路基工程計(jì)算書

1、目錄1、設(shè)計(jì)要求12、設(shè)計(jì)資料13、設(shè)計(jì)依據(jù)24、設(shè)計(jì)步驟和方法34.1 點(diǎn)繪地面橫斷面 （見1號(hào)圖）34.2 擋土墻長(zhǎng)度及斷面尺寸的確定 （1號(hào)圖）34.3擋土墻穩(wěn)定性和強(qiáng)度檢算（理正軟件計(jì)算）34.3.1土壓力計(jì)算3第 1 種情況: 無荷載的情況4第 2 種情況: 所有荷載都作用的情況94.4 擋土墻正面圖及構(gòu)造設(shè)計(jì)（見3號(hào)圖）134.5 計(jì)算擋土墻工程數(shù)量134.5.1圬工數(shù)量134.5.2 擋土墻基礎(chǔ)開挖土石方數(shù)量13單線鐵路衡重式路肩擋土墻設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)要求、根據(jù)線路橫斷面測(cè)量資料，點(diǎn)繪路基設(shè)計(jì)地段的地面橫斷面，并按給定的線路中心地面設(shè)計(jì)標(biāo)高、設(shè)計(jì)段起點(diǎn)路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高和線路坡度，對(duì)該段路

2、基進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)；、本段路基需設(shè)置路肩衡重?fù)跬翂Γ?、?duì)墻身最高的擋土墻設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行檢算，包括計(jì)算土壓力、繪制土壓應(yīng)力圖、檢算全墻穩(wěn)定性和墻身截面強(qiáng)度；、繪制路基橫斷面設(shè)計(jì)圖及擋土墻正面設(shè)計(jì)圖，計(jì)算擋土墻的工程數(shù)量，編寫設(shè)計(jì)說明2、設(shè)計(jì)資料線路標(biāo)準(zhǔn)：?jiǎn)尉€級(jí)鐵路 軌道類型：重型旅客列車設(shè)計(jì)行車速度：160 km/h基床表層類型為：土質(zhì)線路縱斷面：2.2 線路平面：直線路基設(shè)計(jì)起迄里程：DK277+135 DK277+255起點(diǎn)路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高：686.5m線路橫斷面及中線地面標(biāo)高測(cè)量記錄： 見（附表）擋土墻圬工材料：C20片石混凝土，圬23KN/m3路基填料： 物理力學(xué)指標(biāo)：=17.8KN/m3 30

3、.8擋土墻地基容許承載力由擋土墻基礎(chǔ)放置地層的具體情況確定，地基摩擦系數(shù)f=0.4地質(zhì)資料;（1）砂粘土 200 Kpa（2）石灰?guī)r 400600 Kpa附表橫斷面測(cè)量記錄(A)3.5/14.82.5/10DK277+135(686.96)-3.8/5.8-4.2/13.24.0/13.5+145(684.50)-3.1/5.2-4.4/16.411.0/18.010.5/13.84.2/3.6+155(683.44)-4.8/6.3-8.5/18.213.8/17.411.5/9.55.0/3.0+175(682.05)-5.7/8.7-8.4/16.015.0/17.014.7/12.02

4、.0/1.0+190(681.88)-8.5/10.0-10.5/17.018.0/20.016.8/14.89.0/6.4+205(678.93)-0.5/2.0-4.0/5.4-11.0/14.014.6/18.212.8/11.74.0/1.91.0/1.2+225(682.03)-3.0/3.6-4.2/6.8-10.5/13.39.1/17.58.6/6.74.2/3.9+235(685.80)-5.0/2.6-11.9/14.711.7/18.010.6/10.09.6/6.11.9/2.0+245(687.25)-5.2/3.8-12.7/19.013.0/18.012.0/13

5、.09.7/6.0+255(689.10)-3.6/4.5-13.8/14.4數(shù)據(jù)說明：(686.96)線路中樁高程。-3.8/5.8橫斷面上某點(diǎn)距線路中樁的高差和距離，高差/距離，其中負(fù)值為比中樁低，正值為比中樁高。DK277+135某橫斷面里程。3、設(shè)計(jì)依據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范TB 10001-2005鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范TB 10025-2006鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)路基95修訂版4、設(shè)計(jì)步驟和方法4.1 點(diǎn)繪地面橫斷面 （見1號(hào)圖）4.2 擋土墻長(zhǎng)度及斷面尺寸的確定 （1號(hào)圖）4.3擋土墻穩(wěn)定性和強(qiáng)度檢算（理正軟件計(jì)算）4.3.1土壓力計(jì)算原始條件: 墻身尺寸: 墻身總高: 15.000

6、(m) 上墻高: 6.000(m) 墻頂寬: 1.200(m) 臺(tái)寬: 4.410(m) 面坡傾斜坡度: 1:0.050 上墻背坡傾斜坡度: 1:0.400 下墻背坡傾斜坡度: 1:-0.250 墻底傾斜坡率: 0.100:1 下墻土壓力計(jì)算方法: 力多邊形法 物理參數(shù)： 圬工砌體容重: 23.000(kN/m3) 圬工之間摩擦系數(shù): 0.400 地基土摩擦系數(shù): 0.400 砌體種類: 片石砌體 水泥砂漿或小石子砼標(biāo)號(hào): 100 擋土墻類型: 一般擋土墻 墻后填土內(nèi)摩擦角: 30.800(度) 墻后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墻后填土容重: 17.800(kN/m3) 墻背與墻后填土

