钢筋混凝土扶壁式挡土墙设计
钢筋混凝土扶壁式挡土墙设计
基本烈度(度)
7
8
9
地震角
非浸水
1 30'
3
6
浸水
2 30'
5
10
② 按照我国《公路工程抗震设计规范》的挡土墙抗震验算
我国《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004—89)规定,验算挡土墙的抗震强 度和稳定性,只考虑垂直路线走向的水平地震作用。地震作用应与结构重力、土的 重力和水的浮力相组合,其它荷载均不考虑。
验算
验算
验算
验算
抗滑动稳定系数 Kc
1.1
抗倾覆稳定系数 Ko
注:H为挡土墙墙趾至墙顶面的高度(m)。
1.2
挡土墙第i截面以上墙身重心处的水平地震荷载,应按下式计算:
Eihw CiCz KhiwGiw
式中
Eihw ——第 i 截面以上墙身重心处的水平地震荷载(kN); Ci ——重要性修正系数,应按表 2.7 采用; Cz ——综合影响系数,取 Cs =0.25; Kh ——水平地震系数,应按表 2.8 采用; Giw ——第 i 截面以上墙身圬工的重力(kN); iw ——水平地震荷载沿墙高的分布系数,应按表 2.9 采用。
200mm,墙背取竖直面,地板厚度大于等于200mm。
底板在与立臂相接处厚度为(1/12~1/10)H,而墙趾板 墙踵板端部厚度不小于300mm;其宽度B可近似取(0.6~ 0.8)H,当遇到地下水位高或软弱地基时,B值应适当增大。
1) 墙踵板长度(抗滑移稳定) 墙踵板长度(图3.19)的确定应以满足墙体抗滑稳定性
底 H1 第三 H1 第二 H1 顶 H1
2.4.1扶壁式挡土墙的构造 2.4.2扶壁式挡土墙设计
(1)扶壁式挡土墙上的土压力计算
扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计
扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计在各类土木工程建设中,挡土墙的应用广泛而重要。
其中,扶壁式钢筋混凝土挡土墙凭借其独特的结构优势和良好的性能,成为了一种常见的选择。
接下来,让我们深入了解一下扶壁式钢筋混凝土挡土墙的设计要点。
一、扶壁式钢筋混凝土挡土墙的工作原理扶壁式钢筋混凝土挡土墙主要由墙面板、扶壁、墙趾板和墙踵板组成。
墙面板直接承受土压力,将其传递给扶壁和基础。
扶壁则起到增强墙体稳定性和抗弯能力的作用,通过与墙面板和基础的连接,共同抵抗土压力和其他外力的作用。
墙趾板和墙踵板分别位于墙体的前端和后端,主要用于增加基础的抗倾覆和抗滑移能力。
二、设计前的准备工作在进行扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计之前,需要收集一系列相关的资料和数据。
首先是地质勘察报告,了解工程所在地的地质条件,包括土层分布、土的物理力学性质、地下水位等。
其次是地形地貌资料,确定挡土墙的位置、高度和长度,以及周边环境对挡土墙的影响。
此外,还需要明确挡土墙所承受的荷载,包括土压力、车辆荷载、地震作用等。
三、土压力的计算土压力是扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计中最关键的荷载之一。
常用的土压力计算方法有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
在实际工程中,需要根据具体情况选择合适的计算方法。
同时,还需要考虑土的性质、填土的坡度、墙背的粗糙度等因素对土压力的影响。
对于地震区的挡土墙,还需要计算地震土压力,以确保挡土墙在地震作用下的安全性。
四、墙体结构设计1、墙面板设计墙面板的厚度通常根据其受力情况和构造要求确定。
在计算墙面板的内力时,需要考虑水平土压力和竖向荷载的作用。
一般情况下,墙面板可按单向板或双向板进行设计。
2、扶壁设计扶壁的间距、厚度和高度需要根据墙体的高度、土压力大小以及混凝土的强度等级等因素综合确定。
扶壁的内力计算较为复杂,需要考虑其与墙面板的共同作用。
3、墙趾板和墙踵板设计墙趾板和墙踵板的尺寸主要取决于基础的承载力和墙体的稳定性要求。
其厚度应满足抗弯和抗剪强度的要求。
扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计
力。 计算挡土墙的强度和地基承载力时用设计荷载,计算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 ,7 ^ 1丨20;对于地面均布活荷载和地下水 30-1.40。
取挡土墙单位长度1瓜进行计算,挡土墙水平土压力的标准值按下式计算〔图 2 〉:
墙身顶部处:
01 : 卩 乂 ⑷ 。-
3^挡土墙计算:采 用 025混凝土,I 级钢筋(钐,II级钢筋(安) 计算过程从略,下面仅列出计算结果。 ( 工)滑移稳定
⑵倾覆稳定
义匕005 00 ― (界15十0^)5111 0000 : 1‘85〉 1,30,可。
^ 二2丨2 〉 1 5 ,可。
门)地基承载力
地基压力:
地 基 最 大 压 财 :?腿 ^ 605^
地基承载力应满足下式要求:
尸順 《 1.20义
⑶)
式 中 地 基 承 载 力 设 计 值 (抓 / 历2),当 匆 判 时 ,宜乘以折减系数&后使用:
00 = 0 时
时
1^二0^90,00= 11 时 ^ 二!).80。
七、设 计 实 例 、 下面是某海关工程采用的扶壁式钢筋混凝土挡土墙, 于 1999年 6 月竣工,使用至今效 果良好。 1.基本数据
四、滑移稳定计算
按下式计算( 图 3 〉:
十0^)005 00 十^5111 0 0 ^
⑷
^^005 00 ~
0^)5111 00 ’
见 广 灰 比 十 211 X严 “ +瓜
式中: V 广墙身自重的标准值(奶 ) 〜一底板自重的标准值^抓 )
— 底 板 0 2 段范围内地面活荷载标准值和土自重标准值之和( 咖 ) X 仏一地面活荷载标准值所产生的水平压力( 咖 ) 乂2广土自重标准值所产生的水平压力( 抓 )
钢筋混凝土扶壁式挡土墙的设计
钢筋混凝土扶壁式挡土墙的设计摘要:当挡土墙较高时,不加扶壁会导致墙身过厚,或当遇到工程场地窄小, 挡土墙底板宽度受到限制时,可采用扶壁式挡土墙。
本文简要说明扶壁式挡土墙的计算原理并对有关应用的问题进行探讨。
关键词:适用条件和构造结构方案结构计算安全性及其应用一、适用条件和构造要求扶壁式挡土墙由垂直墙板、基础底板和扶壁组成,基础底板分为外挑板和内挑板,挡土墙的示意图如图所示。
扶壁式挡土墙各部分尺寸一般构造要求:墙高H≥8m,基础宽度取墙高(3-1/2),扶壁间距取墙高(3-1/2),扶壁厚度≥300-400mm扶壁顶宽≥300-400mm,础底板外挑厚度不应小于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,墙身地部厚度由计算确定,且不小于150mm,为降低水压的影响,减少墙背面水平压力,墙后应做好排水措施,在墙身美隔3米交错设置10—15cm孔径的泄水孔,基础埋深不小于1米,冻胀类土不应小于冻深一下0.25m,挡墙每隔25m左右设置一条30mm宽的施工缝,缝内填塞沥青麻丝。
