【正文】 圍內(nèi)的豎直彎矩較跨中減少一半的階梯形分布。 圖26 墻面板豎直彎矩圖 a)豎直彎矩沿墻高分布；b)豎直彎矩沿墻縱向分布4. 扶肋外懸臂長(zhǎng)度l’的確定扶肋外外懸臂節(jié)長(zhǎng)l’，可按懸臂梁的固端彎矩與設(shè)計(jì)用彎矩相等求得，即：2．3．5墻踵板設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 計(jì)算模型和計(jì)算荷載墻踵板可視為支承于扶肋上的連續(xù)板，不計(jì)墻面板對(duì)它的約束，而視其為鉸支。內(nèi)力計(jì)算時(shí)，可將墻踵板順墻長(zhǎng)方向劃分為若干單位寬度的水平板條，根據(jù)作用于墻踵板上的荷載，對(duì)每一個(gè)連續(xù)板條進(jìn)行彎矩，剪力計(jì)算，并假定豎向荷載在每一連續(xù)板條上的最大值均勻作用在板條上。作用在墻踵板上的力有：計(jì)算墻背間與實(shí)際墻背的土重W1；墻踵板自重W2；作用在墻踵板頂面上的土壓力豎向分力W3；作用在墻踵板端部的土壓力豎向分力W4；由墻趾板固端彎矩M1的作用在墻踵板上引起的等代荷載W5；以及地基反力等，如圖所示。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè) W3為中心荷載，W4是懸臂端荷載Ety所引起的，實(shí)際應(yīng)力呈虛線表示二次拋物線分布，簡(jiǎn)化為實(shí)線表示的三角形分布；M1引起的等代荷載的豎向應(yīng)力近似地假設(shè)成圖7所示的拋物線形，其重心位于距固支端5/8B3處，以其對(duì)固支端的力矩與M1相平衡，可得墻踵處的應(yīng)力。將上述荷載在墻踵板上的引起的豎向應(yīng)力疊加，即可得到墻踵板的計(jì)算荷載。由于 墻面板對(duì)墻踵板的支撐約束作用，在墻踵板與墻面板的銜接處，墻踵板沿墻長(zhǎng)方向板條的彎矩為零，并向墻踵方向變形逐漸增大。故可近似假設(shè)沿墻踵板的計(jì)算荷載為三角形分布，最大值在踵點(diǎn)處。如圖27所示。 各部分應(yīng)力計(jì)算：，其中是作用在BC面上的土壓力，所以。所以，所以， 其中是作用在CD表面上的土壓力，所以同樣的所以，所以，墻踵板固端處的計(jì)算彎矩M1：，其中所以 即 求得所以 圖27墻踵板計(jì)算荷載圖式a) 墻踵板受力圖；b)對(duì)墻踵板的作用；c)對(duì)墻踵板的作用；d)M1對(duì)墻踵板的作用；e)墻踵板法向應(yīng)力總和上述中：——作用在BC面上的土壓力（kN）；——作用在CD面上的土壓力（kN）；M1——墻趾板固端處的計(jì)算彎矩（kNm）。——墻后填土和鋼筋混凝土的容重（Kn/m）。——墻踵板厚度（m）；——墻踵板端處的地基反力(kPa)。 墻踵板順墻長(zhǎng)方向板條的彎矩和剪力計(jì)算與墻面板相同，各內(nèi)力分別為：支點(diǎn)負(fù)彎矩：支點(diǎn)剪力：跨中正彎矩：邊跨自由端彎矩：3. 橫向彎矩 墻踵板沿墻長(zhǎng)方向（橫向）的彎矩由兩部分組成：（1）在圖7e所示的三角形分布荷載作用下產(chǎn)生的橫向彎矩最大值出現(xiàn)在墻踵板的根部。由于墻踵板的寬度通常只有墻高的1/3左右，其值一般較小，對(duì)墻踵板橫向配筋不起控制作用，故不必計(jì)算此橫向彎矩。（2）由于在荷載作用下墻面板與墻踵板有相反方向的移動(dòng)趨勢(shì)，即在墻踵板根部產(chǎn)生與墻面板的豎直彎矩縱向分布的相同。如圖26b)所示。2．3．6 扶肋設(shè)計(jì)計(jì)算 a) b) c)圖28 扶肋計(jì)算圖式扶肋可視為錨固在墻踵板上的T形變截面懸臂梁，墻面板則作為該T形梁的翼緣板，如圖28a)所示，翼緣板的有效計(jì)算寬度由墻頂向下逐漸加寬，如圖28a),b)所示，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，只考慮墻背主動(dòng)土壓力的水平分力，而扶肋和墻面板的自重以及土壓力的豎向分力忽略不計(jì)。 