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1、剑河县县城张雨松、张细明民房后侧（北东侧）局部变形挡土墙整治工程施工图设计计算目 录1工程概况 12设计依据 13设计原则 14设计基础参数取值 .25支护工程设计方案 .26设计计算 36.1 开挖放坡稳定性验算 36.2 挡土墙验算46.2.1 土压力计算46.1.2 稳定性验算56.2.1 墙身强度验算76.2.4 地基承载力验算76.3墙脚排水沟设计 87算过程及结果 97.1 开挖放坡稳定性验算（采用理正6.0软件方f算）97.2 挡土墙计算过程及结果（采用理正6.0软件十方算）10贵州地矿凯里101地质工程勘察公司剑河县县城张雨松、张细明民房后侧（北东侧）局部变形挡土墙整治工程施工
2、图设计计算书1工程概况剑河县县城张雨松、张细明民房后侧(北东侧)局部变形段挡土墙建于 上个世纪50年代，全长20.0m,墙顶高程666.90m,墙底高程663.05m,该 段挡土墙顶后缘为在建8层砖混结构民房(基础为桩基础)，墙脚前缘为已 建的6层砖混结构民房。2012年6月，发现该段挡土墙出现变形，并且变形在持续发展，目前 该段挡墙的变形主要表现为墙体鼓胀。根据现场调查和勘察，墙后地层主要为第四系老回填土，填土层厚5.08.0m,挡墙基础持力层为老回填土，基底以下老回填土层厚度大于1.0m,下覆基岩为寒武系下统牛蹄塘组(6 in)碳质页岩。2设计依据(1)现场踏勘、勘察、调查、收集资料；(2
3、)现场实测工程区1: 500地形图；(3)工程测量规范(GB50026-93;(4)建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002 ；(5)混凝土结构设计规范(GB50010-2002;(6)建筑地基基础设计规范(GB50007-2011);(7)建筑结构荷载规范(GB5009-2012 ；(8)砌体结构设计规范(GB50003-2011);(9)建筑抗震设计规范(GB50011-2010);(10)边坡设计合同。3设计原则(1)永久性支护，支护结构设计使用年限 50年;(2)设计时采用极限平衡分项系数法进行设计计算;（3）荷载效应组合采用现行国家规定的荷载分项系数和组合值系数；（4）采用工程
4、类比动态设计，根据施工现场的工程地质条件、施工情况 和变形、应力监测等的反馈信息，必要时将对本设计进行校核、修改和补充。4设计基础参数取值（1）地震：区内地震设防烈度6度，根据工程特点，本工程设计时不考 虑地震因素的影响。（2）岩土物理力学参数：根据相关规范确定岩土物理力学参数如下。原墙后填土：重度（饱和）丫 =19.0kN/m3,粘聚力C=10.9kPq内摩擦角=24 ,修正地基承载力特征值fa=180kPa新建墙后填土：压实回填，压实系数不小于0.94,重度（饱 和）丫 =19.0kN/m3,粘聚力C=0kPa内摩擦角二3&强风化碳质页岩：重度（饱和）丫 =22.0kN/m3,粘聚力C=4
5、2Pa内摩擦角 =160。（3）该工程设计安全等级为2级，安全运行期50年，设计安全系数取 1.35。（4）建筑材料参数：M10浆砌石fv=110kPq M10浆砌石重度取 产23kN/m3。5支护工程设计方案剑河县县城张雨松、张细明民房后侧（北东侧）局部变形段挡土墙修建 于上世纪50年代，全长20.0m,墙体老化，强度降低，挡墙已出现鼓胀变 形，且变形仍在持续发展，已成危墙，为避免挡墙出现整体破坏从而对墙 前和墙后的居民生命财产造成危害，拟对该变形挡土墙进行整治。由于场地基岩埋深较大，原墙体老化，强度降低，泄水孔老化堵塞， 墙基软化等因素，对原墙体进行加固处理难度大，且无法解决原墙老化和原
6、墙基软化的问题，故本次设计拟先拆除原挡土墙，并在原挡土墙位置处砌 筑M10浆砌石挡土墙的整治方案。在原挡土墙位置重新修筑重力式挡土墙，墙身采用M10浆砌石浇筑，以老回填土层为持力层，挡墙基础埋深1.00m。新建挡土墙顶宽1.20m,面坡斜坡度1:0.25 ,背坡垂直，墙底斜坡坡比 0.1:1 ,墙高5.0m,墙底设 置0.2m厚C10混凝土垫层，以老回填土层为持力层。在拆除原有挡土墙过程中，对墙后老回填土层进行放坡处理（从上到下 边拆墙边放坡挖土），人工填土放坡坡比1:0.4。墙后填土采用6:4（碎石： 粘土）的碎石含粘土压实回填，压实系数不得小于 0.94。墙身设置圆形泄水孔，泄水孔按梅花形
