挡土墙计算书

说明： 1. 图中单位为mm; 2. 衡重式挡土墙采用浆砌片石墙身，钢筋混泥土底板，基础埋置深度为1.5M,墙身设两排10泄水孔，泄水孔底部铺设300mm厚粘土层，并夯实，进水孔周围采用粗颗粒材料覆盖；纵向伸缩缝间距15m，缝宽2cm； 3. 经核算，该二阶挡土结构抗倾覆，抗滑动稳定性及地基承载力均符合规范要求。 一， 作用在挡土墙上的荷载计算 （一） 土压力的计算

1.上墙土压力的计算 图（2）

在图二中，上墙第二破裂角145230，墙顶与衡重台末端连线倾角

1。

(2.45)arctan42.81

8'1'第二破裂面可以形成：以第二破裂面BC1为墙背，倾角

130，

30。

KA1cos2(1)sin()sin22cos1cos(1)[1]cos(1)cos1cos2(3030)

=

sin(3030)sin302

cos30cos(3030)[1]cos(3030)cos02=0.67

318KN/m填土重度 地面荷载q=30KN/m

h0q1.67m

P1h0KA1181.670.6720KPa

P2h0KA1H1KA1201880.67116.5KPa

E11208160KN

E11x160cos6080KN

E11y3160138.6KN2

1E2296.488385.9KN

2E22x1385.9193KN2

E22y334.2KN2.下墙土压力的计算

（1）延长下墙墙背，交墙后填土面于C2点，量出C1BC2面积，然后计算

G1,G2和G

1GCBC188(4.62.4)504KN 1122

G2E1sin[(11)(22)]0.88546485KN

cos(22)0.99GG1G219KN

G0.1m X= H1H2()2'校正墙背倾角2 'tan2tan2X0.29

H1H2'216.2

'下墙墙背摩擦角校正：2216.716.20.5

2'22150.514.5

KA2'cos2(2)sin()sin'2cos3cos()[1cos2]''cos(22)2'2'2''20.28

下墙土压力与水平方向夹角22'16.214.51.7

P2(H1h0)KA248.7KPa

E248.712584.4KN

'E2xE2cos(22')584.4KN

E2y0

P3H2KA260.48KPa

2E30.5H2KA2362.9KN

E3x362.9KN

E3Y0

3.墙身自重：

G1220.68105.6KNG20.52.4822211.2KNG34.412221161.6KNG43.6120.522475.2KNG8G100.51.52518.75KNG90.512512.5KNG113.951.525148KNG120.451.50.5258.4KN 土重：

G52.480.518172.8KNG60.481857.6KNG74.680.518331.2KN

总水平力，总竖向力及对前趾力矩计算

力 E11x E11y 水平力 （KN） 80 193 584.4 362.9 竖向力 （KN） 138.6 334.2 105.6 211.2 1161.6 475.2 172.8 57.6 331.2 18.75 12.5 18.75 148 8.4 力臂 （m） 17.5 3.3 16.5 3.7 7.5 5.5 1.8 2.9 3.7 7.1 3.7 4.7 6.4 0.25 0.75 1.25 3.47 5.6 力矩（KN m） + - 1400 457.4 1236.5 190.1 612.5 4297.9 3373.9 639.4 270.7 2119.7 4.7 9.4 23.4 513.6 47 3184.5 4383 1996 E22x E22Y E2x E3x G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 G11 G12 H1220.3 G3194.4 Mb13796.2 Mb' 10963.5 M2832.7 取0.5

KCGH1.31[KC]

MbKt1.261.5 'Mb由于底部桩的抗拔力，所以整体必大于1.5

4.截面强度计算：

将图（2）作用在第二破裂面上的水平土压力和垂直土压力转换到作用墙墙背的

E11x ， E22x ， E11y ， E22y。如图（3）。

E11x80KN E11yE11xtan80tan16.724KN

E22x193KN E22yE11xtan58KN

土重： G5172.8KN 上墙自重： G1105.6KN G2211.2KN

上墙底部截面的应力验算：作DE上的竖向力，水平力，及对截面前缘D点力矩计算： 力 水平力 竖向力 力臂 力矩 （KN） （KN） （M） + - E11x 80 193 24 58 172.8 105.6 211.2 4 1.8 2.7 2.2 2.2 0.3 1.4 43.2 127.6 380.16 31.68 295.68 320 521.1 E11Y E22x E22y G5 G1 G2 eH273 G571.6 M37.32 B1M37.321.51.43B/6 将出现拉应力 2G571.6

