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1、 目录目录 1 1 前言前言 1 1 1.1 毕业设计的目的和意义 1 1.2 挡土墙的概述 1 1.3 挡土墙的类型及适用条件.2 1.3.1 重力式挡土墙.2 1.3.2 悬臂式挡土墙.2 1.4 挡土墙设计的基本要求 2 2 2 挡土墙设计基本资料挡土墙设计基本资料 3 3 2.1 工程地质背景 3 2.2 工程地质评价与建议 3 3 3 悬臂式挡土墙的方案设计悬臂式挡土墙的方案设计 3 3 3.1 悬臂式概述 3 3.2 悬臂式挡土墙设计步骤及内容.4 3.3 悬臂式挡土墙设计计算 4 3.3.1 土压力计算.5 3.3.2 墙身尺寸计算.5 3.3.3 墙体稳定性和基底应力验算.8
2、3.3.4 墙身配筋或裂缝开展宽度计算.10 3.3.5 裂缝开展宽度计算.12 3.3.6 斜截面抗剪强度验算.13 3.4 悬臂式挡土墙施工工艺 14 4 4 重力式挡土墙的方案设计重力式挡土墙的方案设计 1414 4.1 重力式挡土墙概述 14 4.2 重力式挡土墙的类型 14 4.3 重力式挡土墙构造 15 4.4 重力式挡土墙设计计算 15 4.4.1 主动土压力计算.15 4.4.2 设计挡土墙截面.17 4.4.3 重力式挡土墙稳定性验算.17 4.4.4 重力式挡土墙应力验算.18 4.5 重力式挡土墙施工工艺 19 5 5 挡土墙的经济技术对比分析挡土墙的经济技术对比分析 1
3、919 5.1 悬臂式挡土墙的工程算量.19 5.2 重力式挡土墙的工程算量.19 5.3 挡土墙的经济技术对比分析.19 6 6 桥梁桩基桥梁桩基 1919 6.1 工程地质资料 19 6.2 桩基设计计算 20 6.2.1 桩基的布置.20 6.2.2 桩基的应力计算.22 6.3 桩基检算27 6.4 桩身配筋设计 27 6.5 桩基施工工艺及施工注意事项.29 7 7 总结与展望总结与展望 2929 7.1 总结29 7.2 展望31 悬臂式挡土墙 悬臂式挡土墙设计计算 1.1 工程地质资料 公路江门段 K23+000-K23+110 地面标高：150.00m；挡墙顶面标高：155.0
4、0m 地层顺序： 1.种植土含腐殖质约 0.4m； 2.低液限粘土：可-硬塑，厚度大于 1.0m；地基容许承载力 200-250KPa; 3.泥岩全风化。呈硬塑状，厚度大于 2.3m,地基容许承载力 250KPa. 4. 硅化灰岩：弱风化层，岩质较硬，厚度大于 3.2m，地基容许承载力 800KPa -1200KPa; 1.2 设计资料 悬臂式路肩挡土墙 墙高 6m，顶宽 b=0.25m，力壁面坡坡度 1:m=1:0.05，基础埋深 h=1m。 墙背填土重度 =18kN/m3 ，内摩擦角 =30。地基土内摩擦角 D=30， 摩擦系数 f=0.4，容许承载力=250KPa 活荷载为公路-级，其等
5、代土层厚度 h0=0.7m。抗滑动和抗倾覆安全系数 Kc1.3，K01.5。 钢筋混凝土结构设计数据 (1)混凝土标号 C15，R=15MPa，抗压设计强度 Ra=8500kPa，弹性模量 Eh=2.3107kPa，抗拉设计强度 Rl=1.05MPa (2)I 级钢筋抗拉设计强度 Rg=2.4105kPa，弹性模量 Eg=2.1108kPa (3)裂缝容许宽度 max=0.2mm。 2.土压力计算 由朗金公式计算土压力（=0） 得全墙土压力 E 及力臂 y 为 333 . 0 30cos11 30cos11 1 coscoscos coscoscos cos 2 2 22 22 a K kPa
6、KHh kPaKh aH ah 16.40333 . 0 )67 . 0(18)( 27 . 3 271. 067 . 0 18 0 00 3.墙身尺寸计算 3.1 底板长度 B 假设底板厚度 h3=0.5m，则mhh5 . 0 3 0 1 当 =18kN/m3，f=0.40 时，查表得重度修正系数 =1.07 得踵板长度 B3为 得踵板修正长度为 得趾板长度为 取 B1=0.4m 地板长度mBBBBB69. 314. 082. 253. 02 . 0 3321 3.2 力壁厚度 力壁根部截面（Hi=H1=5.5m） 得该截面的剪力 Q1为 根据桥规第 4.1.2 条，计算内力为 (1)按配筋