懸臂梁承受兩相鄰的跨中至跨中長(zhǎng)度lw與墻面板高H1范圍內(nèi)的土壓力。在土壓力中，作用在AB面上的土壓力的水平分力作用下，產(chǎn)生的剪力和彎矩為：當(dāng)時(shí)的： 如圖所示，計(jì)算長(zhǎng)度Lw,按下式計(jì)算，且。 （中跨） （懸臂跨）3. 翼緣寬度扶肋的受壓區(qū)有效翼緣寬度bi, 墻頂部bi=b,底部b1=Lw, 中間為直線變化，如圖9所示，即：。2．3．7容許應(yīng)力驗(yàn)算扶壁式擋土墻的驗(yàn)算內(nèi)容包括抗滑移穩(wěn)定性，抗傾覆穩(wěn)定性，基底應(yīng)力及合力偏心距的驗(yàn)算。其驗(yàn)算方法與重力式擋土墻相同。（1） 抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性是指在土壓力和其他的荷載作用下，基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力，用抗滑移穩(wěn)定系數(shù)表示，即作用于擋土墻的抗滑力與實(shí)際下滑力之比。其中。（查得Ka=）以墻踵板的板端豎直面作為假想墻背，則：所以（）故抗滑移穩(wěn)定性滿足要求。（2） 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性是指它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力，用抗傾覆系數(shù)Ko表示，即對(duì)墻趾的穩(wěn)定力矩之和與 傾覆力矩之和的比值。（算得土壓力的水平分力的力臂h=）則， 所以滿足抗傾覆穩(wěn)定性的要求。（3） 地基承載力及偏心距的驗(yàn)算為了保證擋土墻的基底應(yīng)力不超過地基的容許承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算。為了使擋土墻墻形結(jié)構(gòu)合理和避免發(fā)生不均勻的沉降，還應(yīng)控制作用于擋土墻基底的合力偏心距。a. 底面上的總豎向力b. 合力作用點(diǎn)與墻前趾的距離c. 偏心距d. 基底邊緣應(yīng)力e. 要求滿足下列公式查得在密實(shí)狀態(tài)下，碎石土承載力標(biāo)準(zhǔn)值為700900kPa,此處取=800kPa?；灼骄鶓?yīng)力和最大壓力均滿足要求。所以，最初擬定的擋土墻截面尺寸即可作為實(shí)際擋土墻的尺寸。2．3．8 配筋設(shè)計(jì)扶壁式擋土墻墻面板，墻趾板按矩形截面受彎構(gòu)件配筋，而扶肋按變截面T形梁配筋。1． 墻面板墻面板的水平受拉鋼筋分為內(nèi)外側(cè)鋼筋兩種。（1）水平受力鋼筋內(nèi)側(cè)水平受拉鋼筋N2布置在墻面板靠填土一側(cè)，承受水平負(fù)彎矩，以扶肋處支點(diǎn)彎矩設(shè)計(jì)計(jì)算，全墻可分為3—4段。經(jīng)算得M=55KNM.選用材料：以HRB335鋼筋作為受拉鋼筋，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)選用C20，查得,。 鋼筋保護(hù)層厚度C=30mm,估計(jì)選用鋼筋直徑為20mm。截面尺寸擬定為h=300mm,b取1米寬進(jìn)行設(shè)計(jì)。則截面有效高度h0=hcd/2=260mm。 將以上的數(shù)據(jù)代入基本公式： 算得： 查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》附表19得： 選配 驗(yàn)算適用條件： 驗(yàn)算滿足要求。 ，此時(shí)M=： 求得： 同樣查得，選用。驗(yàn)算滿足適用條件。由以上的計(jì)算可知，墻面板內(nèi)側(cè)的受拉鋼筋分布為：墻頂H1/8，墻底 H1/8范圍內(nèi)選配14的鋼筋，間距為250mm；墻面板中間的范圍選配22的鋼筋，間距為250mm。