压应力：

maxminG6e735.33(1)571.6(161.43)354.33KPa B1B33墙身用M10的水泥砂浆，用MU80的片石为材料，查表得Ra1.27MPa，安全系数Ka1.6

max0.735MPaRa1.270.8MPa Ka1.6水平截面DE剪应力计算：

H2731030.09MPa j6B310（二） 桩基础设计

1.确定桩的规格

确定灰黄色粉质粘土层为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为方桩，为250mm×250mm，桩长为11米。承台埋深1.5米 ，桩顶嵌入承台0.1米，则桩端进持力层3米。

地质剖面示意图

土的物理力学性质表

厚度重度 粘聚力c 承载力标准值塑性内摩擦角指数 液性指数Ps MPa 压缩模量含水量 W (%) 土层名称 hi（m） (kN/m3)孔隙比e (kPa) fkEs（KPa） 1.02 12 120  IP IL 1 (MPa) 4.6 杂填土 灰色粉质粘土 灰黄色粉质粘土 粉砂夹粉质粘土 2 9 18.8 18.9 19 19.8 0.34 38.2 4 19.6 0.75 16 220 24.1 15 0.6 0.6 26.7 7.0 >10 20.1 0.54 15 260 12.5 12 0.4 1.0 21.6 8.2 2确定单桩竖向承载力标准值Q 根据公式

查表内插求值得

层 序 2 ○ 深度（m） IL 灰色粉质粘土 灰黄色粉质粘土 qsik（kPa） 45 60 qpk（kPa） 8 3 1 0.6 3 ○1400

按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值：

QukQskQpkuqsikliqpkAp

=458+60×3+1400×0.0625=627.5KN

3. 确定桩基竖向承载力设计值R并确定桩数n及其布置 F=3194KN M=2832.7KN H=50KN 查表得：spsp1.6 c1.7

p36018054.7392.2KN

1.6FG31942711.110 取n=11 R392RQsksQpkG=3.55×2.55×1.5×20=271.6KN 初估桩数n按照规范要求，Sa

3d，取Sa4d,桩的平面布置为下图所示：

Sa1m Bc2.55m L=11m

BcSa0.23 4 Ldice查表得：s0.9 p1.35 sp0.97 0.14 c0.75

e2Aci7.3125m2 Ac1.74m Ac9.0525m2

ieAAccicceC0.1130.1140.257

AcAcqck120KPa RspQukspqckAcc33315348KN

cn单桩竖向承载力设计值取较低值，即R=348KN 4.基桩承载力验算: (1)按中心受压验算 N0满足要求

FG315R348KN n（2）按偏心荷载验算 NmaxminFGMyxmax2832.71.6255021.6253152n110.25110.25xi

388.5241.5

Nmax388.5KN1.2R417.6KN

满足要求

（三）承台计算

1．几何参数： 承台边缘至桩中心距: C = 0.275m 桩列间距: A = 1m 桩行间距: B = 1m 承台根部高度: H =1m 承台端部高度: h =1m 纵筋合力点到底边的距离: as = 0.04m 平均埋深: hm =1.5m 矩形柱宽: Bc = 0.5m 矩形柱高: Hc = 0.5m 桩边长：: Ds = 0.25m 2．荷载设计值：(作用在承台顶部） 竖向荷载: F = 3194.4 kN 绕X轴弯矩: Mx = 0.00 kN•m 绕Y轴弯矩: My = 2832.7kN•m

X向剪力: Vx = 1220.3 kN 3．材料信息： 混凝土强度等级: C30 fc = 19.10 N/mm2

Y向剪力: Vy = 0.00 kN

ft = 1.5 N/mm2

计算过程：

1．作用在承台底部的弯矩 绕X轴弯矩: M0x = Mx－Vy•H = 0.00－0.00×0.80 = 0.00kN•m 绕Y轴弯矩: M0y = My＋Vx•H =2832.7＋1220.3×1 = 4053kN•m

