
0.470
9.59
191.8
11
1.61
1.43
3.0
12
5
9
4.25
0.456
10.44
208.8
12
1.42
1.11
2.5
12
5
10
4.75
0.442
11.23
224.6
13
1.26
0.80
2.1
14
5
11
5.25
0.427
11.91
238.2
14
1.13
0.48
1.6
14
5
12
5.75
0.413
12.55
251.0
14
1.08
0.16
1.2
14
5
(三)计算各层筋带所受到的拉力
由,kN/m3,m, m, m, m,代入公式得:
(kN)
(四)计算筋带设计断面及每束筋带根数
已知筋带的容许拉应力,筋带宽度为18mm、厚度为1.0mm,当采用荷载组合I时,按规定筋带容许拉应力提高系数K=1.0则
第六层筋带设计断面面积A6为
第六层筋带每束需要的根数n为,
(根)
(五)计算筋带的长度Li
每束筋带的长度由活动区长度和锚固区长度两部分组成。有似摩擦系数,筋
带要求抗拔稳定系数,m, kN/m3,筋带宽度为18mm=0.018m,
则可计算
(1) 第6层筋带锚固区长度为
(m)
(2)第6层筋带活动区长度为
= 1.8m
(3)第6层筋带长度为
(m)
(六)确定挡土墙墙体断面、筋带长度和筋带数量
从表6-13中可以看出,各层筋带的长度自上而下逐渐减小,而且第一层筋带长度与最低层筋带长度相差很大,考虑到施工的方便,各层筋带长度应当取一致,即墙体采用矩形断面。为此,各层筋带的长度均采用5m。为了保证锚固区有足够的锚固力,每层每束筋带的数量也应予调整,调整后的筋带数量见表6-13中所示。
(七)面板厚度的验算
取加筋挡土墙最低层面板进行验算,可假设每块面板单独受力,土压力均匀分布并由拉筋平均承担,按板厚计算公式计算得到的是面板所需班厚,与预设计板厚12cm相比,即可知面板是否安全。
(八)加筋体整体稳定性验算
加筋体整体稳定性验算,具体方法步骤与重力式挡土墙相同。