需获得工程地点的平面地形图及相关的地形剖面图,同时去现场实地踏勘或测量,必要时对现场进行专门的地质勘察工作,获得工程地质勘察部门提交的工程地质勘察报告。
设计人员应根据工程特点及挡土墙设计需要,对勘察工作提出具体要求。
,二、扶壁式挡土墙结构设计方案的确定对于一个挡土墙的结构设计,应当根据现场的自然地形、地质及当地的经验及技术条件,综合考虑选定一个最优的设计方案。
这个方案应是符合国家的经济技术方针、政策、规范及条例,技术先进,安全可靠,造价经济,施工方便的挡土墙结构。
在设计中,由于挡土墙的设置受到墙高、外力、地形、挡土墙后回填土类别、地基持力土层类别、水文条件、建筑材料、挡土墙的用途等影响,应根据工程实际需要,按照具体情况确定合适的挡土墙方案,对几个方案进行比较,进而调整优化方案。
方案比较一般包含两个方面:(1)土墙和其他结构(如护坡、抗滑桩等)的比较;(2)土墙本身结构形式的比较,通过比较才能确定最终方案三、扶壁式挡土墙结构计算对于一般扶壁式挡土墙,墙体允许有小量的位移和转动,所以用主动土压力计算是比较合适的,对于墙体比较厚,在顶端为不动铰或固定时,或者虽然顶端自由,但挡土墙建在基岩上而不容易移动和转动时,用主动土压力则偏小,可以用静止土压力计算。
扶壁式挡土墙计算示例(二)2024
扶壁式挡土墙计算示例(二)引言概述:本文为扶壁式挡土墙计算示例(二)文档,旨在通过实例演示如何进行扶壁式挡土墙计算。
扶壁式挡土墙是一种常用的土木工程结构,其设计和计算十分重要。
本文将详细介绍扶壁式挡土墙的计算方法和步骤。
正文内容:一、确定设计参数1.1 确定土壤参数:包括土壤的重度、内摩擦角和粘聚力等。
1.2 确定水平面荷载和垂直面荷载:根据具体工程条件和设计要求,确定扶壁式挡土墙所受的水平面荷载和垂直面荷载。
二、计算侧推力2.1 确定均匀侧推力:根据土壤参数和挡土墙高度,计算土层对挡土墙的均匀侧推力。
2.2 考虑局部均布荷载:如果挡土墙底部有局部均布荷载,需考虑其对侧推力的影响。
2.3 确定动力侧推力:根据挡土墙所受的动力荷载,计算动力侧推力。
三、确定抗滑稳定性3.1 计算土壤抗滑力:根据土壤参数和挡土墙的几何形状,计算土壤的抗滑力。
3.2 计算挡土墙的抗滑力:将土壤抗滑力与挡土墙的摩擦力进行对比,确定挡土墙的抗滑力。
3.3 考虑水平面荷载:如果挡土墙所受的水平面荷载较大,需考虑荷载对抗滑稳定性的影响。
四、确定抗翻倒稳定性4.1 计算土壤抗翻力矩:根据土壤参数和挡土墙的几何形状,计算土壤的抗翻力矩。
4.2 计算挡土墙的抗翻力矩:将土壤抗翻力矩与挡土墙的抗翻力矩进行对比,确定挡土墙的抗翻力矩。
4.3 考虑垂直面荷载:如果挡土墙所受的垂直面荷载较大,需考虑荷载对抗翻倒稳定性的影响。
五、设计挡土墙结构5.1 根据挡土墙的高度和土壤参数,选择适当的挡土墙结构形式。
5.2 进行挡土墙的结构设计,包括挡土墙的墙体厚度、钢筋配筋和预制件设计等。
5.3 考虑挡土墙的渗流问题,设计合适的排水系统。
总结:本文通过扶壁式挡土墙计算示例,详细介绍了扶壁式挡土墙的计算方法和步骤。
设计一个稳定、安全的扶壁式挡土墙需要对土壤参数、侧推力、抗滑稳定性、抗翻倒稳定性等进行综合考虑。
通过正确的计算和设计,可以确保扶壁式挡土墙的结构稳定和安全可靠。
扶壁式挡墙
扶壁式挡墙1. 简介扶壁式挡墙(Counterfort Retaining Wall)是一种常见的土木工程结构,广泛用于土方工程、水利工程和交通工程中。
它的主要作用是承受土压力和抵抗土体的侧向位移,以确保工程的稳定性和安全性。
本文将介绍扶壁式挡墙的特点、结构设计和施工过程。
扶壁式挡墙示意图扶壁式挡墙示意图2. 特点扶壁式挡墙相比其他挡墙结构具有以下特点:•高度适应性:扶壁式挡墙适用于各种高度的挡土墙,可以根据具体工程要求进行设计和施工。
•抗倾覆性:通过增加扶壁的数量和尺寸,扶壁式挡墙能够提高其抗倾覆能力,增强挡墙的稳定性。
•抗滑移性:扶壁式挡墙采用锚固拉索或地下连梁等技术措施,能够有效抵抗土体的滑移和位移。
•施工便利性:扶壁式挡墙施工相对简便快捷,需要的材料和工艺也较为常见和成熟。
3. 结构设计扶壁式挡墙通常由挡土墙体、扶壁和底座组成。
•挡土墙体:挡土墙体是扶壁式挡墙的主体承载结构,由混凝土或砌石等材料构成。
根据具体工程要求和土壤性质,挡土墙体可以采用不同的形式,如重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙等。
•扶壁:扶壁位于挡土墙体的后侧,起到增强挡墙抗倾覆能力和控制侧向位移的作用。
扶壁通常采用混凝土预制构件制作,并通过钢筋连接到挡土墙体上。
•底座:底座是扶壁式挡墙的基础部分,通常采用混凝土或岩石垫层构成,以提供充分的支撑和稳定性。
4. 施工过程扶壁式挡墙的施工一般包括以下步骤:1.地基处理:根据土壤条件和现场要求,对施工区域进行地基处理,如清除杂物、挖掘土方等。
2.基础施工:在挡墙底部进行基础施工,包括底座的浇筑和加固。
同时,根据需要在基础上设置排水系统,以提高挡墙的稳定性和排水效果。
3.挡土墙体施工:根据设计要求,进行挡土墙体的施工。
这一步骤通常需要使用模板,将混凝土或砌石等材料依次倒入,并进行振捣和养护。
4.扶壁施工:在挡土墙体施工完毕后,进行扶壁的施工。
扶壁通常采用预制构件,将其安装在挡土墙体上,并通过钢筋连接固定。
钢筋混凝土扶壁式挡土墙设计
钢筋混凝土扶壁式挡土墙设计钢筋混凝土扶壁式挡土墙设计1. 引言本文档旨在提供钢筋混凝土扶壁式挡土墙设计的详细说明和规范,以确保设计和建造过程的准确性和安全性。
2. 项目概述描述项目的背景和目的,包括设计和建造的地点、规模和预期效果。
3. 相关标准和规范介绍适用的标准和规范,如国家有关的建筑设计标准、地质勘探标准等。
4. 地质勘探和土壤分析描述进行的地质勘探和土壤分析的过程和结果,包括土壤的承载能力、抗滑稳定性等参数。
5. 结构设计5.1 墙体参数指定扶壁式挡土墙的高度、宽度、倾斜角度等参数。
5.2 钢筋设计根据土壤分析和结构要求设计钢筋的布置和直径,确保墙体的承载力和稳定性。
5.3 墙体厚度和倾斜角度计算根据土壤侧推力等参数计算墙体的最小厚度和倾斜角度。
5.4 基础设计设计墙体的基础,包括基础底板和地下承台的尺寸和钢筋布置。
5.5 抗滑稳定性计算进行抗滑稳定性计算,确保墙体在土壤侧推力的作用下不会发生滑动。
6. 施工要点详细说明施工过程中应注意的事项和操作步骤,包括基础施工、墙体浇筑、钢筋布置、水平度和垂直度控制等。
7. 施工质量控制描述施工质量控制的方法和要求,包括原材料检验、工艺控制、现场检查与监督等。
8. 安全事项强调施工过程中的安全注意事项,包括人员安全、材料使用安全、作业环境安全等。
9. 监测与维护说明对挡土墙的监测和维护要求,包括定期检查、裂缝监测、排水系统维护等。
10. 附件本文档所涉及的附件如下:- 地质勘探报告- 结构设计图纸- 施工图纸11. 法律名词及注释本文档所涉及的法律名词及其注释如下:- 扶壁式挡土墙:一种利用墙体结构抵抗土压力和土壤侧推力的挡土结构。
- 土壤承载能力:土壤能够承受的最大荷载。
- 抗滑稳定性:挡土墙在土壤侧推力的作用下不发生滑动的稳定性。
扶壁式挡土墙设计(一)(两篇)
引言:扶壁式挡土墙是一种常见的土木工程结构,用于稳定土体并防止土体滑坡和崩塌。
本文将详细介绍扶壁式挡土墙的设计理念、结构组成以及相关计算和施工要点。