2．基桩净反力设计值： Ni = F/n±M0x•yi/∑yj2±M0y•xi/∑xj2

FMoy1.540531.5290.4229.2KN N1=N8 =2n100xi40530.5269.7KN100 N2=N9=290.4

4053250KN N5=290.4100 N4=N11=331KN N3=N10=310.7KN N7=331KN N6=290.4KN

3．承台受柱冲切验算：

Fl ≤ 2[β0x•(bc＋a0y)＋β0y•(hc＋a0x)]•βhp•ft•h0

X方向上自柱边到最近桩边的水平距离： a0x = 0.125 m Y方向上自柱边到最近桩边的水平距离： a0y = 0.625m

承台有效高度： h0 = H－as = 0.96 m 作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值：

Fl = F－∑Qi = 3194KN

X方向冲跨比： λ0x = a0x/h0 = 0.13 Y方向冲跨比： λ0y = a0y/h0 =0.65

X方向冲切系数： β0x = 0.84/(λ0x＋0.2) =2.5 Y方向冲切系数： β0y = 0.84/(λ0y＋0.2) = 1

2[β0x•(Hc＋a0y)＋β0y•(Bc＋a0x)]•βhp•ft•h0 = 2×2.5×(0.50＋0.625)＋1×(0.50＋0.125)]×1.00×1500×0.96 = 9864 kN > Fl = 3194 kN,

满足要求。

4．承台受剪验算：

Fl ≤ βhs•β•ft•b0•h0

(1) 垂直Y方向截面的抗剪计算 Y方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离：a0 = 0.625 m 计算截面处承台宽度： b = 2.55 m 计算截面的剪跨比：λ＝ a0/h0 =0.65 剪切系数：

β = 1.75/(λ＋1.0) = 1.75/(0.65＋1.0) = 1.06

hs

8004()5.37

h01承台计算截面的计算宽度：be = b = 2.55 m

βhs•β•ft•be•h0

=5.371.0615002.550.9620901KN (2) 垂直X方向截面的抗剪计算 X方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离：a0 = 0.125 m 计算截面处承台宽度： b =3.55 m 计算截面的剪跨比：λ＝ a0/h0 =0.13<0.25 取0.25 剪切系数： β = 1.75/(λ＋1.0) = 1.75/(0.25＋1.0) = 1.4 承台计算截面的计算宽度：be = b = 3.55m βhs•β•ft•be•h0 5.371.415003.550.9638432KN 5．承台角桩冲切验算：

Nl ≤ [β1x•(c2＋a1y/2)＋β1y•(c1＋a1x/2)]•βhp•ft•h0

角桩竖向冲反力设计值：Nl = 229.2Kn N4=331KN 从角桩内边缘至承台外边缘的距离：

c1 = C＋Ds /2 =0.4 m c2 = C＋Ds /2 =0.4 m

a1x =0.125 m a1y = 0.625 m

X方向角桩冲跨比： λ1x = a1x/h0 =0.13

Y方向角桩冲跨比： λ1y = a1y/h0 = 0.65

X方向角桩冲切系数： β1x = 0.56/(λ1x＋0.2) =1.7 Y方向角桩冲切系数： β1y = 0.56/(λ1y＋0.2) =0.658

[β1x•(c2＋a1y/2)＋β1y•(c1＋a1x/2)]•βhp•ft•h0

(1.20.3)15000.962160KN>N4=331KN

满足要求。

6．承台受弯计算： Mx ＝ ∑Ni•yi My ＝ ∑Ni•xi

(1) 垂直X轴方向计算截面处弯矩计算：

MyNixi2x229.2x1.75+2x269.7x0.75+250x1.25+290.4x0.25

-2x331x1.25-2x310.7x0.25-331x0.75 =360.75KN

(2) 垂直Y轴方向计算截面处弯矩计算：

MxNiyi229.21.25269.71.25310.71.253311.252500.25290.40.253310.25229.20.75269.70.75310.70.753310.75855.4KN