7、摩擦角: 15.400(度) 地基土容重: 17.800(kN/m3) 修正后地基土容許承載力: 500.000(kPa) 墻底摩擦系數(shù): 0.500 地基土類型: 巖石地基 地基土內(nèi)摩擦角: 30.000(度) 坡線土柱: 坡面線段數(shù): 1 折線序號(hào) 水平投影長(zhǎng)(m) 豎向投影長(zhǎng)(m) 換算土柱數(shù) 1 10.000 0.000 1 第1個(gè): 距離1.000(m),寬度3.400(m),高度3.200(m)(用戶輸入) 地面橫坡角度: 30.000(度) 墻頂標(biāo)高: 686.500(m)=第 1 種情況: 無荷載的情況 土壓力計(jì)算 計(jì)算高度為 15.635(m)處的庫侖主動(dòng)土壓力 計(jì)算上墻土壓

8、力 按假想墻背計(jì)算得到: 第1破裂角： 35.620(度) Ea=422.593 Ex=77.605 Ey=415.407(kN) 作用點(diǎn)高度 Zy=2.000(m) 因?yàn)楦┬眽Ρ?，需判斷第二破裂面是否存在，?jì)算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面存在： 第2破裂角=29.599(度) 第1破裂角=29.600(度) Ea=209.323 Ex=103.398 Ey=182.003(kN) 作用點(diǎn)高度 Zy=2.000(m) 計(jì)算下墻土壓力 按力多邊形法計(jì)算得到: 破裂角： 37.377(度) Ea=372.967 Ex=372.861 Ey=8.877(kN) 作用點(diǎn)高度 Zy=4.102(m) 墻身截面積 =

9、 84.057(m2) 重量 = 1933.319 kN 衡重臺(tái)上填料重 = 417.145(kN) 重心坐標(biāo)(4.415,-3.129)(相對(duì)于墻面坡上角點(diǎn)) (一) 滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 基底摩擦系數(shù) = 0.500 采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算過程如下: 基底傾斜角度 = 5.711 (度) Wn = 2474.921(kN) En = 237.322(kN) Wt = 247.492(kN) Et = 454.902(kN) 滑移力= 207.410(kN) 抗滑力= 1356.122(kN) 滑移驗(yàn)算滿足: Kc = 6.538 1.300 地基土摩擦系數(shù) = 0.400 地基土層水

10、平向: 滑移力= 476.259(kN) 抗滑力= 1085.618(kN) 地基土層水平向: 滑移驗(yàn)算滿足: Kc2 = 2.279 1.300(二) 傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 相對(duì)于墻趾,墻身重力的力臂 Zw = 3.603 (m) 相對(duì)于墻趾,上墻Ey的力臂 Zx = 7.624 (m) 相對(duì)于墻趾,上墻Ex的力臂 Zy = 11.000 (m) 相對(duì)于墻趾,下墻Ey的力臂 Zx3 = 7.377 (m) 相對(duì)于墻趾,下墻Ex的力臂 Zy3 = 3.467 (m) 驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩= 2430.185(kN-m) 抗傾覆力矩= 11141.906(kN-m) 傾覆驗(yàn)算滿足:

11、K0 = 4.585 1.500(三) 地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算 基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)，驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力 取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力 = 2712.243(kN) 總彎距=8711.721(kN-m) 基礎(chǔ)底面寬度 B = 6.383 (m) 偏心距 e = -0.021(m) 基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的距離 Zn = 3.212(m) 基底壓應(yīng)力: 趾部=416.715 踵部=433.132(kPa) 作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足: e=-0.021 = 0.250*6.383 = 1.596(m) 地基承載力驗(yàn)算滿足: 最大壓應(yīng)力=433.132

12、 = 500.000(kPa)(四) 基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算 基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)，不作強(qiáng)度驗(yàn)算(五) 上墻截面強(qiáng)度驗(yàn)算 上墻重力 Ws = 351.900 (kN) 上墻墻背處的 Ex = 103.398 (kN) 上墻墻背處的 Ey = 41.359 (kN) 相對(duì)于上墻墻趾，上墻重力的力臂 Zw = 1.518 (m) 相對(duì)于上墻墻趾，上墻Ex的力臂 Zy = 2.000 (m) 相對(duì)于上墻墻趾，上墻Ey的力臂 Zx = 3.100 (m) 法向應(yīng)力檢算 相對(duì)于上墻墻趾，合力作用力臂 Zn = 1.158(m) 截面寬度 B = 3.900 (m) 偏心距 e1 = 0.792(m) 截面上偏心距驗(yàn)算滿