概述:扶壁式挡土墙是一种利用挡土墙前的支撑结构承受土体背后侧压力的土木结构,它通过布设水平和垂直支撑来减少对挡土墙的背后土体施加的压力。
扶壁式挡土墙结构简单、经济高效,在土建工程中得到广泛应用。
正文内容:一、设计理念1. 挡土墙的稳定性分析详细阐述了扶壁式挡土墙的稳定性分析方法,包括土体侧压力计算、倾覆稳定性分析以及滑移稳定性分析等。
通过结构的合理设计,确保挡土墙能够稳定承载土体的背后压力。
2. 挡土墙的排水设计介绍了挡土墙的排水设计原则,包括在挡土墙内部设置排水设施,以确保墙体内没有积水,减少土体与墙体接触面积,提高墙体的稳定性。
二、结构组成1. 挡土墙的基础设计详细描述了扶壁式挡土墙基础的设计要点,包括基础的类型选择、基础的尺寸计算、基础的深度确定等。
强调了基础对挡土墙整体稳定性的重要性。
2. 挡土墙的墙体设计探讨了挡土墙墙体的设计原则,包括墙体的高度确定、墙体的倾斜角度选择以及墙体的厚度计算等。
通过合理的墙体设计,提高挡土墙的整体强度和稳定性。
3. 挡土墙的支撑结构设计介绍了扶壁式挡土墙中支撑结构的设计要点,包括水平支撑和垂直支撑的布设原则、支撑结构的材料选择以及支撑结构的稳定性计算等。
三、相关计算1. 土体背后侧压力的计算详细介绍了土体背后侧压力计算的方法,包括土体的体积重、土体的侧压力系数以及土体的水平力计算等。
通过计算得到土体施加在挡土墙背后的压力,为结构设计提供基础数据。
2. 挡土墙的倾覆稳定性计算阐述了挡土墙倾覆稳定性计算的方法,包括倾覆力矩的计算、倾覆系数的确定以及倾覆稳定性分析的步骤等。
通过计算为挡土墙的倾覆稳定性提供理论支持。
四、施工要点1. 扶壁式挡土墙施工步骤详细描述了扶壁式挡土墙的施工步骤,包括基坑开挖、基础浇筑、墙体砌筑以及支撑结构安装等。
扶壁式挡土墙设计
扶壁式挡土墙设计一、扶壁式挡土墙的结构组成扶壁式挡土墙主要由墙面板、墙踵板、墙趾板、扶壁和填土等部分组成。
墙面板是直接承受土压力的构件,通常采用钢筋混凝土预制板或现浇板。
墙踵板位于墙面板的底部后侧,增加了挡土墙的抗倾覆稳定性。
墙趾板位于墙面板的底部前侧,起到增加基底压力、减小基底应力不均匀分布的作用。
扶壁则是连接墙面板和墙踵板的竖向构件,增强了挡土墙的整体性和抗弯能力。
填土则是位于挡土墙后侧的土体,其性质和压实度对挡土墙的稳定性有重要影响。
二、扶壁式挡土墙的设计原则1、安全性原则确保挡土墙在各种工况下(如正常使用、地震、洪水等)都能保持稳定,不发生滑移、倾覆、地基承载力不足等破坏现象。
2、经济性原则在满足安全性的前提下,尽量降低工程造价,选择合理的结构形式、材料和尺寸。
3、适用性原则根据工程的具体情况(如地形、地质、填土高度、使用要求等),选择合适的挡土墙类型和设计参数,使其能够有效地发挥支挡作用。
4、美观性原则在一些对景观要求较高的工程中,应考虑挡土墙的外观设计,使其与周围环境相协调。
三、扶壁式挡土墙的设计计算1、土压力计算土压力的计算是扶壁式挡土墙设计的关键。
常用的土压力计算方法有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
对于填土表面水平、墙背竖直且光滑的情况,朗肯土压力理论较为适用;对于填土表面倾斜、墙背粗糙等情况,库仑土压力理论更为准确。
2、稳定性验算(1)抗滑移稳定性验算通过计算挡土墙在水平土压力作用下的抗滑移力和滑移力,判断其是否满足抗滑移稳定性要求。
抗滑移系数应根据墙底与地基土的摩擦特性确定。
(2)抗倾覆稳定性验算计算挡土墙在土压力作用下绕墙趾点的抗倾覆力矩和倾覆力矩,确保抗倾覆力矩大于倾覆力矩,满足抗倾覆稳定性要求。
(3)地基承载力验算验算墙底地基在竖向荷载作用下的平均应力和最大应力,使其不超过地基的容许承载力。
3、结构内力计算(1)墙面板的内力计算将墙面板视为连续梁,根据土压力分布和边界条件,计算其弯矩和剪力。
挡土墙设计(最全)
挡土墙设计(最全)一、挡土墙概述二、挡土墙类型及特点1. 重力式挡土墙(2)混凝土挡土墙:采用现浇或预制混凝土构件,强度高,适用于各种地质条件。
2. 悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙由立壁、底板和悬臂三部分组成,通过悬臂承受土压力。
适用于高度较大、地质条件较差的场合。
3. 扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙在悬臂式挡土墙的基础上,增加了扶壁结构,提高了挡土墙的稳定性。
适用于高度较大、地质条件较差的场合。
4. 钢板桩挡土墙三、挡土墙设计要点1. 土压力计算在设计挡土墙时,要准确计算土压力。
土压力分为主动土压力、被动土压力和静止土压力,应根据实际情况选择合适的计算方法。
2. 确定挡土墙尺寸根据土压力计算结果,确定挡土墙的尺寸,包括墙身高度、底板宽度、立壁厚度等。
3. 材料选择根据工程需求和地质条件,选择合适的挡土墙材料。
常见的材料有混凝土、砖、石、钢材等。
4. 稳定性分析对挡土墙进行稳定性分析,包括抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和地基承载力验算。
5. 细部构造设计考虑排水设施、伸缩缝、沉降缝等细部构造,确保挡土墙的使用寿命和安全性。
四、挡土墙施工注意事项1. 施工前应进行详细的地质勘察,了解地形地貌、土壤性质等条件。
2. 施工过程中,严格遵循设计图纸和施工规范,确保工程质量。
3. 加强施工现场安全管理,预防安全事故发生。
4. 施工完成后,对挡土墙进行验收,确保其满足设计要求。
五、挡土墙维护与监测1. 定期检查挡土墙在使用过程中,应定期进行外观检查,观察是否有裂缝、沉降、位移等现象。
一旦发现问题,要及时进行处理。
2. 维护措施针对检查出的问题,采取相应的维护措施,如修补裂缝、加固结构、清理排水系统等,确保挡土墙的稳定性和安全性。
3. 监测手段安装监测设备,对挡土墙的变形、土压力、地下水位等进行实时监测,以便及时发现潜在风险。
六、挡土墙设计与环境和谐1. 美观性在设计挡土墙时,考虑其与周围环境的协调性,采用合适的材料和造型,使挡土墙成为一道亮丽的风景线。
扶壁式挡土墙计算书
