【正文】 0 33piM l k Nm?? ? ? ? ? 邊跨自由端彎矩： 30M ? 其中， l 為扶肋間凈距。 墻面板承受的最大水平正彎矩及最大水平負(fù)彎矩在豎直方向上分別發(fā)生在扶肋跨中的 1/2H1 處和扶肋固支處的第三個(gè) H1/4 處，如圖 25所示。例如，對于固端梁而言，當(dāng)它承受均布荷載時(shí)，其跨中彎矩應(yīng)為 2/24pil? ，但是，考慮到墻面板雖然按連續(xù)梁計(jì)算，然而它們的固支程度并不充分，為安全起見，故設(shè)計(jì)值按式 212 20piMl??確定。其扶肋跨中的豎直彎矩沿墻高的分布如圖 5 所示。設(shè)計(jì)時(shí)，可采用中部 2l/3 范圍內(nèi)的豎直彎矩不變，兩端各 l/6 范圍內(nèi)的豎直彎矩較跨中減少一半的階梯形分布。 21 / 12 1 / 2p i p iM l l???? 39。內(nèi)力計(jì)算時(shí)，可將墻踵板順墻長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，對每一個(gè)連續(xù)板條進(jìn)行彎矩，畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 20 頁 共 55 頁 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。 為了簡化計(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，以其對固支端的力矩與 M1 相平衡，可得墻踵處的應(yīng)力 1 /w MB? ? 。由于 墻面板對墻踵板的支撐約束作用，在墻踵板與墻面板的銜接處，墻踵板沿墻長方向板條的彎矩為零，并向墻踵方向變形逐漸增大。如圖 27 所示。 22c os c os c osc os 7c os c os c osaK? ? ??? ? ??????? 所以， 223 11 1 4 . 2 1 0 . 3 0 . 4 8 7 3 6 6 . 8 3 /22BaE H K k N m?? ? ? ? ? ? 所以， 33 sin3BW E B ?? ? 3 6 6 .8 3 s in 2 5 5 1 .6 83 .0 kN??? 4 32 sintW E B ?? ?， 其中 tE 是作用在 CD 表面上的土壓力，所以 10 3 25 tg m? ? ? ? 同樣的 ? 所以， 2211 1 4 . 2 1 1 . 4 0 . 4 8 7 4 4 9 . 3 6 /22taE H K k N m?? ? ? ? ? ? 所以，4 32 sintW E B ?? ?2 4 4 9 . 3 6 s in 2 5 1 2 6 . 63 . 0 kN???? 墻踵板固端處的計(jì)算彎矩 M1： 2111 1 1 2[ 3 ( ) ( 2 ) ( ) ]6 i h p jBBM t t B? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?，其中 maxmin NMAW? ?? 6N kN? 21 (1 3 ) ? ? ? ? ? 2 2 211 1 4 . 3 3 . 0 866W a b m? ? ? ? ? 0 4 . 3 36 8 8 . 0 6 ( ) 4 4 7 . 2 422M N e k N m? ? ? ? ? 所以 maxmin NMAW? ?? 3 0 5 . 21 4 . 86 8 8 .0 6 4 4 7 .2 44 .3 3 .0 8 k P a? ? ? 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 22 頁 共 55 頁 即 12305 .2 。B3BH 圖 27 墻踵板計(jì)算荷載圖式 a) 墻踵板受力圖； b) 3ByE 對墻踵板的作用； c)tyE 對墻踵板的作用； d)M1對墻踵板的作用； e)墻踵板法向應(yīng)力總和 上述中： 3BE —— 作用在 BC 面上的土壓力（ kN）； tE —— 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） 。 3t —— 墻踵板厚度（ m）； 2? —— 墻踵板端處的地基反力 (kPa)。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，對墻踵板橫向配筋不起控制作用，故不必計(jì)算此橫向彎矩。如圖 26b)所示。 懸臂梁承受兩相鄰的跨中至跨中長度 lw 與墻面板高 H1 范圍內(nèi)的土壓力。 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, 中間為直線變化，如圖 9 所示，即： 1ii hb b lH?? 。其驗(yàn)算方法與重力式擋土墻相同。 ()aycaxGEK E? ?? 其中 24 24 3 10 k N? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。 （ 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)動傾覆的能力，用抗傾覆系數(shù) Ko 表示，即對墻趾的穩(wěn)定力矩之和與 傾覆力矩之和的比值。 （ 3） 地基承載力及偏心距的驗(yàn)算 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 27 頁 共 55 頁 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。 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。 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。 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。 H1/2 的彎矩作為控制進(jìn)行計(jì)算。 鋼筋保護(hù)層厚度 C=30mm,估計(jì)選用鋼筋直徑為 20mm。則截面有效高度 h0=hcd/2=260mm。 H1/8 處作為控制面進(jìn)行計(jì)算，此時(shí) M=基本公式得： 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 14250? ， 2615sA mm? 。 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。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。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 30 頁 共 55 頁 查表得：選配 4 14 250? ， 2615sA mm? 。 H1/8 處作為控制面進(jìn)行計(jì)算，此時(shí) M=16。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 14250? ， 2615As mm? 。 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。 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 18250? ， 21017As mm? 。 b. 靠近扶肋兩側(cè) L/6 部分的彎矩 M=MD/2=。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 14250? ， 2615As mm? 。 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，該鋼筋通長布置，兼作墻面板的分布鋼筋用。 （ 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布置。 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 的間距很畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 32 頁 共 55 頁 小 ,可以將其中一半在距墻踵端 3/2B 減一個(gè)鋼筋錨固長度處切斷。 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=筋直徑為 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=本公式得 : 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 28120? , 24926As mm? .驗(yàn)算滿足適用條件 . 跨中正彎矩 M=,同樣可得 : 73x mm? , 22336As mm? 查表得選配 5 25200? , 22454As mm? ,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,其開口向上 .可在距墻踵板頂面一個(gè)鋼筋錨固長度處切斷 ,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 ,將墻面板畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 33 頁 共 55 頁 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一個(gè)鋼筋錨固長度 ,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)。由于該擋墻的尺寸較大，施工架設(shè)模板難度較大。估算材料用量得每延米的混凝土用量為 平米，使用 HRB335 級鋼筋。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)。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． 1 基底拓展 為減少基底壓應(yīng)力，增加抗傾覆的穩(wěn)定性，在墻趾處伸出一臺階，以拓寬基底，墻趾臺階寬度為 25mm,臺階高寬比為 3： 2。良好的排水在寒冷地區(qū)可以減小回填土的凍脹壓力。 截水溝又稱天溝，設(shè)置在挖方路基邊坡?lián)跬翂ζ马斠酝猓靡詳r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)邊畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 35 頁 共 55 頁 坡的坡度為 1： 1，采用 25cm 厚的 5 號漿砌片石加固，并設(shè)置 15cm厚的砂礫墊層。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。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。 （ 3） 排水溝 。采用梯形截面， 25cm 厚 5號漿砌片石加固，并設(shè) 15cm 厚砂礫墊層。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， 填塞的深度為 20cm. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 36 頁 共 55 頁 第三 章 畢業(yè)設(shè)