设计计算书-东侧挡土墙

'牛栏前万众生活村东侧挡土墙地质灾害治理工程设计计算书江苏省地质工程勘察院2009.123 编制说明一、设计依据（一）参考规范及资料1、《建筑边坡工程技术规程》GB50330-2002；2、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；3、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）；4、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）5、《牛栏前万众生活村东侧挡土墙地质灾害勘查报告》。（二）计算数据根据《牛栏前万众生活村东侧挡土墙地质灾害勘查报告》进行。（三）采用理正岩土计算5.11－边坡稳定分析软件进行分析计算。二、参数取值按《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002标准划分，边坡等级为二级；根据《牛栏前万众生活村东侧挡土墙地质灾害勘查报告》，边坡体稳定性及边坡支护设计时所需的岩土物理力学参数值建议采用下表1中的数值。3 表1岩土体物理性质指标建议值层号岩土名称承载力特征值fak(kPa)重度γ（kN/m3）基底摩擦系数与锚杆注浆体粘结强度特征值frb(kPa)粘聚力C（kPa)内摩擦角φ（°）1人工填土（Qml）10018.00.155882含砂粘性土（Qdl+pl）16018.40.303020153淤泥（Qdl+pl）8016.0734含粘性土砂（Qdl+pl）14018.00.30308305砾质粘性土（Qel）20017.60.303025186全风化岩(γ53（1）)45019.50.308028257强风化岩(γ53（1）)70021.00.401203532二、剖面计算分析北段、中段和南段挡墙采用的加固方式不同，对三段挡墙分别进行计算：（一）北段挡墙计算该段挡墙采用板桩式挡土墙进行支挡，桩尺寸为1.2m×1.2m，桩间距为4m，桩深入底面下4m，挡土板厚度为0.3m，其配筋计算如下：桩板式挡土墙验算[执行标准：通用]计算项目：北段桩板式挡土墙计算时间：2009-12-1315:57:26星期日------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:桩总长:7.000(m)3 嵌入深度:4.000(m)截面形状:方桩桩宽:1.200(m)桩高:1.200(m)桩间距:4.000(m)挡土板的类型数:1板类型号板厚(m)板宽(m)板块数10.3003.0001嵌入段土层数:2柱底支承条件:自由计算方法:M法土层序号土层厚(m)重度(kN/m3)M(MN/m4)11.10018.00010.000250.00017.60020.000初始弹性系数A:0.000(MN/m3)初始弹性系数A1:0.000(MN/m3)物理参数:桩混凝土强度等级:C30桩纵筋合力点到外皮距离:35(mm)桩纵筋级别:HRB335桩箍筋级别:HPB235桩箍筋间距:200(mm)板混凝土强度等级:C30板纵筋合力点到外皮距离:35(mm)板纵筋级别:HRB335挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:8.000(度)墙后填土粘聚力:8.000(kPa)墙后填土容重:18.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:8.000(度)土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:1折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数120.0000.0001第1个:距离1.000(m),宽度17.000(m),高度2.000(m)地面横坡角度:30.000(度)墙顶标高:0.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB50010--2002）注意：内力计算时，库仑土压力分项(安全)系数=1.200=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为3.000(m)处的库仑主动土压力3 第1破裂角：50.000(度)Ea=51.142Ex=50.644Ey=7.118(kN)作用点高度Zy=0.611(m)(一)桩身内力计算计算方法:m法背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。背侧最大弯矩=399.762(kN-m)距离桩顶4.571(m)面侧最大弯矩=0.000(kN-m)距离桩顶0.429(m)最大剪力=252.854(kN)距离桩顶6.000(m)桩顶位移=18(mm)点号距顶距离弯矩剪力位移土反力(m)(kN-m)(kN)(mm)(kPa)10.000-0.000-0.000-180.00020.143-0.000-0.000-180.00030.2860.000-0.000-180.00040.429-0.000-0.000-170.00050.5710.000-0.000-170.00060.7140.000-0.000-160.00070.8570.000-0.000-160.00081.0000.000-0.000-150.00091.1430.024-0.494-150.000101.2860.192-2.067-140.000111.4290.670-4.813-140.000121.5711.623-8.731-140.000131.7143.220-13.821-130.000141.8575.628-20.084-130.000152.0009.405-35.725-120.000162.14316.282-60.745-120.000172.28626.817-86.937-110.000182.42941.177-114.301-110.000192.57159.530-142.837-100.000202.71482.043-172.546-100.000212.857108.885-203.428-100.000223.000140.221-235.481-90.000233.143173.861-233.549-9-12.297243.286206.949-227.952-8-23.316253.429238.991-219.093-8-33.062263.571269.547-207.370-7-41.538273.714298.239-193.182-7-48.749283.857324.742-176.926-6-54.701294.000348.789-158.995-6-59.400304.143370.170-129.907-5-125.706314.286385.906-89.704-5-130.131324.429395.799-48.498-5-132.092334.571399.762-7.061-4-131.601344.714397.81733.840-4-128.674354.857390.09473.439-3-123.322365.000376.834110.978-3-115.559375.143358.386145.699-2-105.3963 