扶壁式挡墙计算书.docx

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扶壁式挡墙计算书

扶壁式挡土墙算例

某工程要求挡土高度为8.3m，墙后地面均布荷载标准值按qk=10kN/m2考虑，

墙后填土为砂类土，填土的内摩擦角标准值

=35°，填土重度γm=18kN/m3，墙后

填土水平，无地下水。

地基为粘性土，孔隙比e=0.786，液性指数IL=0.245，地基

承载力特征值fak=230kPa，地基土重度γ=18.5kN/m3。

根据挡土墙所处的地理位

置及墙高等因素综合考虑，选择采用扶壁式挡土墙，挡土墙安全等级为二级，试设

计该挡土墙。

解:

IL=0.245<0.25属坚硬粘性土，土对挡土墙基底的摩擦系数μ∈（0.35,0.45），

取μ=0.35。

查规范得ηb=0.3、ηd=1.6。

1）主要尺寸的拟定

为保证基础埋深大于0.5m，取d=0.7m，挡土墙总高H=8.3m+d=9m。

两扶壁净距ln取挡墙高度的1/3~1/4，可取ln=3.00~2.25m，取ln=3.00m。

用墙踵的竖直面作为假想墙背，计算得主动土压力系数

根据抗滑移稳定要求，按式（3-6）计算得：

取B2+B3=4.80m，其中B2=0.30m，B3=4.50m。

计算结果为负数说明若仅为了保证稳定性的要求不需设置墙趾板，但为了减少墙踵板配筋及使地基反力趋于均匀，取B1=0.60m。

B=B1+B2+B3=0.6+0.3+4.5=5.4m。

图1挡土墙基本尺寸

2）土压力计算

由于填土表面水平，第一破裂面与铅垂面夹角

第二破裂面与铅垂面的夹角

墙顶A与墙踵C连线AC与铅垂面的夹角

因为α=27.35°<αi=27.5°，因此，不会在土体中出现第二破裂面，AC连线

为实际破裂面。

按库伦理论计算土压力。

3）自重与填土重力

a、立板+底板自重

钢筋混凝土标准重度

=25kN/m3，其自重为：

b．填土重及地面均布荷载总量

墙身自重计算时，扶壁自重按填土计算，另墙趾上少量填土重量略去不计导致各项验算稍偏安全。

4）抗倾覆稳定验算稳定力矩：

倾覆力矩：

满足抗倾覆稳定性要求。

5）抗滑移稳定性竖向力之和：

抗滑力：

滑移力：

满足抗滑移稳定性要求。

6）地基承载力验算按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，各分项系数取1.0。

欲求基底偏心距e，先计算总竖向力到墙趾的距离：

地基承载力修正值计算：

地基压力计算：

由于

则

时必然满足

7）结构设计

采用C25混凝土和HRB335级钢筋，

。

⑴立板设计

a．土压力计算

立板荷载均考虑墙后静止土压力。

由于土体不存在滑动趋势，且墙面光滑，则静止土压力为水平方向。

图2立板荷载图

b.将立板划分为上、下两部分，在离底板顶面1.5Ln=1.5×3.00=4.50m高度以下的立板，可视为三边固定一边自由的双向板；离底板顶面4500mm高度以上的部分视为沿高度方向划分为单位高的水平板带，以扶壁为支撑，按水平单向连续板计算。

现以距墙底4.5~5.5m（即距墙顶4.2~3.2m）区间的立板为例进行计算。

距离墙顶0~3.2m区间的立板计算可参照进行。

对于砂性土

取

由于计算的配筋低于最小配筋，故简化公式适用。

选用

混凝土的抗剪能力满足要求，不需配置腹筋。

U型筋计算

3

s

上式计算出的As为每延米单肢U型筋的截面积。

配

10@250，As=314mm2

U型筋，开口方向朝向墙背，水平放置。

距墙底0~4.5m（即距墙顶8.7~4.2m）区间按三边固定，上边缘自由的矩形板计算。

图3立板较下部分荷载图

可将荷载简化为一三角形荷载和一矩形荷载的叠加，查表计算。

取A=A=520mm2，由于计算的配筋低于最小配筋，故简化公式适用。

选用12@200

Asx=565mm2

取Asy=Asmin=520mm2，由于计算的配筋低于最小配筋，故简化公式适用。

选用12@200，Asy=565mm2

0

，简化公式适用

选用12@150，

。

⑵底板设计

图4底板基底应力分布图

a.墙趾板端部弯矩与剪力

按式（3-15）：

选用12@180,As=628mm2。

按式（3-13）：

b．墙踵板计算

，按三边固定，一边自由的双向板计算。

图5墙踵板荷载计算图

可简化为一个矩形荷载和一个三角形荷载，计算方法类似于立板的距墙底0~4.5m（即

距墙顶8.7~4.2m）区间。

本例仅选用Mx、M0x及Asx、A0sx进行计算，其它内力及配筋计算

读者可参照进行。

图6中的荷载可简化为一个三角形荷载q=110.6kN/m2和一个矩形荷载

q=-55.7kN/m2。

x

M=0.0384×（-55.7）×32+0.0200×110.6×32=0.65kN×m

x

M0=-0.0794×（-55.7）×32-0.0407×110.6×32=-0.71kN×m

由于弯矩计算值均太小，无配筋计算的必要，均按构造配筋。

⑵扶壁设计

立板在扶壁与墙踵板交接处的铰线应不为45º，该铰线与水平线的夹角应略小于45º，但为设计方便，将其按45º计算，这样做的计算结果将稍偏小。

土压力的作用线临底板处应力为外

图7扶壁土压应力分布图

，故按最小配筋率配筋，取As=0.22%×400×（4800-40）=4189mm2

故扶壁混凝土的抗剪能力即能满足抗剪要求，不必配置抗剪腹筋。

图8扶壁式挡墙配筋图