1、路基工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) （指導(dǎo)教師：譚波） 一、設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容：1、路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)；根據(jù)要求繪制路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖2、擋土墻設(shè)計(jì)與計(jì)算；1）主動(dòng)土壓力的計(jì)算2）擋土墻的驗(yàn)算二、設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)：公路等級(jí)三級(jí)公路設(shè)計(jì)車速60Km/h路基寬度8.5M行車道寬度2X3.5M硬路肩寬度0.50M土路肩寬度0.25M土路肩寬度0.50M三、設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)文件分兩部分裝訂成冊(cè)：設(shè)計(jì)圖表、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。設(shè)計(jì)圖 表按A3圖紙繪制；設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)采用A4紙書(shū)寫(xiě)。四、設(shè)計(jì)資料：1、擋土墻設(shè)計(jì)資料1）墻身構(gòu)造擬采用漿砌片石重力式路堤墻，墻高8米，填土高4米，填土邊 坡1: 1.5 ,墻背俯斜，1: 0.25 （ a =

2、19°）,墻身分段長(zhǎng)度10米。2 ） 土壤地質(zhì)情況墻背填土容重y =18.5KN/m 3,計(jì)算內(nèi)摩擦角二38°,填土與墻背問(wèn) 的摩擦角6二/2粘性土地基，容許承載力°=250kpa,基地摩擦系 數(shù) f=0.45;3）墻身材料2.5 號(hào)漿砌片石，砌體容重丫 k=22kN/m 3;砌體容許壓應(yīng)力 a=600kpa, 容許剪應(yīng)力弋=100kpa, 容許拉應(yīng)力bwL=60kpa 。擋土墻設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容一、車輛荷載換算（1）按墻高確定的附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行換算附加油載強(qiáng)度q墻圖h（項(xiàng)q(kPa)<2.020>10.010注：H=2.010.0m時(shí)，q由線性內(nèi)插法確定.

3、墻高8米，按墻高確定附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。按照線性內(nèi)插法，計(jì)算附加荷載強(qiáng)度：q=12.5kN/m2h0斗=震=0.676圖-1擋土墻尺寸布置圖二、土壓力計(jì)算1、破裂棱體位置確定：a=4m, d =0.5m , H= 8 m ,o= 19o(1)破裂角8的計(jì)算假設(shè)破裂面交于荷載范圍內(nèi)，則有:W =小 + a + 6 = 38 o+19o+19o =76 oAo = 1 (a+H+2h)(a+H)=21X (4+8+2 X 0.676) X (4+8) = 80.1122H(H + 2白 + 纏)tan a1cc 、=-X4X6 +(6 + 0.5) X 0.676 - 2=12 + 4.394

4、- 69.408tan19 o=-7.5051-x 8 x (8 + 2 X4 +2 X0.676) tan a2C-iL-i根據(jù)路堤擋土墻破裂面交于荷載內(nèi)部時(shí)破裂角的計(jì)算公式:B0.，、tan 9 = - tan 于 ±J(cot(|)+tan 少)(4+ tan 少)=-tan76o±J(cot380 +tan760)( 7.505+tan760)80.112=-4.011± J5.291 X(-0.094+4.011)0.542 tan 0 =-8.563 (負(fù)值舍去)取：9 =28o27'(2)驗(yàn)算破裂面是否交于荷載范圍內(nèi):堤頂破裂面距墻踵 荷載內(nèi)

5、邊緣距墻踵 荷載外邊緣距墻踵因 0.5 < 2.754 < 8,(H+a) tan 0 +Htan a -(b+d)=2.754m d=0.5 m d+l 0=8 m故破裂面交于荷載內(nèi)，所以假設(shè)符合。(3)主動(dòng)土壓力計(jì)算主動(dòng)土壓力系數(shù)K cos(。+昉K =-(tan 6+tan a)sin( 6+ 6)cos(28027'+380)=( (0.634+0.344)sin(28027'+760)=0.354 X 0.978=0.403hi =tan 8+tan &0.5h3 =b-atan 06-4tan35015'=00 = 3.918m tan

