高速公路挡土墙设计毕业论文

第1章绪论 (1)

1.1 挡土墙的发展 (1)

1.2 加筋土挡土墙的介绍 (1)

1.3 设计的容 (2)

第2章设计基本资料 (3)

2.1 工程概况 (3)

2.2 设计围 (3)

2.3 基本资料 (3)

第3章计算容 (5)

3.1 设计资料 (5)

3.2 设计计算理论 (5)

3.2.1 荷载组合 (5)

3.2.2 基础设计及整体稳定性验算 (6)

3.2.3 轴向力偏心距 (11)

3.2.4 部稳定性验算 (12)

3.3 设计计算 (18)

3.3.1 筋带受力计算 (18)

3.3.2 部稳定计算 (19)

3.3.3 外部稳定计算 (21)

第4章地基处理 (26)

4.1 石灰桩的原理及分类 (26)

4.2 加固机理 (26)

4.2.1 桩间土加固机理 (27)

4.2.2 桩身加固机理 (28)

4.2.3 复合地基 (29)

4.3 理论设计 (29)

4.4 设计过程 (31)

4.5 施工工艺 (31)

4.5.1 施工准备 (31)

4.5.2 施工顺序 (32)

4.5.3 成桩 (32)

第5章理正验算 (33)

5.1 理正软件介绍 (33)

5.2 计算结果 (33)

5.2.1 墙身尺寸及筋带资料 (33)

5.2.2 物理参数 (34)

5.2.3 一般情况墙体验算 (35)

5.2.4 各组合最不利结果 (37)

第6章挡土墙施工 (38)

6.1 施工准备 (38)

6.2 挡土墙基础 (38)

6.3 排水 (40)

6.4 沉降缝与伸缩缝 (40)

6.5 墙背填料 (40)

6.6 加筋土挡土墙 (41)

第7章结论与展望 (44)

7.1 结论 (44)

7.2 展望 (44)

参考文献 (46)

致谢 (47)

附录A 外文资料翻译 (55)

附录B 有关图纸 (60)

B.1 墙面板图 (60)

B.2 挡土墙横断面图 (60)

B.3 基底桩位图 (60)

第1章绪论

1.1 挡土墙的发展

挡土墙是公路工程中广泛采用的一种构造物。随着我国高等级公路建设的飞速发展，特别是高等级公路建设向中西部地区的推进，路基挡土墙越来越显得重要，应用越来越多，而且其结构形式日新月异，设计理论也在不断发展。

重力式挡土墙是最古老的结构形式，因其料源丰富、取材方便、形式简单、施工简便，所以仍然是目前应用最广泛的结构形式。为了适应不同的使用要求如：建筑高度稳定性等，以及不同地区的建筑条件如：地基、料源、地形等。研究开发了各种形式的挡土墙如悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式等这些形式都是钢筋混凝土结构。悬臂式和扶壁式挡土墙在国外应用十分广泛但在我国应用尚未普及不过随着高等级公路向中西部地区推进，其应用会越来越多。悬臂式和扶壁式挡土墙适用于缺乏石料的地区。它通过墙趾板和墙踵板宽度来调节控制基底应力[1]。

从实际使用来看，在我国，加筋土技术的应用围已由单一的挡墙发展到桥台、护岸、货场站台、水运码头等方面。开展这项研究工作的也已扩展到公路、铁路、煤炭、林业、城市建设、高等学校等各个部门。从理论研究来看。既有作用机理的研究，这就是进行实验室模型试验和现场原型试验、分析，又有基本设计参数试验和拉筋材质的试验。所有这些反映了我国在加筋土技术的研究和应用上已出见成效。可以预计加筋土技术在我国是有很大发展前途的。

1.2 加筋土挡土墙的介绍

加筋土挡土墙指的是由填土、拉带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧压力的挡土墙。

加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用[2]。

加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便；它是一种很好的抗震

结构物；节约占地，造型美观；造价比较低，具有良好的经济效益。加筋土挡土墙指的是由填土、拉带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧压力的挡土墙。

加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。

加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便；它是一种很好的抗震结构物；节约占地，造型美观；造价比较低，具有良好的经济效益[3]。

1.3 设计的容

青银高速公路(或G035，035国道，青银线)，是横贯中国大陆北部一条国道主干线，为中国高速公路规划五纵七横的一条横向线。起点为市，终点为回族自治区市，全长1610km，是中国“十五”在建投资最大、线路最长的国家级高速动脉。该路双向四车道，设计时速100km。途经、、、、5个省区，是中国能源东送及出口的主要通道，对于加强西北陆和东部沿海之间的资源互通，促进沿线地区的经济发展发挥着巨大作用。目前有部分建成高速公路，其它为一级或二级公路。