385.286335.206176.850-2-92.840395.429307.857203.681-2-77.902405.571277.011225.444-1-60.585415.714243.445241.390-1-40.894425.857208.043250.776-0-18.831436.000171.795252.85405.605446.143135.799246.879132.415456.286101.258232.105161.603466.42969.483207.783193.173476.57141.891173.1642127.131486.71420.007127.4962163.483496.8575.46470.0263202.234507.000-0.00019.1233243.387(二)桩身配筋计算点号距顶距离面侧纵筋背侧纵筋箍筋(m)(mm2)(mm2)(mm2)10.0003089288039220.1433089288039230.2862880308939240.4293089288039250.5712880308939260.7142880308939270.8572880308939281.0002880308939291.14328803089392101.28628803089392111.42928803089392121.57128803089392131.71428803089392141.85728803089392152.00028803089392162.14328803089392172.28628803089392182.42928803089392192.57128803089392202.71428803089392212.85728803089392223.00028803089392233.14328803089392243.28628803089392253.42928803089392263.57128803089392273.71428803089392283.85728803089392294.00028803089392304.14328803089392314.286288030893923 324.42928803089392334.57128803089392344.71428803089392354.85728803089392365.00028803089392375.14328803089392385.28628803089392395.42928803089392405.57128803089392415.71428803089392425.85728803089392436.00028803089392446.14328803089392456.28628803089392466.42928803089392476.57128803089392486.71428803089392496.85728803089392507.00030892880392(三)挡土板内力配筋计算板类型板厚板下缘距顶最大土压力单块板弯矩单块板全部纵筋号(mm)距离(m)(kPa)(kN-m)面积(mm2)13003.00057.114342.6824588小结：根据计算，抗滑桩所需的背侧纵筋为3089mm2，面侧纵筋为2880mm2，因此被侧配直径25mm钢筋7根（7*490=3430>3089），面侧配直径25mm钢筋7根（7*490=3430>3089）。挡土板单块板全部纵筋面积应大于4588mm2，按间距250mm配直径16mm钢筋可满足受力要求。（一）南段挡墙计算该段挡墙采用板桩式挡土墙进行支挡，桩尺寸为1.2m×1.2m，桩间距为4m，桩深入底面下6m，挡土板厚度为0.3m，其配筋计算如下：桩板式挡土墙验算[执行标准：通用]计算项目：万众生活村东侧挡土墙剖面3计算时间：2009-12-1320:13:54星期日------------------------------------------------------------------------原始条件:3 墙身尺寸:桩总长:11.600(m)嵌入深度:6.000(m)截面形状:方桩桩宽:1.200(m)桩高:1.200(m)桩间距:4.000(m)挡土板的类型数:1板类型号板厚(m)板宽(m)板块数10.3005.6001嵌入段土层数:2柱底支承条件:自由计算方法:M法土层序号土层厚(m)重度(kN/m3)M(MN/m4)10.40018.00010.000250.00017.60020.000初始弹性系数A:0.000(MN/m3)初始弹性系数A1:0.000(MN/m3)物理参数:桩混凝土强度等级:C30桩纵筋合力点到外皮距离:35(mm)桩纵筋级别:HRB335桩箍筋级别:HPB235桩箍筋间距:200(mm)板混凝土强度等级:C30板纵筋合力点到外皮距离:35(mm)板纵筋级别:HRB335挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:8.000(度)墙后填土粘聚力:8.000(kPa)墙后填土容重:18.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:8.000(度)土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:1折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数3 120.0000.0001第1个:距离1.000(m),宽度18.000(m),高度2.000(m)地面横坡角度:20.000(度)墙顶标高:0.