7、要求确定厚度 m Hh HHh y kNK H h HE a 19 . 2 )67 . 02(3 6)67 . 03( )2(3 )3( 07.133333. 0) 8 7 . 02 1 (618 2 1 ) 2 1 ( 2 1 0 0 202 mmHbB mhHH 53. 05 . 505 . 0 25. 0 ,5 . 5 12 31 )07.133,0( 82 . 2 53. 0 1807. 1)7 . 06(40. 0 07.13330 . 1 )( 2 0 3 kNEEx mB hHf EK B xc mmHB14 . 0 5 . 505. 05 . 0 2 1 13 m BB K f
8、HB Hhc Hh 17 . 0 )82 . 2 53 . 0 (25 . 0 )16.4020. 4(3 . 1 16.4020 . 4 2 64 . 05 . 0 )(25. 0 )( 2 5 . 0 32 0 0 1 mkNKhHHM kNKhHHQ aii aii 67.229333. 0)7 . 035 . 5(15 . 518 6 1 )3(cos 6 1 74.113)5 . 0( 2 0 2 1 01 mkNMM kNQQ j j 60.27567.2292 . 12 . 1 49.13674.1132 . 12 . 1 11 11 取配筋率 =0.7%，有 截面有效厚度 (2
9、)按斜裂缝限制要求确定厚度 截面有效厚度为 力壁厚度由配筋率控制，取 h0=0.48m，保护层厚度为 0.04m，则力壁厚度为 0.48+0.04=0.52ml4d，故上面所用计算公式与使 259 4 4 4 10 0 . 67322. 010268 . 08 . 0 ;322. 0 64 ;/60000 mkNIEEI m d ImkNm h 1 5 5 437 . 0 10 0 . 67 78 . 1 60000 m kN n N Ni5850 4 180003 . 1 2 1 0 AmlfUP ii mdU024 . 5 60 . 1 222 01. 260 . 1 25. 0 4 1
10、mdA )4()34( 22220 dlKdK 3 2 6 6800 220 KKkPa l l 30812 )6 . 14(103)36 . 14(106800 lllP3491306)30812(01 . 2 8 . 0120024 . 5 5 . 0 ml02.13 349 13065850 用条件相符） 再根据下式判断是否属于弹性桩 故属弹性桩，应按弹性基础计算。 2.4 计算桩顶刚度系数 1、2、3、4、 1-当承台底面沿桩轴线方向作单位位移时所引起的桩顶处的轴向力； （如图所以.未画） 2、3-当承台底面沿桩轴线垂直方向作单位位移时所引起的桩顶处的 横向力（剪力）和弯矩；（如图所以
11、.未画） 3、4-当承台底面顺图示方向作单位转角时，所引起的桩顶处的横向 力（剪力）和弯矩。 （如图所以.未画） 2.4.1 求 1 已知： 故 2.4.2 求 2 由及查表得 YH=0.18519 . 2 5437 . 0 1 l4l 则 2.4.3 求 3 5 . 2681 . 5 13437 . 0 al 00 1 1 1 1 ACEA ll 3 00 22 2 0 0 2 2 6 1 /7800001360000m )(62. 9) 2 5 . 3 ( 4 )6 . 3( ,5 . 318 . 6 10tan1326 . 1 4 tan2,01 . 2 4 1026),( 2 1 ,1
12、3,00 . 5 mkNlC DDm D Am mmldDm d A kPaEmlml ；值取柱桩距柱桩距，当为柱桩距 钻孔摩擦桩 mkN 5 6 1 103 .28 62 . 9 780000 1 01 . 2 1026 135 . 05 1 mkNEI mkNEI mkNEI EIYH 5533 5522 55 3 2 1059. 510 0 . 667437. 0 1080.1210 0 . 67437. 0 1028.2910 0 . 67437. 0 mkN /10034 . 1 185 . 0 1059. 5 55 2 M EIY 2 3 由及查表得 YM=0.35919 . 2