扶壁式挡土墙计算书一、设计资料1、挡土墙参数 挡土墙类型:扶壁式挡土墙 挡土墙的高度:8.00 m 挡土墙的顶宽:0.30 m 扶壁间距:3.00 m 扶壁板厚:0.20 m 墙趾宽度:1.50 m 墙趾高度:0.60 m墙踵宽度:2.70 m 墙踵高度:0.60 m 墙体材料的容重:24.00 kN /m3 墙背面与挡土之间的摩擦角:δ=10 ° 墙底与基土的摩擦系数:μ=0.60 2、配筋计算参数 混凝土强度等级:C20 钢筋级别:HRB335 裂缝计算钢筋等效直径:10.00 mm 混凝土保护层厚度:20.00 mm裂缝控制宽度:0.20 mm 3、土坡及荷载参数 坡面线段数:1 坡面序号 水平长度(m) 竖直长度(m) 1 5.00 1.00 面荷载距墙体水平距离:0.00 m 面荷载分布宽度:4.00 m 面荷载值:BP=10.00 kPa钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB 50010--2010)4.土层信息:二、计算结果1、挡土墙自重计算 挡土墙总重:W=118.08 kN /m 相对于趾点力臂:Z w =1.98 m600270060015008000300B P =10.010005000用墙踵的竖直面作为假想墙背,按朗肯理论计算: 墙踵上的土重:W 1=379.05 kN /m 相对于趾点力臂:Z w1=3.04 m2、土压力计算 土压力总值:E a =224.41 kN /m 土压力x 方向分量:E x =220.05 kN /m 土压力y 方向分量:E y =44.01 kN /m 土压力x 方向作用位置:Z x =4.50 m 土压力y 方向作用位置:Z y =2.95 m3、抗倾覆稳定验算 挡土墙抗倾覆稳定安全系数:K q =WZ w +E y Z xE x Z y=2.44 ≥1.6 抗倾覆稳定验算满足!4、抗滑移稳定验算 挡土墙抗滑移稳定安全系数:K h =(W+Ey)μEx=4.25≥1.3 抗滑移稳定验算满足!5、地基验算 基底合力的偏心距:e 0=B 2 -WZ w +E y Z x -E x Z y W+E y=0.53 m∵e 0<B /6∴基底地基土不出现零应力区,最大应力值:σmax =W+Ey B (1+6e 0B)=204.54 kPa基底压力最小值:σmin =W+Ey B (1-6e 0B)=35.97 kPa6、墙身截面强度验算1)墙面板截面强度验算 (1)墙面板的水平内力 替代土压力图形中,面板的法向土压应力值:σpj =26.35 kPa 扶壁之间的净距:L=2.80 m 扶壁两端的剪力:Q 端=36.89 kN /m 跨中弯矩设计值:M 中=13.94 kN·m /m 跨中弯矩标准值:Mk 中=10.33 kN·m /m 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率μ=0.06 % < μmin =0.15%当钢筋配筋面积A s =412.50mm 2时,最大裂缝宽度 ωmax =0.02 mm<0.20 mm 两端负弯矩设计值:M 端=-23.24 kN·m /m 两端负弯矩标准值:Mk 端=-17.21 kN·m /m 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率μ=0.10 % < μmin =0.15%当钢筋配筋面积A s =412.50mm 2时,最大裂缝宽度 ωmax =0.10 mm<0.20 mm (2)墙面板的竖向内力 最大正弯矩设计值:M 正=10.30 kN·m /m 最大正弯矩标准值:Mk 正=7.63 kN·m /m 抗弯拉筋构造配筋: 配筋率μ=0.05 % < μmin =0.15%当钢筋配筋面积A s =412.50mm 2时,最大裂缝宽度 ωmax =0.00 mm<0.20 mm 墙面板底端最大负弯矩设计值:M 底=-41.19 kN·m /m 墙面板底端最大负弯矩标准值:Mk 底=-30.51 kN·m /m当钢筋配筋面积A s =514.28mm 2时,最大裂缝宽度 ωmax =0.19 mm<0.20 mm2)底板截面强度验算按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,永久荷载效应起控制作用 竖向力引起的弯矩设计值:Mv=2103.25 kN·m /m 水平力引起的弯矩设计值:Mh=867.15 kN·m /m 总竖向力设计值:G=724.05 kN /m偏心距:e=B 2 -Mv-MhG =0.54 mm基底最大应力值:σmax =G B (1+6eB )=277.35 kPa基底压力最小值:σmin =G B (1-6eB)=44.45 kPa墙踵板根部点的地基压力设计值:pd=184.19 kPa墙趾板根部点的地基压力设计值:pb=199.72 kPa 按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合 竖向力引起的弯矩标准值:Mvk=1582.75 kN·m /m 水平力引起的弯矩标准值:Mhk=649.64 kN ·m /m 总竖向力标准值:Gk=541.14 kN /m偏心距:e=B 2 -Mvk-MhkGk =0.53 mm基底最大应力值:σmax =Gk B (1+6eB )=204.54 kPa基底压力最小值:σmin =Gk B (1-6eB)=35.97 kPa墙踵板根部点的地基压力标准值:pd=137.11 kPa墙趾板根部点的地基压力标准值:pb=148.35 kPa 配筋计算及裂缝验算(1)墙趾板墙趾板根部点的弯矩设计值:Mb=261.03 kN·m/m墙趾板根部点的弯矩标准值:Mbk=187.44 kN·m/m当钢筋配筋面积A s=1581.19mm2时,最大裂缝宽度ωmax=0.18 mm<0.20 mm(2)墙踵板墙踵板边缘的总竖向应力设计值:σw=236.95 kN·m/m 墙踵板边缘的总竖向应力标准值:σwk=170.53 kN·m/m 墙踵板与扶壁衔接处的剪力:Q端=331.73 kN/m跨中弯矩设计值:M中=92.88 kN·m/m跨中弯矩标准值:Mk中=66.85 kN·m/m抗弯拉筋构造配筋: 配筋率μ=0.10 % < μmin=0.15%当钢筋配筋面积A s=862.50mm2时,最大裂缝宽度ωmax=0.08 mm<0.20 mm两端负弯矩设计值:M端=-154.81 kN·m/m两端负弯矩标准值:Mk端=-111.41 kN·m/m当钢筋配筋面积A s=920.46mm2时,最大裂缝宽度ωmax=0.19 mm<0.20 mm3)扶壁截面强度验算距离墙顶x=2.47 m处截面宽度B=0.20 m截面高度H=1.20 m翼缘宽度BT=1.13 m翼缘高度HT=0.30 m截面剪力Q=37.27 kN截面弯矩设计值M=35.59 kN·m截面弯矩标准值Mk=26.36 kN·m抗弯拉筋构造配筋: 配筋率μ=0.05 % < μmin=0.15%当钢筋配筋面积A s=352.50mm2时,最大裂缝宽度ωmax=0.00 mm<0.20 mm距离墙顶x=4.93 m处截面宽度B=0.20 m截面高度H=2.10 m翼缘宽度BT=2.07 m翼缘高度HT=0.30 m截面剪力Q=125.01 kN截面弯矩设计值M=225.37 kN·m截面弯矩标准值Mk=166.94 kN·m抗弯拉筋构造配筋: 配筋率μ=0.10 % < μmin=0.15%当钢筋配筋面积A s=622.50mm2时,最大裂缝宽度ωmax=0.07 mm<0.20 mm距离墙顶x=7.40 m处截面宽度B=0.20 m截面高度H=3.00 m翼缘宽度BT=3.00 m翼缘高度HT=0.30 m截面剪力Q=263.22 kN截面弯矩设计值M=693.81 kN·m截面弯矩标准值Mk=513.93 kN·m抗弯拉筋构造配筋: 配筋率μ=0.15 % < μmin=0.15% 当钢筋配筋面积A s=892.50mm2时,最大裂缝宽度ωmax=0.16 mm<0.20 mm。
扶壁式挡土墙施工组织设计
二、工程分项施工方案(一)、施工组织:1、施工部署:1)本分项工程由项目部下属的专业施工队伍负责具体施工。
附件二:施工现场平面布置图2)临时用电:利用施工现场沿线10千伏高压线,根据本工程特点及用电量预测拟设变压器三台(1台315千伏安、1台250千伏安和1台200千伏安)。