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB50010--2002）注意：内力计算时，库仑土压力分项(安全)系数=1.200=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为5.600(m)处的库仑主动土压力第1破裂角：49.419(度)Ea=219.927Ex=217.787Ey=30.608(kN)作用点高度Zy=1.665(m)(一)桩身内力计算计算方法:m法背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。背侧最大弯矩=3013.110(kN-m)距离桩顶7.677(m)面侧最大弯矩=0.000(kN-m)距离桩顶0.233(m)最大剪力=1147.441(kN)距离桩顶9.985(m)桩顶位移=51(mm)点号距顶距离弯矩剪力位移土反力(m)(kN-m)(kN)(mm)(kPa)10.0000.000-0.000-510.00020.233-0.000-0.000-500.00030.4670.0000.000-480.00040.7000.0000.000-470.00050.9330.0000.000-460.00061.1670.076-0.981-440.00071.4000.658-4.531-430.00081.6332.438-11.257-410.00091.8676.158-21.160-400.000102.10013.618-47.852-390.000112.33329.795-91.333-370.000122.56756.487-137.991-360.000132.80094.437-187.824-350.000143.033144.386-240.835-330.000153.267207.074-297.021-320.000163.500283.243-356.384-310.000173.733373.634-418.923-290.000183.967478.987-484.639-280.000194.200600.045-553.531-270.000204.433737.549-625.599-250.000214.667892.239-700.843-240.000224.9001064.856-779.264-230.000235.1331256.142-860.862-210.000245.3671466.838-945.635-200.000255.6001697.686-1033.585-190.0003 265.8311936.205-1023.322-18-40.430276.0622169.988-974.872-16-150.433286.2922386.146-883.625-15-209.028296.5232577.815-765.327-14-256.993306.7542739.374-625.278-13-294.714316.9852866.405-468.575-12-322.600327.2152955.640-300.102-11-341.084337.4463004.913-124.519-9-350.605347.6773013.11053.734-8-351.605357.9082980.113230.441-7-344.513368.1382906.753401.597-6-329.740378.3692794.760563.400-6-307.667388.6002646.722712.232-5-278.638398.8312466.038844.635-4-242.952409.0622256.891957.294-3-200.857419.2922024.2101047.004-2-152.544429.5231773.6581110.641-1-98.147439.7541511.6071145.135-0-37.741449.9851245.1341147.441028.6564510.215982.0181114.5071101.0834610.446730.7451043.2512179.6224710.677500.517930.5403264.3944810.908301.266773.1713355.5434911.138143.669567.8704453.2225011.36939.172311.2845557.5725111.600-0.00084.8736668.697(二)桩身配筋计算点号距顶距离面侧纵筋背侧纵筋箍筋(m)(mm2)(mm2)(mm2)10.0002880308939220.2333089288039230.4672880308939240.7002880308939250.9332880308939261.1672880308939271.4002880308939281.6332880308939291.86728803089392102.10028803089392112.33328803089392122.56728803089392132.80028803089392143.03328803089392153.26728803089392163.50028803089392173.73328803089392183.967288030893923 194.20028803089392204.43328803089392214.66728803089392224.90028803134392235.13328803686392245.36728804299392255.60028804977392265.83128805686392276.06228806388392286.29228807044392296.52328807632392306.75428808131392316.98528808527392327.21528808807392337.44628808962392347.67728808988392357.90828808884392368.13828808654392378.36928808304392388.60028807844392398.83128807288392409.06228806651392419.29228805949392429.52328805202392439.75428804430392449.985288036543924510.215288030893924610.446288030893924710.677288030893924810.908288030893924911.138288030893925011.369288030893925111.60030892880392(三)挡土板内力配筋计算板类型板厚板下缘距顶最大土压力单块板弯矩单块板全部纵筋号(mm)距离(m)(kPa)(kN-m)面积(mm2)13005.60095.9281074.39215133小结：根据计算，抗滑桩所需的背侧纵筋为8988mm2，面侧纵筋为3089mm2，因此被侧配直径25mm钢筋19根（19*490=9310>8988），面侧配直径25mm钢筋7根（7*490=3430>3089）。