6、e+tan atan35019'+tan210=0.511 m tan32022'+tan190h4= H - h 1 -h 3 = 8 - 0.511 - 3.54 =3.571m2aK i= i + (1 -Hh32H、2h0h4)kd 2泡,1 +(1-8823.918、2>0.676>.571 )+ 2X8=1+0.755+0.075 = 1.83主動(dòng)土壓力EE =1 r H2KK = 1 X 18.5 X82X 0.403 X 1.83 =437.433 KN/m22Ex = Ecos( a + 6 ) = 437.433 義 cos(19o+19o) =

7、 344.702KN/mEy = Esin( a + 6 ) = 437.433 乂 sin(19 o+19o) =269.316 KN/m土壓力作用點(diǎn)位置ZyZ = H a(H -h3)2+h0h4(3h4-2H)y 33H2K18 4 X(8-3.918)2 +0.676 >.571 R3 >.571-2 X8)= +233X82 X1.832.667 +66.635-12.765351.46=2.82 m人擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算擬墻頂寬B1=2.5m,基底傾角0 0=7o埋深h' =1 mB = B1 + Htan a =Br+8tan19o = 2.5+2.755 = 5

8、.255 Zx= B - Z ytan a = B - 2.932tan19 o = B - 0.971 =B1 + 1.784= 2.5 + 1.771= 4.284 m1、擋土墻自重GG =半Sg = 22 X 29.368=646.118 KN/m由擋土墻圖形可求得Zg = 2.035 m2、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算：為了保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗(yàn)算在土壓力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力，一般有：(0.9G + Ey) n+ 0.9Gtan a 0丫 qE , (9=1.4, 產(chǎn)0.5)(0.9G + TQiEy) a + 0.9Gtan a。=(0.9 x 666.798+1.

9、4 x 269.316) x 0.45+0.9X 666.798tan7 o= 502.742 KN/m > 丫 qE = 1.4 X 344.702 =482.583 KN/m所以，滿足抗滑穩(wěn)定性要求。3、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算：為了保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，須驗(yàn)算它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力，0.9GZg + Y Q(Ey Zx - E xZy) > 0=0.9 X 666.798X2.035+1.4 X 269.316 X 4.284 -344.702 X (2.2-0.628)=1183.365 +856.629=2039.994 KN/m > 0所以，滿足抗傾覆穩(wěn)定性

10、要求。四、基地應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算1、基礎(chǔ)地面的壓應(yīng)力1)軸心荷載作用時(shí)基底平均壓應(yīng)力pp = N =1028.683 =192.237Kpa ( 其中 A=BX 1.0) A 5.255基底有傾斜：N 1=(G y g+丫 QEy-W)cos o(0+ 丫 QEsin 如 (丫 g=0.9, 丫 qi=1.4.W=0)二(666.798 X 0.9 + 1.4 乂 269.316 - 0) 乂 cos7o + 1.4 X 344.702sin7 o=969.871 + 58.812 =1028.683 KN2)偏心荷載作用時(shí)作用于基地的合力偏心距e為B5.2551755.579e= - Zn

11、 = - = 2.6275 - 2.1048 = 0.5227221169.592B 5.2556 一 6= 0.876EMy -EMx GZg + EyZx - ExZyZn =匯 NG+Ey646418X2.035+269.312X284-344.702X(2.82-0.628)646.118+269.312=2.1048一.B 一因?yàn)椋篹 = 0.5227< =0.876 ,所以:6Ni 6e6 X0.5227Pmax = (1 + -) =192.237 X1 +) =307.623A B5.225Pmin 啜(喈尸192.237!91.7552基底合力偏心距B ,e=0.522

12、7 m < 一 =0.876 m , 滿足基底容許偏心距要求. 63 .地基承載力抗力值 (1)地基承載力抗力值的規(guī)定f = fk+k11(b-3)+k2平(h-0.5)(取 匕=0.3 , k2=1.6)= 250+0.3X8.5 ><5.255-3)+1.6 M8.5 %1-0.5)=277.315(2)軸向荷載作用時(shí)p =192.237kPa < f =277.315kPa ,滿足要求。(3)偏心荷載作用pmax=307.623kPa <1.2 f =1.2 X277.315 =332.778kPa,滿足要求。(4)加寬墻趾“ B ，-"一雖然e&