选择部分区域设置两个临时变压器对施工现场供电,同时做好临时电线的支撑及保护。
3)临时用水:生活用水拟采用当地的自来水来满足要求。
(二)、施工方法1、施工准备1)施工前准备挡墙开工前,测定中线,建立临时水准点。
在挖槽见底,灌筑砼基础前,及时校测挡墙中心线及高程。
2)机械准备根据现有允许施工区域,拟投入主要人员20人,挖掘机1台,压路机6台,洒水车1 台,吊车1辆,装载机1辆。
5)施工测量准备:(1)测量控制原则认真对业主提供的测量数据进行复测,若在复测中发现有超出容许范围的误差,重新进行复测,直至无误为止。
利用业主所提供的控制点和资料,在现况路面进行控制适当加密,在没有控制点的施工区,新做测量控制网,其所作测量控制网点的原则与加密点原则相同,均应满足设计要求。
(2)控制点检测与横断面复核开工前,对平面、高程控制网点进行复测验线。
利用全站仪对导线点进行检测,配合自动安平水准仪及双面尺进行测量,将检测结果,及时上报监理工程师审批。
(3)挡土墙施工测量测量人员应严格按照施工中线、高程点控制挡墙的平面位置和纵断高程。
6)人员准备:附件四:人员配备一览表2、预制扶壁式挡土墙施工方法附件五:施工工艺流程图(1)开槽沟槽开挖前详细调查现况管线位置,物探人员测定管线高程并现场挖探坑,对现有管线做明显标记,开槽时遇有管线处必须人工开挖,施工中,遇到不明管线,及时妥善保护,并通知有关部门处理。
根据土质情况,当开挖深度小于4.0米时,开挖放坡坡度1:0.5,当开挖深度大于4.0 米时,开挖放坡坡度为1:0.75,挖槽时机械挖至距槽底标高20cm时用人工清底,不得超挖,严禁扰动槽底原状土。
扶壁式挡土墙
扶壁式混凝土挡土墙2、工艺流程:见“钢筋混凝土挡土墙工艺流程图”测量放样开挖基坑基坑修理、基底处理自检基底承载力、标高、基底处理浇筑砼垫层底板钢筋绑扎、预备侧墙钢筋支撑底板侧模浇筑底板砼支侧模绑扎侧墙钢筋浇筑侧墙拆除侧模墙背回填砂砾施工完毕砂、石料试验砂浆及砼配合比设计报监理审批报监理、设计、质监验收报监理、设计、质监验收3、质量标准及允许偏差(1)钢筋工程冷拉率:不大于设计规定;受力钢筋成型长度:+5mm,-10mm;弯起钢筋弯起点位置、高度:+20,0~-10mm;箍筋尺寸:0,-5mm;(2)模板工程相邻两板表面高差:2mm垂直度:0.1H,且不大于6mm表面平整度:3mm㎜轴线位移:10mm模内尺寸:+3mm、-8mm预埋件、预留孔位移:10mm(3)底板及侧墙砼工程砼强度:符合设计要求板平整度:8mm侧墙高度:±20mm墙面垂直度:15mm断面尺寸:+8mm、-10mm轴线位移:10mm4施工方法a 施工测量(1)平面控制利用施工段内导线控制网采用全站仪坐标放样法进行施工放样,并设纵横方向控制桩。
(2)利用施工段内的水准控制网引测到挡土墙施工区域内控制桩位,经复核无误后采取有效的保护措施,并在施工过程中经常进行复测检查其准确性。
(3)每次测量均需有完整详细记录,做到有测必记,作为主要的施工技术资料进行归档管理。
b 基坑开挖(1)基坑采用机械、人工配合机械进行开挖施工。
(2)基坑开挖严格按测量放线进行开挖,开挖时不得扰动基底土层,如发生超挖,必须采用级配砂砾石回填。
(3)基坑开挖后及时浇捣砼垫层,避免基坑土被浸泡和防止边坡坍塌。
根据土质情况,边坡采用自然放坡,特殊部位视具体情况采用钢板桩、木桩或砂袋等进行支护。
(4)基坑开挖后在坑边设置截水沟或筑水捻,防止施工用水及雨水冲刷边坡引起边坡坍塌。
c 钢筋工程(1)钢筋进场后必须按不同型号、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收、分别堆放,不得混杂,并应插标志牌以便识别。
扶壁式挡土墙(最终版)
于是得:
W W1 W2 W3 W4 W5 2
即
=(H1
+B 3
tg
h0)+ ht3
EB3 sin B3
2Et sin
B3
2.4
M1 B32Biblioteka 2W=(H1
+B 3
tg
h0)+ ht3
sin
B3
(EB3
2Et
)
2.4
M1 B32
如图(c)所示计算长度,按 下式计算, 且
LW b 12B2
LW l b
(中跨)
LW 0.91l b
(悬臂跨)
3)翼缘宽度
扶肋的受压区有效翼缘高度,墙顶 部,墙底部(或)中间为直线变化,
可知:
bi
b
12B2hi H1
bi
b
hil H1
四、配筋设计
扶壁式挡土墙的墙面 板、墙趾板、墙踵板 按矩形截面受弯构件 配筋,而扶肋按变截 面“T”形梁配筋。
12
pil 2
1
2
pil 2
于是得
l 0.41l
二、墙踵板结构计算
1)计算模型和计算荷载 墙踵板可视为支撑于扶肋上 的连续板,不计算墙面对其 的约束,而视其为铰支。内 力计算时,可将墙踵板顺墙 长方向划分为若干单位长度 的水平板条,根据作用墙踵 板上的荷载,对每一连续板 条进行弯矩、剪力计算,并 假定竖向荷载在每一连续板 条上的最大值均匀作用于板 条上。
扶壁式挡土墙的优点
扶壁式挡土墙与其它形式挡土墙比较的优点 1. 挡土高度大,适用范围广 2. 经济效果良好 3. 施工速度快,大大缩短建设工期 4. 可靠度较高,质量容易控制
扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计
扶壁式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:扶壁挡土墙100803计算时间: 2010-08-03 10:36:05 星期二------------------------------------------------------------------------ 原始条件:30.0墙身尺寸:墙身总高: 3.200(m)墙宽: 0.400(m)墙趾悬挑长DL: 0.600(m)墙踵悬挑长DL1: 1.800(m)底板高DH: 0.400(m)墙趾端部高DH0: 0.300(m)扶肋间距: 1.200(m)扶肋厚: 0.400(m)扶壁两端墙面板悬挑长度: 0.328(m)钢筋合力点到外皮距离: 50(mm)墙趾埋深: 0.700(m)物理参数:混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3)混凝土强度等级: C30纵筋级别: HRB335抗剪腹筋等级: HPB235裂缝计算钢筋直径: 20(mm)挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 18.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)地基土容重: 18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 160.