13、1 l4l 则 2.4.4 求 4 由及查表得 M=0.95819 . 2 1 l4l 则 2.5 计算承台座板底面处之竖向位移 b、水平位移 及转角 2.5.1 计算 bb 、 2.5.2 计算给定荷载下承台座板的变位 b、a 和 又 则 2.6 计算桩顶内力 2.6.1 桩顶轴向力 Ni kN 55 3 1060 . 4 359 . 0 1080.12 M EI 4 mkN 55 4 1005.28958 . 0 1028.29 mkNn mkN xn kNn mkNn bb n i i /10 2 . 11310 3 . 284 1088.458 75 . 1 410 3 . 28100
14、5.284 1040.181060 . 4 4 10136 . 4 10034. 14 55 1 5 255 1 2 14 55 3 55 2 cmm N b bb 16 . 0 1059 . 1 10 2 . 113 18000 3 5 )/1 (1000064 . 0 )1040.18(1088.45810136 . 4 11 210 25552 kN m MH a 4 1055 2 108 .26 1000064. 09000)1040.18(5501088.458 rad HM 4 1055 2 1003 . 3 1000064. 0550)1040.18(900010136. 4 0
15、00kN3 6000kN 15004500 1003 . 3 75 . 1 10 3 . 28 4 18000 45 1 ii x n N N 所以 kNNi6000 max 2.6.2 桩顶弯矩 Mi 2.6.3 桩顶剪力 Hi 2.7 计算局部冲刷线处桩截面上的弯矩 M0和剪力 H0 2.8 局部冲刷线处桩身水平位移 X0和转角 0 系数 Ax、Bx、A和 B可根据 y=0（地面处 y=0）及查表得0 . 4l 则 2.9 计算桩身弯矩 mkN aMi 383 10 8 . 261060. 41003. 31005.28 4545 34 kN aHi 7 . 137 1003 . 3 10
16、60 . 4 10 8 . 2610034. 1 4545 32 kNH mkNlHMM ii 7 . 137 5 .3055 7 . 137383 0 10 B EI M A EI H B EI M A EI H X xx 0 2 0 0 2 0 3 0 0 751. 1,621 . 1 621 . 1 ,441 . 2 BA BA xx rad cmm X 4 55 0 4 55 0 1057 . 3 )751 . 1 ( 1028.29 5 .305 )621 . 1 ( 1080.12 7 . 137 099 . 0 1088 . 9 621 . 1 1080.12 5 . 305 4
17、41 . 2 1059 . 5 7 . 137 MMMM MMy BABA BMA H M 5 . 305315 5 . 305 437 . 0 7 . 137 0 0 系数 AM、BM值可根据 y值及从 AM、BM系数表查得。今将局部冲刷线以0 . 4l 下任意深度 y 处之 My值列表进行计算，详细见下表，并将整根桩上弯矩变化图 绘于下图。 My 计算表 ayyAMBM312.5AM215BMMy 00010215.0215.0 0.20.450.1970.99861.6214.6276.2 0.40.910.3770.986117.8 212.0329.8 0.61.360.5290.9
18、59165.3206.2371.5 0.81.820.6460.913201.9196.3398.2 12.270.7230.851225.9183.0408.9 1.22.730.7620.774238.0166.4404.4 1.43.180.7650.687239.1147.7386.8 1.63.640.7370.594230.3127.7358 1.84.090.6850.499214.1107.3321.4 24.550.6140.407192.987.5280.4 2.250.5320.32166.368.8235.1 2.65.910.3550.175110.937.6148.