13、lt;一,但是為了增加擋墻的穩(wěn)定性現(xiàn)將墻趾加寬成寬1m高1m的臺(tái)階后6再進(jìn)行驗(yàn)算。一' 一一' 一一_ GZ G + EyZ x - ExZy Zn =G + Ey+12 X22_646.118X(2.035+1)+262312k4.284+1)-(2.82-0.628)646.118+269.312+22=3.032B -e。= - Zn = 2.628- 3.032 = - 0.404 2_ Ni。6e0、,ccccrw 6 ><0.404、P max = (1) =192.23741 +) = 269.9A B5.225N16e06 X0.404Pmin =

14、(1+)=192.237 %1+)=103.054A B5.225基底合力偏心距e0B 一一e0 =0.404 m < 一 =0.876 m酒足基底谷許偏心距要求6一. B 因?yàn)閑0 <一 ,偏心何載作用時(shí)：2pmax=269.9kPa <1.2 f =1.2 X277.315 = 322.778kPa,滿足要求。五、墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算：因?yàn)閴γ鏋楦Γ孛娴淖畲髴?yīng)力可能出現(xiàn)在 _H墻高處或者加寬墻趾處，若H墻高處和者加寬墻趾處截面強(qiáng)度滿足要求，墻身截面應(yīng)力也能滿足墻身材料2的要求，現(xiàn)將H墻高處和加寬墻趾處截面強(qiáng)度驗(yàn)算如下：21）強(qiáng)度計(jì)算:Nj < oKARy/ T按每延

15、米墻長(zhǎng)計(jì)算：Nj = ¥( fNg + rNqi + E2 單，心i NQi)B .因?yàn)椋篹0=0.404 m < =0.876 m 湎足土虧工結(jié)構(gòu)谷許偏心距要求1-256(e0)8 1-256 XOK = B一 =0.4045255e0 21+12(e-)21+12 x(0.4045.255H墻高處：2HN n = y( ,Ng + fNqi +E 甲 NQi)=1.0=1.0)8一 =0.933782X0.9 X 280.588+1.4 X ECOS( a+ S)4X (252.529+67.329)=319.858 KNokARk 0.93378。877 M X600 人

16、=940.3292.31OkARkNh =319.858KN <=940.329KN KN加寬墻趾處：N墻品It =下（華Ng +半iNQI +匯華i小CiNQi）=1.0 X （0.9 X 532.73 + 1.4 X 269.316）=856.5 KN%ARk 0.93378 必.694 M >600 。= =1138.484 KN42.31 okARkN墻品i=856.5KN <=1138.484KN2）穩(wěn)定性計(jì)算：勵(lì) < 加 oKARK/平因?yàn)镠/B = 8 / 5.225 = 1.531 < 10 , 故屬于矮墻，則取 8=1,即不考慮 縱向穩(wěn)定性。3）

17、正截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算AR+ fmN 1非高處:A H R HKNHH2J + f m N H = 302. 176YK丁Qh = Eh = 67 .329 KNT"2"Ah RhH因?yàn)镼h =67.329KN < 2 2 + fmNH =302.176KN ，故在一墻局處潴萬(wàn)平W2足抗剪要求加寬墻趾處:AWlh R嗇趾,1 4.4.694 M00 . c /c 廣 UCC CCC IXM+ fmN墻E=+0.42 >856.5=562.933 KN 半2.31Q墻趾=Ex =344.702 KNQ物,=344.702KN < 都%趾+ fmN墻口,=562.933KN ,故在加寬墻趾處滿 手足抗剪要求。六、墻身排水、沉降縫、伸縮縫和變形縫的設(shè)置(1)為防止地表水滲入墻背填料或地基，因此設(shè)立地面排水溝。排水溝的橫斷面為矩形，底寬為0.4m,溝深為0.4m,邊坡坡度為1:1.75 ,溝底縱坡為1%(2)為了迅速排除墻后積水，通常在非干砌的擋土墻身的適當(dāng)高度處設(shè)置3排排水孔。排水孔采用的直徑為10cm圓孔。上下交錯(cuò)設(shè)