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.200墙踵值提高系数: 1.300平均值提高系数: 1.000墙底摩擦系数: 0.500地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 3.000 0.000 02 5.000 0.000 0作用于墙上的附加外荷载数: 1 (作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号 X Y P 作用角(m) (m) (kN) (度)1 0.000 0.000 30.000 270.000地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB 50010--2002)=====================================================================第 1 种情况: 组合1=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 填土重力分项系数 = 1.000 √3. 填土侧压力分项系数 = 1.400 √4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.400 √5. 附加力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 3.200(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 30.270(度)按假想墙背计算得到:第1破裂角: 27.530(度)Ea=57.603 Ex=24.928 Ey=51.930(kN) 作用点高度 Zy=1.067(m) 因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在:第2破裂角=27.502(度) 第1破裂角=27.490(度)Ea=54.091 Ex=24.974 Ey=47.980(kN) 作用点高度 Zy=1.067(m) 墙身截面积 = 2.210(m2) 重量 = 55.250 kN整个墙踵上的土重 = 43.489(kN) 重心坐标(0.934,-1.794)(相对于墙面坡上角点) 墙趾板上的土重 = 3.780(kN) 相对于趾点力臂=0.286(m))(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500滑移力= 24.974(kN) 抗滑力= 90.250(kN)滑移验算满足: Kc = 3.614 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 70.008(kN) > 0.0(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.112 (m)相对于墙趾点,墙踵上土重的力臂 Zw1 = 1.534 (m)相对于墙趾点,墙趾上土重的力臂 Zw2 = 0.286 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.245 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.067 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 26.639(kN-m) 抗倾覆力矩= 254.945(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 9.570 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 234.881(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力 = 180.500(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.135(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.265(m)基底压应力: 趾部=83.133 踵部=45.795(kPa)最大应力与最小应力之比 = 83.133 / 45.795 = 1.815作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.135 <= 0.167*2.800 = 0.467(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=83.133 <= 192.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=45.795 <= 208.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=64.464 <= 160.000(kPa)(四) 墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力 = 180.500(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=228.306(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.135(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.265(m)基础底压应力: 趾点=83.133 踵点=45.795(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力 = 199.692(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=260.730(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e = 0.094(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.306(m)基础底压应力: 趾点=85.736 踵点=56.901(kPa)[趾板根部]截面高度: H' = 0.400(m)截面剪力: Q = 40.558(kN)截面抗剪验算满足,不需要配抗剪腹筋截面弯矩: M = 12.374(kN-m)抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.03% < Us_min=0.21%抗弯受拉筋: As = 858(mm2)截面弯矩: M(标准值) = 11.796(kN-m)最大裂缝宽度:δfmax = 0.022(mm)。
扶壁式挡土墙设计研究及工程应用
扶壁式挡土墙设计研究及工程应用摘要:随着我国经济的发展和社会的进步,我国水利工程建设事业突飞猛进,在极大程度上满足了防洪、灌溉、发电等各方面需求。
然而,在水利工程发展的过程中,其建设质量也开始受到关注。
扶壁式挡土墙的设置有效防止水利工程中填方边坡的滑动,从而保证水利工程的正常使用。
但是扶壁式挡土墙在其应用过程中也存在着较多问题,比如挡土墙的强度、尺寸等都需经过专业验算,这就为施工单位带来一定挑战。
文主要针对扶壁式挡土墙的设计以及工程应用进行研究分析,以供参考。
