扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计

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1、扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计摘要:根据扶壁式钢筋混凝土扌当土墙设计经验，依据规范，对扶壁式钢筋混凝土挡土墙在设计中如何选择合理的模型、如何分析各部分内力计算及各部位构造要求等问题提出的建议，可供工程设计参考。关键词:扶壁式钢筋混凝土挡土墙;滑移稳定;倾覆稳定;复合桩基；一、适用条件和构造耍求：当墙身高度大于或等于8m时，若釆用悬臂式钢筋混凝土挡土墙，往往墙身过厚，很不经济，此时若采用扶壁式钢筋混凝土挡土墙，常常能收到满意的经济效果。扶壁式钢筋混凝土扌当土墙由垂直墙身、基础底板和扶壁组成，基础底板划分为外挑板和内挑板，如图1所示。图1扶壁式挡土墙扶壁式扌当土墙各部分

2、尺寸的一般构造要求如下：墙高H>8m,基础宽度1取(1/3-1/2)H,扶壁间距L取(1/3-1/2)H,扶壁厚度>300-400mm,扶壁顶宽>300-400mm,基础底板外挑板厚度不应小于200mm,基础底板内挑板厚度不应小于250mm,垂直墙身顶部厚度不宜小于150mm,墙身底部厚度由计算确定，但不小于150mm。为了降低水压的影响，减少墙背而的水平压力，墙后应做好排水措施。当墙后填料是砂砾土时，可以在墙背底部设置一层卵石排水层，在墙身屮每隔3m左右设置10-15cm孔径的泄水孔;当墙后填料为粘土或其他低孔隙率土时，在墙背面应先铺设一层厚度为300mm以上

3、的卵石滤水层，然后再在卵石外面分层夯填粘土。基础埋深不小于lm,冻胀类土不应小于冻结深度以下0.25mo挡土墙应每隔25m左右设置一条30mm宽的伸缩缝，缝内填沥青麻丝或沥青木丝板。二、荷载及水平土压力计算挡土墙荷载除自重外，主要为土压力。土压力又分为垂直土压力和水平土压力，垂宜土压力的计算较为简单，而水平土压力可采用《建筑地基基础设计规范》GB/T50007—2002的公式、库伦理论或朗金理论计算，本次设计推荐朗金理论进行计算。为简化计算及偏于安全起见，可忽略墙身前被动土压力的影响，只考虑主动土压力，并忽略墙身后面的填土与墙身间的摩擦力。计算挡土墙的强度用设计

4、值，计算地基承载力、滑移稳定和倾覆稳定时用标准荷载。荷载分项系数取值如下：对于自重、土，「1・2;对于地面均布活荷载和地下水r=1.3-1.4o取挡土墙单位长度lm进行计算,挡土墙水平土压力的标准值按下式计算(图2)：图2墙身顶部处:ql=PKtg2(45o-(p/2)(1)地下水位顶面处：q2=[PK+rt(H1-Hw)]tg2(45o-(p/2)(2)墙身底部处：q3=[PK+rt(H1-Hw)+(rt-0.7rw)Hw]tg2(45o-(p/2)+rwHw(3)式中：Pk・地面均布活荷载标准值(KN/m2)rt■土的标准重度(KN/m3)(P■墙后填土的内

5、摩擦角rw■水的标准重度(KN/m3)Hl■扌当土墙墙身顶面到其底面的距离(m)Hw■地卜冰位顶面至墙身底面的距离(m)三、内力计算1.垂直墙身和基础底板内挑板(墙趾板)均按三边支承一边自由板计算。2.底板外挑板(墙踵板)按单向悬挑板计算3.扶壁扶壁为墙身的支座，求出墙身板边缘的剪力，就可得到扶壁所受的水平荷载,然后再按悬臂梁计算扶壁的内力。墙身板的边缘剪力系数可查表求得。四、滑移稳定计算按F式计算(图3)：[µ(Wk+Gk)cosaO+µXksinaO]/[XkcosaO-(Wk+Gk)sinaO]>1.3(4)Wk=Wlk+W2kXk

6、=Xlk+X2k式中：Wlk-墙身口重的标准值(KN)W2k・・底板自重的标准值(KN)Gk-底板DE段范围内地面活荷载标准值和土自重标准值之和(KN)Xlk■■地而活荷载标准值所产生的水平压力(KN)X2k-±自重标准值所产生的水平压力(KN)µ-挡土墙基础底面与地基土的摩擦系数a0・■基础底面与水平面的夹角(度)，对于砂土或粘性土一般不宜大于6°,对于碎石土和岩石一般不宜大于11%五、倾覆稳定计算按下式计算(图3)MzVMqk>1.60(5)Mzk=》Wikxi+GkxfMqk=SXikyi式中：Mzk—标准荷载Wlk、W2k、61<对(：点的稳

7、定力矩总和(KN-m)Mqk—标准荷载Xlk、X2k对C点的倾覆力矩总和(KN・m)图3六、地基承载力计算1、地基压力P(KN/m2)计算偏心距eO(m)e=(Mz-Mq)/[(W+G)cosaO](6)eO=B/2・e(7)当eOB/6吋：Pmax=[2(W+G)cosaO]/3ePmin=O(9)式中：e一垂宜于基础底板而的合力到最大应力Pmax边缘的距离(m)B—基础底板的宽度(m)P一地基压力设计值在垂直于基础底板底面方向的分力(KN/m2)G—底板DE段范围内

8、地面活荷载设计值和土自重