挡土板单块板全部纵筋面积应大于4588mm2，按间距200mm配直径20mm钢筋可满足受力要求。3 （一）中段挡墙计算------------------------------------------------------------------------计算项目：万众生活村东侧挡土墙剖面2------------------------------------------------------------------------[计算简图][控制参数]:采用规范:通用方法计算目标:安全系数计算滑裂面形状:圆弧滑动法地震烈度:7度水平地震系数:0.100地震作用综合系数:0.250地震作用重要性系数:1.000地震力作用位置:质心处水平加速度分布类型：矩形[坡面信息]坡面线段数3坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数16.9000.000020.6703.8000319.300-0.1000[土层信息]坡面节点数43 编号X(m)Y(m)00.0000.000-16.9000.000-27.5703.800-326.8703.700附加节点数7编号X(m)Y(m)10.000-4.00023.900-3.500311.5001.100414.9002.000527.0002.80060.000-5.200727.000-5.200不同土性区域数2区号重度饱和重度粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩十字板强度增十字板羲强度增长系全孔压节点编号(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)(kPa)长系数下值(kPa)数水下值系数118.00020.0008.0008.0006.0006.000---------------(1,2,3,4,5,-3,-2,-1,0,)217.60020.00025.00018.00022.00015.000---------------(6,7,5,4,3,2,1,)[水面信息]采用总应力法考虑渗透力作用不考虑边坡外侧静水压力水面线段数6水面线起始点坐标:(0.000,-1.000)水面线号水平投影(m)竖直投影(m)11.0000.00022.0000.00033.0000.00044.0001.0003 55.0001.00066.0000.500[筋带信息]采用锚杆锚杆道数:2筋带力调整系数:1.000筋带号距地面水平间距总长度倾角材料抗拉锚固段锚固段粘结强法向力发高度(m)(m)(m)(度)力(kN)长度(m)周长(m)度(kPa)挥系数10.802.0020.0015.00420.0010.000.4030.000.0022.802.0020.0015.00420.0010.000.4030.000.00[计算条件]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:------------------------------------------------------------------------最不利滑动面:滑动圆心=(6.900,3.040)(m)滑动半径=3.040(m)滑动安全系数=1.320起始x终止xαliCiΦi条实重浮力地震力渗透力附加力X附加力Y下滑力抗滑力(m)(m)(度)(m)(kPa)(度)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6.9007.4305.0170.538.008.0014.100.000.350.000.000.001.506.237.4307.57011.3830.148.008.008.440.000.210.000.000.001.762.303 7.5708.51522.4071.038.008.0059.990.001.500.000.000.0023.3615.938.5159.45944.7101.348.008.0048.640.001.220.000.000.0034.4915.469.4599.94073.3071.698.008.0013.740.000.340.000.000.0013.1614.07筋带号锚固抗拔材料抗拉计算采用有效锚固滑面角切向抗法向抗力(kN)力(kN)值长度(m)度(度)力(kN)力(kN)---------------------------------------------------------------------------160.000210.000抗拔力10.00045.59541.98442.865260.000210.000抗拔力10.00088.0392.05459.965总的下滑力=74.275(kN)总的抗滑力=98.020(kN)土体部分下滑力=74.275(kN)土体部分抗滑力=53.982(kN)筋带在滑弧切向产生的抗滑力=44.037(kN)筋带在滑弧法向产生的抗滑力=0.000(kN)小结：对该段挡墙边坡加固后安全系数均能满足设计规范要求；因此，在采取有效的支护加固条件下，边坡是安全稳定的。由于地质体的隐蔽性、不均性，有限的钻孔资料不可能完全查明场区岩土体的结构特征，更难以预测未来的土方卸载、裸露风化以及施工等对岩土体完整性及结构面的影响程度，边坡设计面临着大量的不确定因素；因此边坡应采用动态设计和信息法施工，加强施工地质调查和监测，及时根据现场揭示的各种边坡地质条件和地质灾害现象，调整和优化边坡设计方案，确保边坡安全。3'