根据青银高速公路的路况，设计一段路堤式加筋土挡土墙。主要容包括；墙体选型，部稳定性验算及外部稳定性验算，地基处理，理正验算，施工方法，外文翻译等。

第2章设计基本资料

2.1 工程概况

青银高速公路(或G035，035国道，青银线)，是横贯中国大陆北部一条国道主干线，为中国高速公路规划五纵七横的一条横向线。起点为市，终点为回族自治区市，全长1610km，是中国“十五”在建投资最大、线路最长的国家级高速动脉。该路双向六车道，设计时速120km。途经、、、、5个省区，是中国能源东送及出口的主要通道，对于加强西北陆和东部沿海之间的资源互通，促进沿线地区的经济发展发挥着巨大作用。目前有部分建成高速公路，其它为一级或二级公路。

青银线段，全长181.859km，主线以为中心，西接，东达，是冀中平原的经济大动脉和运输主。该路段东起冀鲁交界的清河县，西至石太高速公路鹿泉立交桥，途径、两个市的清河、南宫、威县、新河、宁晋县、县、栾城县、元氏县、鹿泉9个县。

2.2 设计围

本设计是以青银高速公路(K46+.06)岩土工程勘察报告为基础，设计一座挡土墙。随着经济的快速发展，交通量势必快速增长，早期修建的高速公路势必将不能满足交通量快速增长的要求。根据国家政治、经济发展的需要高速公路在当今社会发挥着重要的作用，随着社会经济的发展，生产建设项目逐年增加，由此带来的生态环境破坏、安全生产隐患等逐渐增多，而挡土墙在其中发挥了重要作用。

2.3 基本资料

表2-1 挡土墙基本资料

墙身及基础填料及地基

挡土墙类型加筋土挡土墙填料种类砾碎石类土

墙高H(m) 8 重度γ (kN/m3)20

筋带类型聚乙烯土工带填料摩擦角?(°)40

筋带长度(m) 10 基础埋深(m) 1.5

筋带宽度(mm) 18

地基土黄土

筋带厚度(mm) 1

公路等级及荷载强度筋带强度设计值

公路等级Ⅰ级极限断裂强度标准值220

表2-1 挡土墙基本资料 (MPa) 汽车荷载

公路Ⅰ级筋带容许拉应力(MPa) 50 墙顶护栏荷载强度L q (kN/m 2)

7 填料与筋带的似摩擦

系数 0.4

按一次建成双向4车道高速公路的标准设计，路基宽度为28m ，计算行车速度为100km/h ，公路一级。标准横断面尺寸如下表所示：

表2-2 公路宽度尺寸表

中央分隔带宽度

(m)

两侧行车道宽度(m) 两侧路缘带宽度(m) 两侧硬路肩宽度(m) 两侧土路肩宽度(m) 3 2×3.75 0.75 3.5 0.75

表2-3 地基土层参数

天然含水量(%) 18 天然重度0γ (kN/m 3) 14

地基承载力特征值(kPa) 150 地基摩擦角?(°) 25

粘聚力(kPa) 40 孔隙比 0.7

第3章计算容

3.1 设计资料

(1)挡土墙不受浸水影响，墙高8=H m ，顶部填土0.6m

(2)路基宽28m ，路面宽19.5m

(3)荷载标准：公路一级

(4)面板规格：0.8m ?0.56m 十字型混凝土板。板厚300mm ,混凝土强度等级C30；

(5)筋带：采用聚乙烯土工带，带宽为18mm ，厚 1.0mm ，断裂极限强度标准值220=k f MPa ，抗拉容许应力][σ=50MPa ，摩擦系数4.0=f ；

(6)筋带节点间距：m 0.42=x s ，0m 0.4=y s ；

(7)填料：砾碎石类土，重度31kN/m 20.00=γ，摩擦角 40=?；

(8)地基：黄土，重度3kN/m 00.14=γ，摩擦角?=25?，黏聚力kPa 40='c ，地基承载力特征值150kPa =a f ；

(9)墙体采用矩形断面，加筋体宽为10.0m ；

(10)墙顶填料与加筋土填料相同。

3.2 设计计算理论

3.2.1 荷载组合

加筋土挡土墙所承受的作用(或荷载)及其组合如表3-1所示，本设计采用荷载组合Ⅱ。

表3-1 常用作用(或荷载)

组合

作用(或荷载)名称 Ⅰ

挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、填土重力、填土侧压力及其他永久作用(或荷载)相组合 Ⅱ

组合Ⅰ与基本可变作用(或荷载)相组合 Ⅲ 组合Ⅱ与其他可变作用(或荷载)相组合