7、组合，布置间距1.5 X1.5m,泄水孔采用 80mm勺PVC管圆形孔，泄水孔外倾 6%最下一排泄水孔高 出地面300mm墙后设置厚度不小于 50cm的碎石滤水层，在最下一排泄水 孔以下设置厚度不小于 50cm,宽度不小于100cm的粘土隔水层。挡土墙沿墙身走向每10m设置伸缩缝，伸缩缝按沉降缝施工工艺施工， 缝宽取20mm缝内采用沥青麻丝填充。6设计计算6.1开挖放坡稳定性验算根据边坡的地形地貌特征、岩土结构和水文地质特征，边坡稳定性拟采 用采用整体边坡瑞典圆弧法计算和评价边坡的稳定性。（1）瑞典圆弧法边坡整体稳定性计算圆弧法稳定系数计算公式 n tan 小 GicoS i cL Ks -G
8、isinO i i 1式中：Ks一边坡稳定系数；G第i块土体重（kN）;c土体粘聚力标准值（kPa）;0一土体内摩擦角标准值（）；Oi第i块滑裂面与水平面夹角（）；L一滑弧面长度（m）。6.2挡土墙验算6.2.1 土压力计算根据相关规范可知，墙后土压力为主动土压力，其计算公式如下：E业其中：sinC+ p）,、Ka =, & ,口-K sin（a 4 33 sin（n - 5）sm2asin2（n + 3 q 6），+ sinC（P + fi） sinCtp - 6）+ 2T sin a cos （pros （a + p cp S）+ 2Kqsintc（ + p）sin（p B） + r si
9、n a cos 2qsinacos BK = 1 +-& yH sin（a + 3）H = 2c/yH国主动土压力合力标准值（kN/m）;Ka一主动土压力系数；h一挡土墙高度（m）；丫一土体重度（kN/m3）, y=19.0 kN/m3;c一土的粘聚力（kPa）;松散碎石土体c=0甲一土的内摩擦角（ ）,平=33 ; 2q一地表均布荷载标准值（kN/m）,因为墙后在建房屋米用桩基础,故 q=0;8土对挡土墙墙背的摩擦角（ ） , S =15 ;日一填土表面与水平面的夹角（ ） , =00 ;口一支挡结构墙背与水平面的夹角（ ）。6.1.2稳定性验算稳定性计算包括抗倾覆、抗滑移两个方面的验算。（
10、1）抗倾覆稳定性抗倾覆安全系数按下式计算：抗倾覆安全系数KtKt 1-6其中：=E业 sin（a - 6）xf = b zcotazf = Z - btana0G=A 丫G-挡土墙每延米自重（kN/m）;A一挡墙断面面积（m2）;33浆砌石重度（kN/m）,产23kN/m;国一每延米主动岩土压力合力标准值（kN/m）;Mk每延米主动岩土压力合力水平分力标准值（kN/m）;Eaxk每延米主动岩土压力合力竖向分力标准值（kN/m）;%一挡土墙重心离墙趾的水平距离（m；X一主动岩土压力合力作用点与墙趾的水平距离（n）;Z一主动岩土压力合力作用点与墙趾的竖向距离（m）;Ct。一挡土墙的基底倾角（ ）;
11、a一挡土墙的墙背倾角（ ）；8岩土对挡土墙墙背摩擦角（ ） , S =15 ;b基底的水平投影宽度（mj）;Z岩土压力的作用点至墙踵的高度（m）；（2）抗滑移稳定性抗滑移安全系数按下式计算：抗滑移安全系数Ks（Gn + Eg.QiJiKs = W 1.3Eg* G*其中：Gn = Geos 口口Gt = GsinEatk = Eak sin （a - a0 -B）Emk = EakcosCa-o0-6）上式中：G一挡土墙每延米自重力垂直挡墙基底面方向上的分力（kN/m）;G一挡土墙每延米自重力平行挡墙基底面方向上的分力（kN/m）; 日一每延米主动岩土压力合力标准值（kN/m）;Eank 每延
12、米主动岩土压力合力垂直墙背方向的分力标准值（kN/m）;Eatk 每延米主动岩土压力合力平行墙背方向的分力标准值（kN/m）;“）一挡土墙的基底倾角（ ）;口一挡土墙的墙背倾角（ ）;8一岩土对挡土墙墙背摩擦角（。）；U岩土对挡土墙基底的摩擦系数，u=0.406.2.1墙身强度验算挡土墙主要进行墙身抗剪强度验算抗剪切计算式：FsjHl式中：t一切应力（kPa）;Fs剪切面上的剪力（kN）, FS=En；A剪切面面积（m2）;E 一剪切面上的许用切内力（MPa；6.2.4地基承载力验算p maxn a n n yA0EaxZi FxZ2 GXiW1.2faa贵州地矿凯里101地质工程勘察公司12
