八、挡土墙承载力验算结果
取墙身从南向北第三段计算。
仰斜式挡土墙,计算简图如图10所示。
图10 挡土墙计算简图
斜长11.23m(实测值)
h3300mm(图中实测值)
h2800mm,h1670mm(图中标注)
计算H11.234412h311.2m
HHh2h312.67m
计算参数:
1. 挡土墙采用Mu40毛石砌体(依芯样强度试验推定),砂浆强度为0; 2. 砌体重度r22kNm3;
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3. 地面荷载取行人荷载q2.5kNm2;
4. 基础置于强风化泥质粉砂岩上,地基承载力特征值fa300kNm2; 5. 取填土与挡土墙背间外摩擦角,tan0.25,14.04,为负值,即14;
已知:填土内摩擦角=350,基底摩擦系数=0.3。取填料重度
r18kNm3,粘聚力c0。
(一)计算主动土压力Ea(以下计算取一米宽挡土墙) 将地面荷载换算成土层重,其厚度:h0因为0,140,350,140,c0,
cos2()ka0.12
sin()sin()2cos2cos2()[1]cos()cos()qr2.50.139m 18(1)挡土墙顶土压力强度:q0rh0ka180.1390.120.41kNm2 换算土压力:Ea1Hq0112.670.415.1955.2kN
Ea1到墙趾b的竖向距离:1H0.675.67m 2(2)填料引起的土压力:
121rHka1.21812.6720.12284.68kN 221Ea2到墙趾b的竖向距离:2H0.673.55m
3Ea2c(二)计算挡土墙自重(可将挡土墙分为三部分计算G1,G2,G3) 如图11所示。
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图11 挡土墙自重计算简图
(1)G1: 已知:H11.2m
G1r0bH223.2611.2803.26kN
G1到挡土墙趾b点的水平距离:
b13.26H1h20.32e1b2bh0.250.163.51m 2522521h20.816m (2)G2:h2800mm,h25521521(h1h2)h31.5m,bb3.43m
55223.430.81661.58kN(由于基地坡度与墙身坡度接近,近G2rbh2似取G2断面为矩形)
G2到挡土墙趾b点的水平距离:
b3.43h212e2bh1.795m 2225h3h21.50.8160.684m (3)G3:h4125.81kN(由于基地坡度与墙身坡度接近,近似取G2断G3rBh42面为直角三角形)
221G3到挡土墙趾b点的水平距离:e3bh42.1730.09122.26m
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(三)抗滑移验算:
ks(GnEan),011.30,tan00.2,GnGcos0,GtGsin0,
EatGtEatEasin(0),EanEacos('0): GG1G2G30.65kN,EabEa1Ea22.88kN
由《建筑边坡工程规范》GB50330-2002,第10.2.3条
Gt0.65sin11.30174.52kN,Gn0.65cos11.30873.38kN Eat2.88cos11.30284.26kN,Ean2.88sin11.3056.8kN
Ks0.3(873.3847.50)4.361.3,满足要求。
237.73174.52(四)抗倾覆验算:
由《建筑边坡工程规范》GB50330-2002,第10.2.4条
MbG1e1G2e2G3e3803.263.5161.581.7125.812.262983.07kNm E11E225.25.67284.683.35983.16kNm MbKtMb3.031.6,满足要求。 Mb(五)基底承载能力验算: 合力N到挡土墙趾b的水平距离c, 如图12所示:
cMMM2859.56983.162.15m 873.38VGbbn合力N对基底中心偏心距e由图可见,ab1e1.28m; 2b1c0.435m 2图12 基底承载力计算
b因为e10.572m, 此时,
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Pkmax2V3la2873.384.kPa1.2fa360kPa,不能满足。
311.28(六)墙身自身强度验算: 取变截面22验算,如图13所示:
图13 挡土墙墙身强度计算
H11.2m;同理:q10.41kNm2,
Ea10.41H4.59kN,EaI1到o的竖直距离:II1H5.6m 2Ea2c11q2H1.2rH2ka222.46kN,EaI2到o的竖直距离: 221I2H3.73m;
3墙身自重:G1G1803.26kN,
G1到o的水平距离:
H3.260.253.03m, 22803.263.03(4.595.6222.463.73)1.96m, 合力N对o距离c803.26bbec0.33m,e0.m。 26e1(1)抗压强度计算:
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由《砌体结构设计规范》(500032001)表3.2.17知f0.21MPa; 由《砌体结构设计规范》5.1.1,1.5H11.2e 1.55.153,0.101,
h3.26h查表D.0.13取0.59;N1.2G1963.91
NufA0.590.211033.26403.9N,不能满足。
(2)抗剪强度验算:
由《砌体结构设计规范》5.5.1得剪力:
Q1.40.7Ea11.35Ea24.591.35222.46304.9kN
由于砂浆强度为0,取fv0
0G0803.26246.4kNm2,00.8(查表5.5.1)0.12
fA3.26Vu(fv0)A(00.12246.4)3.2696.39kNQ304.9kN,不满足要
求。
九、鉴定结论
长沙师范学校艺术馆西侧挡土墙砌筑质量差、密实性和整体性不好、排水不畅、变形不稳定、承载力不满足规范要求,已存在严重安全隐患,应尽快采取措施进行处理。
十、处理建议
(1)请有资质的设计院对该挡土墙进行专门设计; (2)拆除现有挡土墙,按新设计图纸重新施工。
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(正文完,本报告连同附件共19页)
检测鉴定: 报告编写: 报告审核: 报告批准:
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二O一O年六月十八日
中南大学土木工程检测中心 实用标准文档
附件一 挡土墙平立剖面图
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