关键词:扶壁式挡土墙;设计研究;工程研究1、扶壁式挡土墙的概念以及特点1.1扶壁式挡土墙的概念扶壁式挡土墙是一种薄壁式挡土墙,其所应用的材料主要是钢筋混凝土,指的是在悬臂式挡土墙沿墙长度方向每隔一定距离加设一道扶壁将立壁式面板与墙踵板连接起来的支挡结构。
因为其施工简单,且有较好的性价比,因此广泛应用到水利工程领域,用以满足特定地区水利工程建设要求,对于防止较高填方边坡滑动具有重要作用。
但是其在施工的过程中也存在着一些难点需要我们去解决。
1.2扶壁式挡土墙的特点施工简单。
因为扶壁式挡土墙的结构并不复杂,且所需要的材料也不多,只需要保证钢筋混凝土的质量,并解决好施工位置的选择问题,就可以进行施工。
因此扶壁式挡土墙被大量应用在现代水利工程建设中,并有效缩短了施工工期,提升了水利工程的建设效率。
其次是适应性好,一般的扶壁式挡土墙都有着非常好的适应能力。
当扶壁式挡土墙完工之后,可以更快投入到使用之中。
并且在使用的过程中,其材料特性以及结构特征可以更好地为水利工程项目后续建设提供支持。
材料性能发挥好。
因为扶壁式挡土墙所应用的材料是钢筋混凝土,其有着较强的硬度和质量,因此可以充分满足现代水利工程项目的建设需求。
2、扶壁式挡土墙的设计研究在进行扶壁式挡土墙施工之前,要做好工程的相关设计工作,只有保证设计工作的科学性、合理性和可实施性,才能让挡土墙在以后的应用过程中发挥最大的作用,实现挡土墙建设的意义。
扶壁式挡土墙
扶壁式挡土墙 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-1.设计资料 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/m 2,地基承载力特征值200KN/m 2,填土物理参数分别为r=16.8KN/m 3,c=15kpa,25ϕ=底板与地基摩擦系数0.5μ=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:根据《支挡结构设计》取基础埋深L=1.5m,则挡墙高度0H 0l 取墙高的12即0l =3.6m 。
墙面板边缘与扶壁间距为0.40l =1.44m ,取1.5m 。
扶壁厚度为180l =0.45m 取0.5m ,立壁顶宽取0.5m 墙趾板与墙踵板水平设置。
厚度均为靠近立壁处厚度为010.7510H m =取0.8m 底板长022L l l b =++=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:o2o 2oa 25=tan (45=tan 45)0.40622K ϕ=—)(—,220a 0a 1116.87.50.4067.5200.406252.73522a E H K H qK KN γ=+=⨯⨯⨯+⨯⨯= 根据《支挡结构设计》式4.7有:320()s ax ay K E E B B H h μμηγ-=-+ 式中=1.3s s K K ——抗滑安全系数,取取3=5m B根据《支挡结构设计》式4.10有0m 1l 0m0.52+=+H B K μσσσσ()() 式中:1m B ——墙趾板长()000=h 16.8 1.190.4068.115w K KPa σσγ=⨯⨯=——均布荷载引起的土压应力,016.87.50.40651.156H H w H K KPa σσγ==⨯⨯=——墙踵板底端填土引起的压应力,则10.50.57.528.115+51.1560.25+0.55)0.0431.68.115+51.156B m ⨯⨯⨯⨯-+=-⨯()——(()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,但为了减少踵板配筋使地基反力趋于均匀取1B =0.5m4.荷载计算1)土压力计算根据《挡土墙设计实用手册》2.50-122212(1)(1tan tan )cos 2ax z q E H L Hγϕβϕγ=+- 式2.51有tan()ay ax E E E αϕ=+式2.48有11(90)()22o E αϕεβ=---,11(90)()22o E βϕεβ=-+- 上式中:E α——第二破裂面与竖直线夹角 综上所述:4532.52o E E ϕβα==-=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:1920.116 2.2334287.619qk ax g M E E KN M =⨯=⨯+⋅ 抗倾覆稳定性系数22412.933 5.227 1.64287.619zr l qr M K M ===>满足要求 6.抗滑移稳定性验算:竖向力之和127423.538R R ay N G G E KN =++=抗滑力3716.269N μ=滑移力:1920.116ax E KN = 抗滑稳定性系数 1.935 1.3s ax N K E μ==>7.地基承载力验算: 偏心距zr 22412.9334287.6193.00.561127432.5386qk M M B B e m m N --=-=-=<= 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: 受力最大板条跨中正弯矩22030.957 3.6=2020pj l M KN M σ⨯=⋅中 扶壁两端负弯矩20==33.434KN M 12pj l M σ--⋅端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20V ==55.7232pj l KN σ--端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4H 范围,最大负弯矩位于墙面板的底端0100.03(+28.272pj M H l KN M σσ=-=-⋅底)② 墙踵板1237.826kPa σ=,272.509kPa σ=与1M 对应的等代力1388.5295d M N kN B =⨯= 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:7342.538N kN =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。
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底板在与立臂相接处厚度为(1/12~1/10)H,而墙趾板 墙踵板端部厚度不小于300mm;其宽度B可近似取(0.6~ 0.8)H,当遇到地下水位高或软弱地基时,B值应适当增大。 1) 墙踵板长度(抗滑移稳定) 墙踵板长度(图3.19)的确定应以满足墙体抗滑稳定性 的需要为原则,即:
基本烈度(度) 7 地 震 角 8 9
非 浸 水 浸 水
1 30'
2 30'
3
5
6
10
② 按照我国《公路工程抗震设计规范》的挡土墙抗震验算
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兰州理工大学土木工程学院 我国《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004—89)规定,验算挡土墙的抗震强 度和稳定性,只考虑垂直路线走向的水平地震作用。地震作用应与结构重力、土的 重力和水的浮力相组合,其它荷载均不考虑。 地震作用采用静力法计算。挡土墙应按表2.6规定的范围和要求,验算其抗 震强度和稳定性。