13、足: e1= 0.792 = 0.300*3.900 = 1.170(m) 截面上壓應(yīng)力: 面坡=223.667 背坡=-21.996(kPa) 壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 223.667 = 1500.000(kPa) 拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 21.996 = 240.000(kPa) 切向應(yīng)力檢算 剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= -13.822 = 240.000(kPa) 斜截面剪應(yīng)力檢算 斜剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 40.715 = 240.000(kPa)(六) 墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算 法向應(yīng)力檢算 作用于截面總豎向力 = 2630.596(kN) 總彎距=8572.138(kN-m)

14、相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂 Zn = 3.259(m) 截面寬度 B = 6.510 (m) 偏心距 e1 = -0.004(m) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足: e1= -0.004 = 0.300*6.510 = 1.953(m) 截面上壓應(yīng)力: 面坡=402.734 背坡=405.437(kPa) 壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 405.437 = 1500.000(kPa) 切向應(yīng)力檢算 剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= -88.476 1.300 地基土摩擦系數(shù) = 0.400 地基土層水平向: 滑移力= 493.823(kN) 抗滑力= 1091.088(kN) 地基土層水平向: 滑移驗(yàn)算滿

15、足: Kc2 = 2.209 1.300(二) 傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 相對(duì)于墻趾,墻身重力的力臂 Zw = 3.603 (m) 相對(duì)于墻趾,上墻Ey的力臂 Zx = 6.510 (m) 相對(duì)于墻趾,上墻Ex的力臂 Zy = 11.783 (m) 相對(duì)于墻趾,下墻Ey的力臂 Zx3 = 7.377 (m) 相對(duì)于墻趾,下墻Ex的力臂 Zy3 = 3.467 (m) 驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩= 2801.341(kN-m) 抗傾覆力矩= 11221.330(kN-m) 傾覆驗(yàn)算滿足: K0 = 4.006 1.500(三) 地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算 基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)，驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力 取傾

16、斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力 = 2727.597(kN) 總彎距=8419.988(kN-m) 基礎(chǔ)底面寬度 B = 6.383 (m) 偏心距 e = 0.104(m) 基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的距離 Zn = 3.087(m) 基底壓應(yīng)力: 趾部=469.301 踵部=385.357(kPa) 作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足: e=0.104 = 0.250*6.383 = 1.596(m) 地基承載力驗(yàn)算滿足: 最大壓應(yīng)力=469.301 = 500.000(kPa)(四) 基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算 基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)，不作強(qiáng)度驗(yàn)算(五) 上墻截面強(qiáng)度驗(yàn)算 上墻

17、重力 Ws = 351.900 (kN) 上墻墻背處的 Ex = 130.976 (kN) 上墻墻背處的 Ey = 52.391 (kN) 相對(duì)于上墻墻趾，上墻重力的力臂 Zw = 1.518 (m) 相對(duì)于上墻墻趾，上墻Ex的力臂 Zy = 2.783 (m) 相對(duì)于上墻墻趾，上墻Ey的力臂 Zx = 2.787 (m) 法向應(yīng)力檢算 相對(duì)于上墻墻趾，合力作用力臂 Zn = 0.781(m) 截面寬度 B = 3.900 (m) 偏心距 e1 = 1.169(m) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足: e1= 1.169 = 0.300*3.900 = 1.170(m) 截面上壓應(yīng)力: 面坡=290.15

18、8 背坡=-82.829(kPa) 壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 290.158 = 1500.000(kPa) 拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 82.829 = 240.000(kPa) 切向應(yīng)力檢算 剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= -7.882 = 240.000(kPa) 斜截面剪應(yīng)力檢算 斜剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 50.604 = 240.000(kPa)(六) 墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算 法向應(yīng)力檢算 作用于截面總豎向力 = 2644.271(kN) 總彎距=8297.960(kN-m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂 Zn = 3.138(m) 截面寬度 B = 6.510 (m) 偏心距 e

19、1 = 0.117(m) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足: e1= 0.117 = 0.300*6.510 = 1.953(m) 截面上壓應(yīng)力: 面坡=449.953 背坡=362.419(kPa) 壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= 449.953 = 1500.000(kPa) 切向應(yīng)力檢算 剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足: 計(jì)算值= -86.618 = 240.000(kPa)4.4 擋土墻正面圖及構(gòu)造設(shè)計(jì)（見3號(hào)圖）4.5 計(jì)算擋土墻工程數(shù)量4.5.1圬工數(shù)量墻高5 斷面面積 12.39 m2 墻高 7 斷面面積 17.72 m2墻高8 斷面面積 22.2 m2 墻高10 斷面面積 34.74 m2 墻高 11 斷面面

20、積 40.68 m2 墻高13 斷面面積 67.89 m2 墻高 15 斷面面積 84.23 m2里程DK277+135DK277+145 （12.39+17.72）*10/2 =150.55 m3里程DK277+145DK277+155 (17.72+34.74)*10/2=262.3m3里程DK277+155DK277+175 (34.74+34.74)*20/2=694.8 m3里程DK277+175DK277+190 (34.7+40.68)*15/2=565.35 m3里程DK277+190DK277+205 (40.68+84.23)*15/2 =936.825m3里程DK277+205DK277+225 (84.23+ 67.89)*20/2=1521.2 m3里程DK277+225DK277+23