【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 K?? ? ? 21 1 4 .2 9 .6 4 .6 9 .6 0 .4 8 7 c o s 2 56? ? ? ? ? ? ? kN m? 如圖所示，計(jì)算長(zhǎng)度 Lw,按下式計(jì)算，且 212wL b B?? 。 4 0 .6 4 .6wL l b? ? ? ? ? （中跨） 4 l b? ? ? ? ? ? （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(xiàn)變化，如圖 9 所示，即： 1ii hb b lH?? 。 19 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。 ()aycaxGEK E? ?? 其中 24 24 3 10 k N? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。 2211 1 4 . 2 9 . 6 0 . 4 5 2 9 4 . 4 522aaE H K k N?? ? ? ? ? ?（查得 Ka=） 以墻踵板的板端豎直面作為假想墻背，則： 0si n 31 151. 66a y aE E k N? ? ? 0c o s 3 1 2 5 2 .3 9ax aE E k N? ? ? 所以 0 . 5 ( 5 3 6 . 4 1 5 1 . 6 6 ) 1 . 3 6 1 . 3 02 5 2 . 3 9cK ??? ? ?（查得基底摩擦系數(shù)為 ） 故抗滑移穩(wěn)定性滿(mǎn)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， 0 0 0 . 3 9 . 6 2 4 1 . 1 5 4 . 3 0 . 4 2 4 2 . 1 5 3 1 0 1 4 . 2 2 . 8 1 5 1 . 6 6 4 . 32 5 2 . 3 9 3 . 0yMK M ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ??? 2 0 0 2 .8 1 2 .6 5 1 .5 07 5 7 .1 7? ? ? 所以滿(mǎn)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(guò)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。 20 a. 底面上的總豎向力 53 15 6 68 6ayN W E k N? ? ? ? ? b. 合力作用點(diǎn)與墻前趾的距離 2 0 0 2 .8 1 7 5 7 .1 7 1 .8 16 8 8 .0 6xm??? c. 偏心距 4 .3 0 .3 4 0 .7 226Bex? ? ? ? ? d. 基底邊緣應(yīng)力 1 2 3 5 . 8 62 8 4 . 1 66 6 8 8 . 0 6 6 0 . 3 4( 1 ) ( 1 )4 . 3 4 . 3Ne k P aBB?? ?? ? ? ? ? e. 要求滿(mǎn)足下列公式 121 ( ) 1 6 0 8 0 02 kk P a f k P a??? ? ? ? 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 kf =800kPa。 1 2 3 5 .8 6 1 .2 9 6 0kf k P a? ? ? ? 基底平均應(yīng)力和最大壓力均滿(mǎn)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。 H1/2 的彎矩作為控制進(jìn)行計(jì)算。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29. 6 /cf N mm? , 230 0 /yf N mm? 。 21 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： 1 c y sf bx f A? ? 10()2c xM f bx h??? 算得： 23x mm? 2736sA mm? 查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》附 表 19得： 選配 4 22@200? 2804sA mm? 驗(yàn)算適用條件： 023 5 260 143bx m m h m m?? ? ? ? ? m i n0 804 0 . 3 1 % 0 . 2 %1 0 0 0 2 6 0sAbh??? ? ? ? ?? 驗(yàn)算滿(mǎn)足要求。 H1/8 處作為控制面進(jìn)行計(jì)算，此時(shí) M=： 1 9 .6 1 0 0 0 3 0 0 sxA? ? ? ? 62 7 . 5 1 0 1 9 . 6 1 0 0 0 ( 2 6 0 )2xx? ? ? ? ? ? 求得： mm? 2360sA mm? 同樣查得，選用 4 14@250? ， 2615sA mm? 。驗(yàn)算滿(mǎn)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。 H1/2 處作為控制面進(jìn)行計(jì)算，此時(shí) M=得： 22 1 9 .6 1 0 0 0 3 0 0 sxA? ? ? ? 63 3 1 0 1 9 .6 1 0 0 0 ( 2 6 0 )2xx? ? ? ? ? ? 求得： 15x mm? 2480sA mm? 。 查表得：選配 4 14 @ 250? ， 2615sA mm? 。驗(yàn)算滿(mǎn)足適用條件。 H1/8 處作為控制面進(jìn)行計(jì)算，此時(shí) M=16。 5KNm。代入基本公式計(jì)算得： 7x mm? 2224As mm? 此時(shí)，m i n0 0 . 0 8 % 0 . 2 %sAbh??? ? ? ?， 故 需 按 最 小 配 筋 率 進(jìn) 行 配 筋 ， 即 ：20 m in 520A s b h m m??? 查得選配 4 14@250? ， 2615As mm? 。驗(yàn)算滿(mǎn)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： 1 9. 6 10 00 30 0x As? ? ? ? ? 67 1 . 7 2 1 0 1 9 . 6 1 0 0 0 ( 2 6 0 )2xx? ? ? ? ? ? 求得： 30x mm? 2960As mm? 查表得選配 4 18@250? ， 21017As mm? 。驗(yàn)算滿(mǎn)足適用條件。 b. 靠近扶肋 兩側(cè) L/6部分的彎矩 M=MD/2=。 23 同樣代入基本公式求得： mm? ， 2473As mm? 。此時(shí)， m i n0 0 . 1 8 % 0 . 2 %Asbh??? ? ? ?，故需按最小配筋率進(jìn)行配筋，由以上可知，選配的鋼筋為： 4 14@250? ， 2615As mm? 。 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(kāi)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： 10 00 / 30 0 32N ? ? ?根。 2. 墻踵板 墻踵板頂面橫向水平鋼筋 N7,是為了墻面板承受豎直負(fù)彎矩的鋼筋 N4 得以發(fā)揮作用而設(shè)置的 .該鋼筋位于墻踵板頂面 ,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 3/2B 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,承受墻踵板在扶肋兩端的負(fù)彎矩和跨中正彎矩 .該鋼筋的切斷情況與 N2,N3 相同。 墻踵板的選用材料跟墻面板的相同 ,墻踵板厚度為 ,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= 20mm,所以截面有效高度0 204 0 0 8 0 3 1 02h m m? ? ? ?. 由前面的計(jì)算可知 ,墻踵板的支點(diǎn)負(fù)彎矩為 M= : 24 1 10 00 30 0x As? ? ? ? 63 1 9 . 6 8 1 0 1 9 . 6 1 0 0 0 ( 3 1 0 )2xx? ? ? ? ? ? 求得 : 138x mm? , 24416As mm? . 查表得選配 8 28@120? , 24926As mm? .驗(yàn)算滿(mǎn)足適用條件 . 跨中正彎矩 M=,同樣可得 : 73x mm? , 22336As mm? 查表得選配 5 25@200? , 22454As mm? ,驗(yàn)算滿(mǎn)足適用條件 . 連接墻踵板與扶肋之間的 U 形鋼筋 N10,其開(kāi)口向上 .可在距墻踵板頂面一個(gè)鋼筋錨固長(zhǎng)度處切斷 ,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 ,分別計(jì)算所需的拉筋根數(shù) .為了節(jié)省混凝土 ,鋼筋 N11可以多層排列 ,但不得多于 3層 ,其間距應(yīng)滿(mǎn)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(méi)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。 25 扶壁式擋土墻的截面尺寸為：墻面板高 米，厚度 米，墻底板寬 米，厚度 米，扶肋高 ，厚度 ，底寬 3 米。估算材料用量得每延米的混凝土用量為 平米，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。