外側(cè)受拉鋼筋N3布置在中間跨墻面板臨空一側(cè)，承受水平正彎矩，該鋼筋沿墻長(zhǎng)方向通長(zhǎng)布置。為方便施工，可在扶肋中心切斷，沿墻高可分為幾個(gè) 區(qū)段進(jìn)行配筋，但區(qū)段不宜分得太多。，此時(shí)M=：求得： 。查表得：選配。驗(yàn)算滿足適用條件。，此時(shí)M=16。5KNm。代入基本公式計(jì)算得： 此時(shí)，故需按最小配筋率進(jìn)行配筋，即：查得選配。驗(yàn)算滿足適用條件。以上配筋計(jì)算可知，墻面板外側(cè)水平受拉鋼筋N2的分布為：全墻采用14的鋼筋，間距為250mm。（2）豎向受力鋼筋內(nèi)側(cè)豎向收里鋼筋N4布置在靠填土一側(cè)，承受墻面板的豎直負(fù)彎矩，該筋向下伸入墻踵板不少于一個(gè)鋼筋錨固長(zhǎng)度，向上在距離墻踵板頂高H1/4處加上一個(gè)鋼筋錨固長(zhǎng)度處切斷，每跨中部2L/3范圍內(nèi)按跨中的最大豎直負(fù)彎矩MD配筋，靠近扶肋兩側(cè)各L/6部分按MD/2配筋。a. 跨中2L/3范圍內(nèi)的彎矩M=，代入基本公式得：求得： 查表得選配。驗(yàn)算滿足適用條件。b. 靠近扶肋兩側(cè)L/6部分的彎矩M=MD/2=。同樣代入基本公式求得：。此時(shí)，故需按最小配筋率進(jìn)行配筋，由以上可知，選配的鋼筋為：。所以，由上可知，墻面板內(nèi)側(cè)豎向受力鋼筋的分布為：每跨中部2L/3范圍采用18鋼筋，間距為250mm；靠近扶肋兩側(cè)L/6范圍內(nèi)采用14鋼筋，間距為250mm。外側(cè)豎向受力鋼筋N5布置在墻面板的臨空一側(cè)，承受墻面板的豎向正彎矩，該鋼筋通長(zhǎng)布置，兼作墻面板的分布鋼筋用。由于正彎矩較小M=，由上面的計(jì)算可知，需按最小配筋率進(jìn)行配筋，故墻外側(cè)的鋼筋布置為：全墻布置14鋼筋，間距為250mm。（3）墻面板與扶肋的U形拉筋連接墻面板與扶肋的U形拉筋N6，其開口向扶肋的背側(cè)，該鋼筋每一支承受高度為拉筋間距水平板條的支點(diǎn)剪力Q，在扶肋水平方向通長(zhǎng)布置。由上面的計(jì)算可知，選配的U形鋼筋為14，承受拉力作用，每個(gè)扶肋上U形鋼筋的個(gè)數(shù)為：根。2. 墻踵板墻踵板頂面橫向水平鋼筋N7,垂直于墻面板方向,其布置與鋼筋N4相同,該鋼筋一端插入墻面板一個(gè)鋼筋錨固長(zhǎng)度,另一端伸至墻踵端,作為墻踵板縱向鋼筋N8的定位鋼筋,如鋼筋N7的間距很小,可以將其中一半在距墻踵端減一個(gè)鋼筋錨固長(zhǎng)度處切斷。墻踵板的頂面和底面縱向水平受拉鋼筋N8,N9,N3相同。墻踵板的選用材料跟墻面板的相同,屬于基礎(chǔ), 所以混凝土保護(hù)層的厚度應(yīng)大于70mm,此處取為C=,所以截面有效高度.由前面的計(jì)算可知,墻踵板的支點(diǎn)負(fù)彎矩為M=:求得:,.查表得選配,.驗(yàn)算滿足適用條件.跨中正彎矩M=,同樣可得:,查表得選配,驗(yàn)算滿足適用條件.連接墻踵板與扶肋之間的U形鋼筋N10,也可延至扶肋的頂面,作為扶肋兩側(cè)的分布鋼筋,在垂直于墻面板方向的鋼筋分布與墻踵板頂面縱向水平鋼筋N8相同.3. 墻趾板墻趾板的受力筋N1設(shè)置于墻趾板的底面,為了方便施工,將墻面板外側(cè)豎向受力筋N5彎曲作為墻趾板的受力筋.4. 扶肋扶肋背側(cè)的受拉筋N11,應(yīng)根據(jù)扶肋的彎矩圖,選擇23個(gè)截面,鋼筋N11可以多層排列,但不得多于3層,其間距應(yīng)滿足規(guī)范要求,必要時(shí)可采用束筋,各層鋼筋上端應(yīng)按不需此鋼筋的截面再延長(zhǎng)一個(gè)鋼筋錨固長(zhǎng)度,必要時(shí)可將鋼筋沿橫向彎入墻踵板的底面.除受力鋼筋之外,還需要根據(jù)截面剪力配置箍筋,并按構(gòu)造要求布置構(gòu)造鋼筋.2．