19、5 36.820.1930.07660.316.376.6 3.57.950.0510.01415.93.018.9 49.0900000 2.10 桩基检算 2.10.1 检算基桩的容许承载力 已知：作用于桩顶 Nimax=6000kN 桩自重 （考虑了水的浮力作用） 而桩的轴向容许承载力 而10125 . 8 60. 1/13/dl 故， 所以 kN543)1025(186 . 1 4 2 AmlfUP ii 2 1 0 22 2 01 . 2 60 . 1 44 m d A 32/6, 6 )4()34( 22 22220 KK dlKdK kPa1202 )60. 1413(10 2
20、6 )360 . 1 4(106800 取 m0=0.8 则 主力加附加力时候尚可提高 20% 2.10.2 桩身配筋设计 桩径 d=1600mm，桩长 l0=18m；混凝土强度的等级为 C20，纵向钢筋采用 R235 级钢筋，箍筋采用 R235 级钢筋。 类环境条件，安全等级为一级。 混凝土抗压强度设计值 fsd=9.2MPa，R235 级钢筋抗压强度设计值 ，轴心压力计算值 N=0Nd=1.118000=19800kN。MPaf sd 195 1）截面设计 由于长细比，故可以按螺旋箍筋柱设计。1225.111600/18000/ 0 dl （1） 计算所需的纵向钢筋截面面积 取纵向钢筋的混
21、凝土保护层厚度为 c=60mm，则可得到 核心面积直径 柱截面面积 核心面积 假定纵向钢筋配筋率，则可得到008. 0 现选用 2925，。 2 1 .14236mmA s （2） 确定箍筋的直径和间距 S 由式子 且取 Nu=N=19800kN，可得到 螺旋箍筋换算截面面积 As0为 kNP5852120201. 28 . 013120024 . 5 2 1 kNNkNP kNP 6543543 4 . 7022 4 . 702258522 . 1 max 2 22 2009600 4 160014 . 3 4 mm d A mmcddcor148060216002 )1339733( 3
22、2 1719464 4 148014. 3 4 )( 2 2 22 mmAA mm d A cor cor cor 2 137561339733008 . 0 mmAA cors )(9 . 0 0sdssosdcorcdud AfAkfAfNN )35591 .1423625 . 0 (25 . 0 49.8730 1952 1 . 1423619517194642 . 99 . 0/19800000 9 . 0/ 22 0 mmAmm kf AfAfN A s sd sdscorcd s 现选 12 单肢箍筋的截面积 。 这时，螺旋箍筋所需的间距为 由构造要求，间距 S 应满足 和 ，故取
23、 S=60mm40mm。 截面设计布置如图所示（.未画） 2）截面复核 经检查，如图（未画）所示截面构造布置符合构造要求。 实际设计截面的 则可得 检查混凝土保护层是否会剥落？ )19800(68.2784579.185635 . 15 . 1kNNkNN uu 故混凝土保护层不会剥落。 2 01 1 . 113 mmAs mm A Ad S s scor 2 .60 49.8730 1 . 113148014 . 3 0 01 )296(5/mmdS cor mmS80 201 0 22 8760 60 1 .113148014 . 3 %5 . 0%83 . 0 1719464 1 .14236 ,1 .142361719464 mm S Ad A mmAmmA scor s scor ， )19800(1036.19810 ) 1 .142361958760195217194642 . 9(9 . 0 )(9 . 0 3 kNNN AfAkfAfN sdssosdcorcdu N AfAfN ssdcdu 3 1079.18563 ) 1 .1423619520096002 . 9(97 . 0 9 . 0 )(9 . 0