13、Gn G cos 0EanEaCOS(0)EaxEaSin()Z2F sin(0)Fcosb . zcot2% h2h 32W式中B26G-挡土墙每延米自重(kN/m);G一挡土墙每延米自重在垂直挡墙基底面方向上的分力（kN/m）;Ea每延米土压力合力设计值（kN/m）;国每延米土压力合力在水平方向上的分力（kN/m）;Ean每延米土压力合力在垂直墙背方向上的分力（kN/m）;F一覆土沿岩面滑移每延米剩余推力（kN/m）;Fny每延米剩余推力在垂直墙底面方向上的分力（kN/m）;Fx每延米剩余推力在水平方向上的分力（kN/m）;0一挡土墙的基底倾角（ ） ,0=6一挡土墙的墙背倾角（ ） ,=
14、90 ;一岩土对挡土墙墙背摩擦角（ ） , 5=15 ;A一挡墙墙底截面面积（m2）;WF挡墙基础底面抵抗矩（m3）;B一挡墙底面斜长（m）;h一墙踵起算的强风化板岩厚度（m）;hi一上覆砾质粘性土厚度（m）;h2一墙踵与墙趾高差（m）;xi一挡墙重心与挡墙底面中点的水平距离（m；Zi土压力作用点与挡墙底面中点的竖直距离（m；乙一剩余推力（三角形分布）作用点与挡墙底面中点的竖直距离（m） ；b一挡墙底面水平投影宽度（m）。6.3墙脚排水沟设计由于挡墙泄水孔排出少量较小，故本次设计不进行截排水沟的直关计 算，按经验设置截排水沟。7算过程及结果7.1开挖放坡稳定性验算（采用理正6.0软件计算）控制
15、参数:采用规范：通用方法计算目标：安全系数计算滑裂面形状：圆弧滑动法不考虑地震坡面信息坡面线段数2坡面线号水平投影（m）竖直投影（m） 超载数12.2175.5300216.8836.6350土层信息上部土层数1层顶线倾角度）层号定位 重度 粘聚力 内摩擦角高（m） （kN/m 3）（kPa）（度）（1 12.190 19.00010.90024.000-3.000卜部土层数2内摩擦角层顶线倾角度）（度）10.000层号定位高 重度 粘聚力(m) (kN/m3)(kPa)(1 1.143 19.00010.900 24.0002 6.000 22.00042.000 16.0008.000计算
16、条件圆弧稳定分析方法：瑞典条分法土条重切向分力与滑动方向反向时：当下滑力对待稳定计算目标：自动搜索最危险滑裂面条分法的土条宽度:1.000（m）搜索时的圆心步长:1.000（m）搜索时的半径步长：0.500(m) 计算结果: 计算结果图最不利滑动面：滑动圆心=(-4.853,9.692)(m)滑动半径 =10.840(m)滑动安全系数 =1.0127.2挡土墙计算过程及结果(采用理正6.0软件计算)重力式挡土墙验算计算项目：原始条件：墙身尺寸：墙身高:5.000(m)墙顶宽：1.200(m)面坡倾斜坡度:1:0.250背坡倾斜坡度:1:0.000采用1个扩展墙址台阶：墙趾台阶b1: 0.300
17、(m)墙趾台阶h1: 0.700(m)墙趾台阶面坡坡度为:1:0.000墙底倾斜坡率：0.100:1物理参数：土亏工砌体容重：23.000(kN/m3)疗工之间摩擦系数:1.000地基土摩擦系数：0.700墙身砌体容许压应力：2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力：110.000(kPa)剑河县县城张雨松、张细明民房后侧(北东侧)局部变形挡土墙整治工程施工图设计计算书墙身砌体容许拉应力：150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力：280.000(kPa)挡土墙类型：一般挡土墙墙后填土内摩擦角:33.000(度)墙后填土粘聚力：0.000(kPa)墙后填土容重：19.000(kN/m3
18、)墙背与墙后填土摩擦角:15.000(度)地基土容重：18.300(kN/m3)修正后地基土容许承载力：180.000(kPa)地基土容许承载力提高系数：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：0.400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：7折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数119.1447.174020.7081.410031.3700.198040.6250.423056.2950.0001第1个:跑离0.000(m),宽度6.295(m),高度 1.500(m)
