桩板式挡土墙的设计及计算

桩板式挡土墙的设计及计算

【摘要】桩板式挡土墙和常规挡土墙比较，关键受力结构于开挖基坑之前就已形成，之后的开挖过程中，渐渐建造为完整的桩板式挡土墙，其有更良好的受力功效。本文根据工程实例探讨桩板式挡土墙的设计和应用，重点探究了桩长计算、桩身受力分析、桩身计算、挡土板计算过程还有计算过程里各参数取值。

【关键词】桩板式;挡土墙;设计;计算

引言

在我国，最早的桩板式挡土墙由原锚固桩发展形成，其主要由钢筋混凝土抗滑桩和桩间挡土板组成，利用挡土板将侧向力传递给桩，桩以及挡土板一起作用使路基获得稳定。现今，桩板式挡土墙于公路、铁路等工程的滑坡治理上已广泛应用，并且此类支挡结构通过实践发现它的效果最佳。

1工程概况

某道路所经路段为山体丰富区，若按1：1挖方放坡，该山体将大面积被削去，对该区域山体乃至自然环境的破坏较大。因此在该区域设置桩板式挡土墙。并根据工程建设单位要求，在桩板式挡土墙上设置三级花槽用于美化墙体。

图1挡土墙平面布置

图2挡土墙横断面布置

2挡土墙设计分析

2.1计算思路

桩板式挡土墙的计算，大体包含下面三方面：（1）计算墙后土压力，桩后土压力同常规挡土墙的土压力计算一样，施工过程中挡土墙出现位移，于墙后施加压力，通常选用库仑土压力公式。施加在桩板式挡墙的负荷，一般是墙土体上的荷载还有墙后侧压力;（2）板与桩强度计算;（3）板与桩内力计算。

2.2计算要求

（1）桩身计算

桩身根据计算公式计算它的内力值，锚固段要按照地基的状况，选择m法。按照要求，桩顶位移不得大于桩身悬臂长度的1%，并10mm。锚固段入土深度要从桩前比较完整的岩面或者承载力好的土层面开始计算，最小的锚固长度不要30m。除桩身内力计算外，尚要验算桩前岩体（土体）的横向压应力满足以下要

求：σymax≤[σH]，[σH]=KHξRC式中，σymax—桩的横向压应力最大值，[σH]—地基横向容许承载力;KH—水平方向上换算系数，按照岩层构造能选择0.5～1.0;ξ—折减系数，能选择0.30～0.45;RC—岩石抗压极限。若是无法符合要求或者过小，可以依靠改变桩身截面或者桩身锚固长度等方法来修改。

（2）位移验算

采用理正岩土 6.0版计算。桩顶位移要小于悬臂段长度的1%，并大于100mm。根据理正岩土6.0版计算可知工程位移于30～60mm间，都可以满足需要。

（3）桩身配筋

选择理正岩土6.0版计算。依次对桩型桩身进行计算。

（4）挡土板计算

a.板上的土压力选择同一跨内该类型板（因为分段选择不一样类型板块）最下的板块底部边缘的水平土压力，当作该类型板的荷载;

b.根据简支板来计算内力;

c.计算挡土板的配筋数据。

2.3计算结果

根据规范要求以及本工程实际需要，本工程分为两种墙身尺寸：24m以及20m。以下为24m桩的计算（挡墙设计选择理正岩土计算程序根据m法计算。）：

（1）桩总长为24m，嵌入深度12m;（2）截面形状：方桩，尺寸2.5mx3m;（3）桩间距：5m，板厚0.33m，板宽0.5m;（4）土层厚：50m，重度18kN/m3;（5）物理参数：桩混凝土强度等级：C25;钢筋纵筋、箍筋级别：HRB335;挡土板混凝土强度等级：C25;板板纵筋合力点到外皮距离：30mm;板纵筋级别：HRB335;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：19.000（kN/m3）;墙背与墙后填土摩擦角：17.500（度）;（7）土压力计算方法：库仑。

折线序号

水平投影长（m）

竖向投影长（m）

换算土柱数

1

14.000

14.000

2

40.000

20.000

3

20.000

0.000

坡线土柱：坡面线段数：3;地面横坡角度：0.000（度）;填土对横坡面的摩擦角：35.000（度）;挡墙分段长度：5.000（m）。

采用以上参数进行计算得出：

第1种情况：组合1（注意：内力计算时，土压力分项（安全）系数=1.200）

[土压力计算]计算高度为12.000（m）处的库仑主动土压力：

无荷载时的破裂角=42.462（度）

第1破裂角：42.462（度）

Ea=1057.840（kN）Ex=1008.880（kN）Ey=318.099（kN）作用点高度

Zy=4.882（m）

（1）桩身内力计算

背侧—为挡土侧;面侧—为非挡土侧。

背侧最大弯矩=46451.746（kN-m）距离桩顶16.320（m）