扶壁式挡土墙.docx

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扶壁式挡土墙

墙背填土与墙前地面高差H=6m，填土表面水平，上有均布荷载20KN/m2,地基承载力特征值

200KN/m2，填土物理参数分别为r=16.8KN/m3,c=15kpa,25°底板与地基摩擦系数0.5

是对该挡土墙进行设计。

2.挡土方案：

拟采用扶壁式挡土墙

3.主要尺寸拟定：

1

根据《支挡结构设计》取基础埋深L=1.5m,则挡墙高度H0l0取墙高的一即l0=3.6m。

墙面板边缘2

亠、1

与扶壁间距为0.4|0=1.44m，取1.5m。

扶壁厚度为|0=0.45m取0.5m，立壁顶宽取0.5m墙趾

8

1

板与墙踵板水平设置。

厚度均为靠近立壁处厚度为一H0075m取0.8m底板长

10

Ll02l2b=7.6m，用墙踵边缘的竖直面作为假想墙背面，由于填土表面水平且墙顶齐平，

在均布荷载作用下，主动土压力系数：

0.406，

Ka=tan2（45o——）二tan（45o—

2

1

H02Ka

H°qKa

16.87.520.4067.5200.406252.735KN

2

根据《支挡结构设计》式4.7有：

B3KsEaXEayB2

（Hh。

）

式中Ks――抗滑安全系数，取Ks=1.3

取E33=5m

根据《支挡结构设计》式4.10有B1=0^H（2o+m2

K|（0+m）

均布荷载引起的土压应力,

式中：

B墙趾板长（m）

0=h°Kw16.81.190.4068.115KPa

则B,

0.50.57.5（28.115+51.156）

1.6（8.115+51.156）

0.25+（0.55）

0.043m

计算结果为负说明说明若仅为了保证稳定性可以不设趾板,

均匀取E=0.5m

但为了减少踵板配筋使地基反力趋于

4.荷载计算

1）土压力计算

根据《挡土墙设计实用手册》

2.50-1Eax

122q22

2H（1耆（1tantanz）cosL

式2.51有EayEaxtan（E）

11

式2.48有E（90°）-（

22

1（90°

）1（

上式中：

e――第二破裂面与竖直线夹角

综上所述：

EE45°—32.5

2

因此在填土部分发生第二破裂面

（2）区域OABC内填土自重：

（3）结构自重

5.抗倾覆稳定性验算

稳定力矩：

MqkEaxEg

1920.1162.2334287.619KNM

抗倾覆稳定性系数Kl

Mzr

Mqr

22412.933

5.2271.6满足要求

4287.619

6.抗滑移稳定性验算:

竖向力之和NG1rG?

r

Eay7423.538KN

墙踵板底端填土引起的压应力,

H0Kw16.87.50.40651.156KPa

抗滑力N3716.269

pjl0

20

30.9573.6

20

受力最大板条跨中正弯矩

KNM

扶壁两端负弯矩M端二

pjl0

12

33.434KNM

滑移力：

Eax1920.116KN

抗滑稳定性系数KsN

Eax

1.935

1.3

7.地基承载力验算：

BMzrMqk

22412.9334287.619

B‘

偏心距e

3.0

0.561m1m

2N

7432.538

6

8.内力计算

①墙面板

a.墙面板水平内力

水平内力可简化为下图所示：

2

水平板条的最大剪应力发生在扶壁两端，可假设其值等于两扶壁间水平板条上法向土压应力之和

的一半，受力最大板条扶壁两端剪力

討02

2

55.723KN

b.墙面板竖向内力

墙面板跨中竖直弯矩沿墙高分布如下图:

负弯矩使墙面板靠填土一侧受拉，发生在墙面板下

H

一范围，最大负弯矩位于墙面板的底端

M底0.03（功+0）一儿28.272KNM

2墙踵板

1237.826kPa272.509kPa

与M1对应的等代力Nd吐88.529kN

5B3

踵板及两肋板自重（两肋板分摊到每延末）

踵板及以上所有外力产生的竖向力之和：

N7342.53&N

踵板及以上所有外力产生的竖向力之和扣除踵板部分多算的土压力后与基底反力之差：

由于假设了墙踵板与墙面板为铰支座链接，作用于墙面板的水平土压力主要通过扶壁传至踵

板，故不计算墙踵板横向板条的弯矩和剪力。

最大纵向负弯矩:

Md

wL0

12

137.622kNm

最大纵向正弯矩:

Mz

wL。

2

20

82.573kN

踵板端部与肋板结合处的最大剪力:

L0229.370kN

3墙趾板（趾板内力按整个墙长计算）将墙趾板看成悬臂梁计算:

墙趾板自重产生向下的剪力与弯矩:

基地压力产生向上的剪力与弯矩:

4肋板（扶壁）

8.115kPah,45.683kPaH1

6.7m

Hz

H13.35m

2

h,

122.842kPa

2

Sw

0.91Lob

0.91

3.6

0.53.776m

12B20.5120.5

6.5

Sw，满足

肋板底部水平力和弯矩：

1212L121276

Mx（—H,0-H,H1）（—6.78.115—6.745.683）1990.919kNm

x21061H226

肋板中部水平力和弯矩：

叽Pz2°

1h

6

；z£（23.35

8.115

13.35222.842）7.6335.386kNm

62

肋板两侧水平及竖向拉筋计算时拉刀：

水平拉力：

fh

1

2

1

詔0330.957

3.6

55.723kN

竖向拉力：

FV

1

1

wg。

-127.428

3.6

229.370kN

22

9.结构设计

（1）结构设计所需材料参数

混凝土选用C30,轴心抗压强度设计值fc14.3N/mm2,抗拉强度标准值

222

氐2.01N/mm，抗拉强度设计值ft1.43N/mm，弹性模量30000N/mm，主筋选

HRB400，抗拉强度设计值fy360N/mm，箍筋采用HRB335，抗拉强度设计值

2o

fy300N/mm，弹性模量为200000N/mm211.0，10.8，钢筋最外侧保护层厚

度c=50mm。

（2）趾板结构设计

标准弯矩：

Mk

202572000Nmm

设计弯矩：

M

334243900Nmm

标准剪力：

Vk

801564N

设计剪力：

N

1322580.6N

a.截面设计

设计尺寸：

h=800mmb=7600mm

初步估计h0750mm，

2

故趾板按最小配筋率取A12160mm，选配62C16@125mm

实际面积：

As12267.1mm

b.最大裂缝验算

实际的有效高度：

h08005016742mm

2

等效应力:

Mk

202572000

sk

0.87h0As0.8774212267.125.580Pa

取=0.2

cr

1.9,Cs50mm

maxcr

（1.9cs0.08

Estc

1.90.2孕

200000

16

"500.08而）0.。

108°3mm满足

因此按构造配筋

（3）立壁板结构设计

1内侧纵向配筋

a.截面计算

设计计算尺寸

b=1000mm，h=500mm,h0450mm

标准弯矩Mk

33434000NM设计弯矩M55166100N

2mm

标准剪力Vk55723N设计剪力V91942.95N

22

故按小配筋率配筋As1000mm选筋9C16@125mm实配As=1809.9mm每延米配筋量

b.裂缝验算

2

Ae0.5bh0.51000500250000mm实际有效高度ho442mm

te空7.23961030.01取te=0.01等效应力sk=叫=48.039pa

Ae0.87h0As

2夕卜侧纵筋

外侧纵筋也按构造选筋916As1809.9mm间距125mm

立壁板在纵向配筋内外侧在整个竖向内均为66C16@125mm

2

内外侧总配筋面积均为：

A5=11060.5mm2

3内侧竖向筋

a.正截面计算

设计计算尺寸，b=1000mm,h=500mm,h045mm

标准弯矩Mk28272000Nmm,设计弯矩M46648800Nmm

、，2

按最小配筋率配筋A1000mm选配9C16@125实配A1809.9mm（每延米配筋量）

b.最大裂缝验算

实际有效高度h0h50

16

442mm

2

等效应力

28272000

sk

0.87h0As

40.622pa

0.874421809.9

4外侧竖向筋

按构造选配9Cl6@125mm

2

实配1809.9mm

立壁板在竖向配筋内外侧在纵向均为6216@125mm

内外侧总配筋面积均为A12468.2mm2

（4）踵板结构设计

1踵板顶面横向水平钢筋

该钢筋主要是为了使墙面板承受竖向负弯矩的钢筋得以发挥作用而设置的，承受与墙面板竖

向最大弯矩相同的弯矩。

即标准弯矩Mk0=750mm.

根据以上计算该处配筋也按构造配筋pminbh0.2%10008001600mm2

选配7C18@160mm，整个计算单元内配筋量48C18@160mm

2踵板顶面纵向钢筋

踵板纵向钢筋主要承受踵板扶壁两端负弯矩和正弯矩，因此需要顶面和底面都布置纵向钢筋。

1）踵板顶面纵筋

a.截面计算

标准弯矩Mko=75Omm.

踵板顶面纵筋按构造配筋，选配9C16@125mmb.最大裂缝验算

16

实际有效高度h080050742mm

2

等效应力

Mk

sk

0.87hoAs

137622000

0.877421809.9

117.79Pa

在整个单元内踵板顶面配筋量41C16@125mm

2）踵板底面纵筋

根据计算可知，该截面也按构造配筋，因此踵板底面纵筋配筋量为41C16@125mm

（5）板肋结构设计

①肋板两侧横向水平钢筋

a.截面设计

标准拉力Nk=55723N，设计拉力N=919578N

设计计算尺寸b=1000mm,h=500mm

N91957822

受拉钢筋设计面积A255.348mmminbh1000mm

fy360

按构造配筋选配8C16@300mm

b.最大裂缝验算

有效受拉混凝土截面面积Aebh500000mm2

按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋的配筋率

企0.00320.01,取te0.01

Ate

不均匀系数

1.10.65「1.10.652.01,

Ptesk0.0134.636

2.6720.2,取

0.2

构件受力特征系数

cr2.7,Cs50mm

肋板两侧水平拉筋按等间距布置，两侧总根数42根，每侧21根。

②肋板两侧竖向钢筋

标准拉力Nk=229370N，设计拉力N=378460.5N

设计计算尺寸b=1000mm,h=500mm

N378640522

受拉钢筋设计面积A一1051.28mmminbh1000mm

fy360

选配8C16@300mm，实配面积1608.8mm2

由上可知裂缝验算也满足要求。

肋板两侧水平拉筋按等间距布置，两侧总根数32根，每侧16根。

3肋板斜拉筋设计

a.肋板与踵板交接处正截面抗弯配筋

标准弯矩Mk

设计计算尺寸b=500mm,hBB25500mm,h00.9h4950mm,

Sw0.91Lb3776mm.

判断截面类型：

按第一类T型截面设计。

，转化为

根据最小配筋率配筋，选配14C25（三层布置），实际配筋面积As6872.6mm

垂直截面面积A

§Assin6872.6sin53.2675507.917mm2

则实际有效高度

1

As

ho=5412.5mm,-0.2035min0.2%满足要求。

bh0

实际受压区高度x-Asf^5507.917360277.322mmB2500mm

/cb1.014.3500

b.肋板中部正截面抗弯配筋

标准弯矩Mk

设计计算尺寸：

SwbB3

bz-2.138mmhz-B23000mm,h°0.9hz2700mm，b=500mm.

22

判断截面类型：

按第一类T型截面设计。

根据最小配筋率配筋，选配

垂直截面面积ASAssin

8C25（2层布置），实际配筋面积A3927.38mm2，转化为

3927.38sin53.2673147.38mm2

则实际有效高度ho=2925mm.

As

bhc

0.215

min

0.2%满足要求。

实际受压区高度x

3147.38360

1fcb1.014.3500

158.47mmB2

500mm