19、61.3821.201071.4730.3070坡面起始距离：0.000(m) 地面横坡角度：20.000(度) 墙顶标高：0.000(m)第1种情况：一般情况土压力计算计算高度为5.257(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到：第1破裂角：37.530(度)Ea=94.699 Ex=91.472 Ey=24.510(kN)作用点高度 Zy=1.753(m)墙身截面积=9.605(m2) 重量=220.921 kN(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数 =0.400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 (度)Wn = 219.825(kN) En = 33.490
20、(kN) Wt = 21.983(kN) Et = 88.579(kN)滑移力=66.596(kN) 抗滑力=101.326(kN)滑移验算满足:Kc = 1.521 1.300地基土摩擦系数=0.700地基土层水平向：滑移力=91.472(kN) 抗滑力=176.049(kN)地基土层水平向：滑移验算满足：Kc2 = 1.925 1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 1.606 (m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx = 2.575 (m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy = 1.495 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=136.750(kN-m)抗倾覆力矩
21、=418.017(kN-m)倾覆验算满足:K0 = 3.057 1.600(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=253.315(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩 =281.266(kN-m)基础底面宽度 B = 2.588 (m) 偏心距e = 0.184(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 1.110(m)基底压应力：趾部=139.550 踵部=56.223(kPa)最大应力与最小应力之比 =139.550 / 56.223 = 2.482作用于基底的合力偏心距验算满足：e=0.184 =
22、 0.250*2.588 = 0.647(m)墙趾处地基承载力验算满足： 压应力=139.550 = 216.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足： 压应力=56.223 = 234.000(kPa)地基平均承载力验算满足：压应力=97.887 = 180.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算 (五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积 =9.274(m2) 重量=213.296 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw = 1.603 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx = 2.575 (m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy = 1.495
23、(m) 容许应力法:法向应力检算：作用于验算截面的总竖向力 =237.806(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩 =268.177(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn = 1.128(m)截面宽度 B = 2.575 (m) 偏心距e1 = 0.160(m)截面上偏心距验算满足：e1= 0.160 = 0.300*2.575 = 0.773(m)截面上压应力：面坡=126.737 背坡=57.967(kPa)压应力验算满足：计算值=126.737 = 2100.000(kPa)切向应力检算：剪应力验算满足：计算值=-56.829 = 110.000(kPa)(六)台顶截面强度验算土压