4 施工設(shè)計(jì)方案比選為了使支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加節(jié)約經(jīng)濟(jì)，科學(xué)合理，對(duì)前面的兩種擋土墻設(shè)計(jì)所得進(jìn)行分析比較，選擇一種造價(jià)、工程量、施工工藝更為合理的方案作為施工設(shè)計(jì)。由上設(shè)計(jì)計(jì)算所得可知，重力式擋土墻的截面尺寸為頂寬1米，底寬5米，高9米，所使用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，估算材料用量可知，重力式擋土墻橫向沒延米所需的混凝土用量為27平米。由于該擋墻的尺寸較大，施工架設(shè)模板難度較大。扶壁式擋土墻的截面尺寸為：，，，底寬3米。，使用HRB335級(jí)鋼筋。顯然，重力式擋土墻所需的混凝土用量比扶壁式的大得多，因此所花費(fèi)的造價(jià)也要高，而且工程量巨大，施工難度高。一般情況下，坡高大于8米時(shí)不選擇采用重力式擋土墻作為支擋結(jié)構(gòu)。以上分析看出，該地段不宜采用重力式擋墻支護(hù)，而采用扶壁式擋墻支護(hù)，總體造價(jià)不高，經(jīng)濟(jì)合理，又符合墻高要求。故此工程采用扶壁式擋土墻作為施工組織設(shè)計(jì)方案。 2．5 扶壁式擋墻結(jié)構(gòu)加固措施在選擇了扶壁式擋土墻作為施工方案設(shè)計(jì)，完成了擋土墻截面設(shè)計(jì)及穩(wěn)定、強(qiáng)度驗(yàn)算之后，必須采取必要的措施，以保證擋土墻的安全性。2．5．1基底拓展為減少基底壓應(yīng)力，增加抗傾覆的穩(wěn)定性，在墻趾處伸出一臺(tái)階，以拓寬基底，墻趾臺(tái)階寬度為25mm,臺(tái)階高寬比為3：2。2．5．2排水設(shè)計(jì)擋土墻排水措施的作用在于疏干墻后土體和防止地表水下滲，以免墻后積水形成靜壓力。良好的排水在寒冷地區(qū)可以減小回填土的凍脹壓力。排水措施主要包括（1）截水溝。截水溝又稱天溝，設(shè)置在挖方路基邊坡?lián)跬翂ζ马斠酝?，用以攔截并排除在山坡上流淌的地面徑流，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保證挖方邊坡不受流水沖刷，截水溝采用梯形截面，內(nèi)邊坡的坡度為1：1，采用25cm厚的5號(hào)漿砌片石加固，并設(shè)置15cm厚的砂礫墊層。（2）泄水孔。若已滲入墻后填土中的水，則應(yīng)將其迅速排出，通常在擋土墻的下部設(shè)置泄水孔。一般泄水孔的直徑為510cm,間距23cm,泄水孔應(yīng)高于墻前水位，以免倒灌。此外，在泄水孔入口附近應(yīng)用易滲的粗顆粒材料做反濾層，并在泄水孔入口下方鋪設(shè)粘土夯實(shí)層，防止積水滲入地基不利于墻的穩(wěn)定性。泄水孔的布置應(yīng)錯(cuò)開呈梅花樁式，以免在某一個(gè)面上形成軟弱層，影響擋土墻的穩(wěn)定性。（3）排水溝。主要用途在于引水，將路基范圍內(nèi)的各種水源水流引至橋涵或路基范圍內(nèi)的指定地點(diǎn)。采用梯形截面，25cm厚5號(hào)漿砌片石加固，并設(shè)15cm厚砂礫墊層。2．5．3沉降縫和伸縮縫的設(shè)置：為避免地基不均勻沉降引起墻身開裂，需按墻高和地基性質(zhì)的變異，設(shè)置沉降縫，同時(shí)，為了減少圬工砌體因收縮硬化和溫度化作用而產(chǎn)生裂縫，需設(shè)置伸縮縫。擋土墻的沉降縫和伸縮縫設(shè)置在一起，每隔10m設(shè)置一道，縫寬3cm，自墻頂做至基底，縫內(nèi)宜用瀝青麻絮、瀝青竹絨或涂以瀝青的木板等具有彈性材料，沿墻的內(nèi)、外、頂三側(cè)填塞。在山區(qū)公路中，擋土墻的應(yīng)用更為廣泛。擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查、勘測(cè)，確定構(gòu)造物的形式與尺寸，運(yùn)用合適的理論計(jì)算土壓力，并進(jìn)行穩(wěn)定性和截面強(qiáng)度方面的驗(yàn)算，采取合理、可行的措施，