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2.4 钢筋混凝土扶壁式挡土墙设计
2.4.1 扶壁式挡土墙特点及设计内容
(1)根据支挡环境的需要拟定墙高, 以及相应的墙身结构尺寸; (2)根据所拟定的墙体结构尺寸,确 定结构荷载(墙身自重、土压力、填土重 力),由此进行墙体的抗滑、抗倾覆稳定 性验算,确认是否需要底板加凸设计; (3)底板地基承载力验算,确认底 板尺寸是否满足要求; (4)墙身结构设计。
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挡土墙抗震强度和稳定性验算范围和要求 表2.6
公 路 等 级 基本烈度(度)
高速公路及一、二级公路
三、四级公路
7 项 目 岩石、非液化 土及非软土地 基 非浸水 浸 水 不验算 不验算 验算
8 H>4 验算 验算 验算
9
9
验算 验算 验算
验算 验算 验算
液化土及软土地基 抗滑动稳定系数 K c 抗倾覆稳定系数 K o
H1 pj 0
扶臂
墙面板
① 墙面板的土压力荷载计算
水平板条
② 墙面板的水平内力
跨中正弯矩:
M中
pj L
20
2
0.41L b 1 12
L 1 12 1 20
b
L 1 12 1 20
b 0.41L
扶壁两端负弯矩:
M端
pj L2
12
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扶臂 墙面板
墙趾板 墙踵板 凸榫
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2.4.1扶壁式挡土墙的构造 2.4.2扶壁式挡土墙设计 (1)扶壁式挡土墙上的土压力计算
H 顶 1 4 H1 H 第二 1 4 4
e
g d
2h 1 Ea s H 2 K a (1 0 ) 2 H
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水平地震系数 基本烈度(度) 水平地震系数 K h 7 0.1 表 2.8 8 0.2 9 0.4
水平地震荷载沿墙高的分布系数 iw
公路等级 墙高(m)
表 2.9
高 速 公 路、一、 二级公路
三、四级 公路
重力式挡墙 iw 计算简图
H 12
iw 1
iw 1
H1
H 底 1 4
K a tan (45 ) 2
2 0
第三
c b
a
f
(2)墙身截面尺寸的拟定
pj 0 H1
墙高9~10m,扶壁间距为1/3~1/2墙高,墙顶宽可选用 200mm,墙背取竖直面,地板厚度大于等于200mm。
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Ci
1.7 1.3 1.0 0.6
注: (1)位于基本烈度为 9 度地区的高速公路和一级公路上的抗震重点工程,其重要性修正系数也可采用 1.5。 (2)抗震重点工程系指特大桥、大桥、隧道和破坏后修复(抢修)困难的路基、中桥和挡土墙等工程。一般工 程系指非重点的路基、中小桥和挡土墙等工程。
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2.5挡土墙的抗震验算
(1) 地震时,因土压力增大而造成挡土墙的破坏
① 用地震角加大墙背和填土表面坡脚的公式
2 1 sin( )sin( ) 2 2 2 Eae h [cos ( )]/ cos ( )cos( ) 1 2 cos cos( )cos( )
iw
H 12
1
H iw H
iw 1
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1 Eea H 2 K A (1 3CiCz K h tan ) 2
式中 ,其作用点距墙底 0.4H 处; Eea ——地震时作用于墙背每延米长度上的主动土压力(kN/m) ——土的重力密度(kN/m3) ; H ——墙身高度(m) ;
iw ——水平地震荷载沿墙高的分布系数,应按表 2.9 采用。
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结构重要性系数 Ci
表 2.7 重要性修正系数
路线等级及构造物 高速公路和一级公路上的抗震重点工程 高速公路和一级公路上的一般工程、二级公路上的抗震重点 工程、二、三级公路上桥梁的梁端支座 二级公路的一般工程、三级公路上的重点抗震工程、四级公 路上桥梁的梁端支座 三级公路的一般工程、四级公路上的抗震重点工程
1.1 1.2
注:H为挡土墙墙趾至墙顶面的高度(m)。
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兰州理工大学土木工程学院 挡土墙第i截面以上墙身重心处的水平地震荷载,应按下式计算:
Eihw CiCz KhiwGiw
式中 ; Eihw ——第 i 截面以上墙身重心处的水平地震荷载(kN) Ci ——重要性修正系数,应按表 2.7 采用; Cz ——综合影响系数,取 Cs =0.25; K h ——水平地震系数,应按表 2.8 采用; ; Giw ——第 i 截面以上墙身圬工的重力(kN)
Ks
当有凸榫时
Kc
G
Eax
1.3
G
Ex
1.0
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(1)土压力计算 同悬臂式挡土墙。 (2)墙踵板与墙趾板长度的确定 同悬臂式挡土墙。 (3)墙身内力计算 1) 墙趾板 同悬臂式挡土墙。 2) 墙面板 2
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3)墙锺板计算 墙锺板计算同竖板
H1 H1 8 8
钢筋 N5 钢筋 N5 钢筋 N2 钢筋 N3
b L Lm 4
钢筋 N4
L 6
H1
钢筋 N3
Lm L 4
钢筋 N6 钢筋 N3
N3 N2 L N3 N3
钢筋 N5
5H 1 8
Lm
钢筋 N4
2L 3
H1 8
A
钢筋 N7
A
h
钢筋 N1 B1
Lm B2 (a) B3
Lm
墙面板
A-A截面
(b)
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0.41L b L L m 4
H1 4
L 6
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H1 8
钢筋 N11
扶臂弯矩曲线
钢筋 N6
M1 钢筋 N10 M2 钢筋 N8 材料图
h
H1 8
3H 1 4
H1
M3 钢筋 N1 B1 钢筋 N7 B2 (a) B3 (b) 钢筋 N9
K A ——非地震条件下作用于墙背的主动土压力系数,按下式计算:
cos2 KA (1 sin )2
(2.41)
Ci ——重要性修正系数,应按表 2.7 采用; Cz ——综合影响系数,取 Cs =0.25; K h ——水平地震系数,应按表 2.8 采用; ——墙背土的内摩擦角(0) 。