24、力计算计算高度为4.300(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到：第1破裂角：37.530(度)Ea=63.346 Ex=61.188 Ey=16.395(kN) 作用点高度 Zy=1.433(m)墙身截面积=7.471(m2) 重量=171.839 kN强度验算验算截面以上，墙身截面积 =7.471(m2) 重量=171.839 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.379 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx = 2.275 (m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy = 1.433 (m) 容许应力法:法向应力检算：作用于验算截面的总竖向力 =188.234(
25、kN) 作用于墙趾下点的总弯矩 =186.483(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn = 0.991(m)截面宽度 B = 2.275 (m) 偏心距e1 = 0.147(m)截面上偏心距验算满足：e1= 0.147 = 0.300*2.275 = 0.683(m)截面上压应力：面坡=114.775 背坡=50.705(kPa)压应力验算满足：计算值=114.775 = 2100.000(kPa)切向应力检算：剪应力验算满足：计算值=-55.844 1.300安全系数最不利为：组合1( 一般情况)抗滑力=101.326(kN),滑移力=66.596(kN)。地基土层水平向：滑移验
26、算满足：Kc2 = 1.925 1.300(二)倾覆验算安全系数最不利为：组合1( 一般情况)抗倾覆力矩=418.017(kN-M),倾覆力矩=136.750(kN-m)贵州地矿凯里101地质工程勘察公司15剑河县县城张雨松、张细明民房后侧（北东侧）局部变形挡土墙整治工程施工图设计计算书倾覆验算满足：K0 = 3.057 1.600（三）地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1（ 一般情况）作用于基底的合力偏心距验算满足：e=0.184 = 0.250*2.588 = 0.647（m）墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1（ 一般情况）墙趾处地基承载力验算满足： 压应力=139.550
27、 = 216.000（kPa）墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1（ 一般情况）墙踵处地基承载力验算满足： 压应力=56.223 = 234.000（kPa）地基平均承载力验算最不利为：组合1（一般情况）地基平均承载力验算满足：压应力=97.887 = 180.000（kPa）（四）基础验算不做强度计算。（五）墙底截面强度验算容许应力法：截面上偏心距验算最不利为：组合1（一般情况）截面上偏心距验算满足：e1= 0.160 = 0.300*2.575 = 0.773（m）压应力验算最不利为：组合1（一般情况）压应力验算满足：计算值=126.737 = 2100.000（kPa）拉应力验算最不利为
28、：组合1（一般情况）拉应力验算满足：计算值=0.000 = 150.000（kPa）剪应力验算最不利为：组合1（一般情况）剪应力验算满足：计算值=-56.829 = 110.000（kPa）（六）台顶截面强度验算容许应力法：截面上偏心距验算最不利为：组合1（一般情况）截面上偏心距验算满足：e1= 0.147 = 0.300*2.275 = 0.683（m）压应力验算最不利为：组合1（一般情况）压应力验算满足：计算值=114.775 = 2100.000（kPa）拉应力验算最不利为：组合1（一般情况）拉应力验算满足：计算值=0.000 = 150.000（kPa）剪应力验算最不利为：组合1（一般情况）剪应力验算满足：计算值=-55.844 = 110.000（kPa）贵州地矿凯里101地质工程勘察公司16