【正文】 式中： ? —— 墻后填土的容重； 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 H —— 墻的高度； aK —— 庫(kù)倫主動(dòng)土壓力系數(shù)，是 , , ,???? 的函數(shù)； ? —— 墻背傾角（墻背與鉛直線的夾角），以鉛直線為準(zhǔn)，順時(shí)針為負(fù)，稱仰斜；反時(shí)針為正，稱俯斜； ? —— 墻背與填土間的摩擦角； ? —— 墻后填土的內(nèi)摩擦角； ? —— 填土表面的傾角。式子（ 215）成為： 2 2 211 ( 45 )2 2 2aaP H K H t g ???? ? ? (216) 沿墻高度分布的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度 Pa 可通過(guò)對(duì)式 (2 一 14)微分求得 aazdPP zKdz ??? （ 217） 圖 24 庫(kù)倫主動(dòng)土壓力分布 由此可知，主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，主動(dòng)土壓力沿墻高和墻背的分布圖形如圖 24 所示。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 2. 4. 2 庫(kù)倫被動(dòng)土壓力計(jì)算 當(dāng)擋土墻在外力作用下背向填土，沿著滑裂面 BC 形成的滑動(dòng)楔體ABC 向上滑動(dòng)，處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，同樣在楔體 ABC 上作用有三個(gè)力W、 P 和 R。與求主動(dòng)土壓力的原理相似，用數(shù)解法可求得總被動(dòng)土壓力。 被動(dòng)土壓力 PP 沿高度 H 的分布，可以通過(guò)對(duì) PP 微分求得，即 : pppdPP zKdz ??? （ 219） 被動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高也呈三角形線性分布。 ? ? ? ?? ? ? ?2222c o sc o ss ins in1)c o s (c o s)(c o s21?????? ?? ???????????????????? HPa 式中： r 、 ? 為 分別為填土的重度與內(nèi)摩擦角； ? 為 墻背與鉛直線的夾角。 ? 為 填土表面與水平面所成坡角； 被動(dòng)土壓力計(jì)算公式的推導(dǎo)，與推導(dǎo)主動(dòng)土壓力公式相同，擋土墻在外力作用下移向填土，當(dāng)填土達(dá)到被動(dòng)極 限平衡狀態(tài)時(shí)，便可求得被動(dòng)土壓力計(jì)算公式為 : 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 212ppP H K?? 式中： Kp 為 被動(dòng)土壓力系數(shù)，可用下式計(jì)算； 222c o s ( )s in ( ) s in ( )c o s c o s ( ) 1c o s ( ) c o s ( )pK??? ? ? ?? ? ?? ? ? ????????? ?????? 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 第 3 章 扶壁式擋土墻設(shè)計(jì)原理 3. 1 計(jì)算模型和計(jì)算荷載 墻面板計(jì)算通常取扶肋中至扶肋中或跨中至跨中的一段為計(jì)算單元，視為固支于扶肋及墻踵板上的三向固支板，屑超靜定結(jié)構(gòu)，一般作簡(jiǎn)化近似計(jì)算。 3. 1. 1 水平內(nèi)力 根據(jù)墻面板計(jì)算模型，水平內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 31（ b） 所示。 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 H1/2 處和扶肋固支處的第三個(gè) H1/4 處，如圖 42 所示。 圖 42 墻面板跨中及扶肋彎矩圖 3. 1. 2 豎直彎矩 墻面板在土壓力的作用下，除了產(chǎn)生上述的水平彎矩外，將同時(shí)產(chǎn)生沿墻高方向的豎直彎矩 。最大值可按下列公式計(jì)算： 豎直負(fù)彎矩： 1010 .0 3 ( )DHM H l??? ? ? 豎直正彎矩： 1010 .0 3 ( ) 4HM H l???? 沿墻長(zhǎng)方向（縱向），豎直彎矩的分布圖如圖 43（ b） 所示，呈拋物線形分布。 圖 43 墻面板彎矩沿墻高和墻縱向分布圖 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 3. 2 墻踵板設(shè)計(jì)計(jì)算 3. 2. 1 計(jì)算模型與計(jì)算荷載 墻踵板可視為支撐于扶肋上的連續(xù)板，不計(jì)算墻面對(duì) 其 的約束，而視其為鉸支。 作用在墻踵板上的力有：計(jì)算墻背與實(shí)際墻背間的土重及活載 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的豎向分力 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 。 將上述荷載在墻踵板上引起的豎向應(yīng)力疊加，即可得到墻踵板的計(jì)算荷載。故可近似假設(shè)墻踵板的計(jì)算荷載為三角形分布，于是得： 1 2 3 4 5 23 11 3 0 3 223 3 3si n 2 si n= tg W W W W W WBth EE MhtB B B? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?（ H +B ） + 即 ： 11 3 0 3 3 2233si n= tg ( 2 ) h B t Mh t E EBB?? ? ? ? ?? ? ? ? ?（ H +B ） + 式中： 3BE 為 作用在 BC 面的土壓力（ kN ）； tE 為 作用在 CD 面的土壓力（ kN ）； 1M 為 墻趾板固端處的計(jì)算彎矩（ kNm ）； h??、 為 墻后填土和鋼筋混凝土的容重（ 3kNm ）； 3t 為 墻踵板厚度（ m ）； 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 2? 為 墻踵板端處的地基反力（ akP ） 3. 2. 2 縱向內(nèi)力 墻踵板順墻長(zhǎng)方向（縱向）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 21 112 WMl??? 支點(diǎn)剪力 2WQl?? 跨中正彎矩 22 120 WMl?? 邊跨自由端彎矩 3 0M? 3. 2. 3 橫向彎矩 墻踵板沿板寬方向（橫向）的彎矩由兩部分組成： 1. 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。 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)生與墻面板豎直負(fù)彎矩相等的橫向負(fù)彎矩 。翼緣板的有效計(jì)算寬度由墻頂向下逐漸加寬，如圖 44(b)所示。 3. 3. 2 剪力和彎矩 懸臂梁承受兩相鄰扶肋的跨中至跨中長(zhǎng)度 WL 與墻面高度 1H 范圍內(nèi)的洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 土壓力。 如圖 44c 所示計(jì)算長(zhǎng)度 WL ，按下式計(jì)算，且 212WL b B?? 。 3. 4. 1 墻面板 1. 水平受拉鋼筋 墻面板的水平受拉鋼筋分為內(nèi)、外側(cè)鋼筋兩種。 外側(cè)水平受拉鋼筋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。沿墻高可分為幾個(gè)區(qū)段進(jìn)行配筋，但區(qū)段不宜分得過(guò) 多。內(nèi)側(cè)豎向受力鋼筋布置在靠填土一側(cè)，承受墻面板的豎直負(fù)彎矩。每跨中部 2L/3 范圍內(nèi)按跨中的最大豎直負(fù)彎矩配筋，靠近扶肋兩側(cè)各 L/6 部分按 最大負(fù)彎矩的一半 配筋。該鋼筋通長(zhǎng)布置，兼作墻面板的分布鋼筋之用。 3. 4. 2 墻踵板 墻踵板頂面 布置 橫向水平鋼筋，是為了墻面板承受豎直負(fù)彎矩的鋼筋得以發(fā)揮作用而設(shè)置的。該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的定位鋼筋。 墻踵板頂面和底面縱向水平受拉筋，承受墻踵板在扶肋兩端的負(fù)彎矩和跨中正彎矩?？稍诰鄩︴喟屙斆嬉粋€(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。 3. 4. 3 墻趾板 同 墻面板 的配筋設(shè)計(jì)。為節(jié)省混凝土，鋼筋可多層排列，但不得多于 3 層。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)，可將鋼筋沿橫向彎人墻踵板的底面。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 第 4 章 洛陽(yáng)某工程扶壁式擋 土墻設(shè)計(jì) 本工程 根據(jù)本設(shè)計(jì)工程條件，地基土液性指數(shù) ? 屬堅(jiān)硬粘性土，土對(duì)擋土墻基底的摩擦系數(shù) ( , )?? ，取 ?? 。 4. 1 主要尺寸的擬定 本設(shè)計(jì)工程條件：某工程要求擋土高度為 8. 5m，墻后地面均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值按 2=13 /kq KN m 考慮，墻后填土為砂類土，填土的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值 35k? ? ，填土重度 317 /m K N m? ? ，墻后填土水平，無(wú)地下水。 為保證基礎(chǔ)埋深大于 0. 5m，取 d=0. 7m，擋土墻總 H=+d=。 用墻踵的豎直面作為假想墻背，計(jì)算得主動(dòng)土壓力系數(shù) 3522t a n ( 4 5 ) t a n ( 4 5 ) 0 . 2 7 122kK a ?? ? ? ? ? 根據(jù)抗滑移穩(wěn)定要求計(jì)算得： ( )23 () ( 13 17 ) 71 5 ( 13 17 ) 8q H H K akBBqHkm???????? ? ? ? ? ??? ? ?? 取 23 5 .0B B m?? 其中： 230 .3 , 5 .2 5B m B m?? 22( 0 . 5 )( 1 3 9 . 2 0 . 5 1 7 9 . 2 ) 0 . 2 7 12 2 7 . 3 8a x kE q H HkN???? ? ? ? ? ?? 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 229. 2 1 9. 213 9. 2 17 9. 22 2 3113 9. 2 17 923. 81 3zm? ? ? ? ? ??? ? ? ?? 1 2 3231. 6 1 ()( ) ( ) 21. 6 19 6. 23 3. 81 3 1 5. 05. 0 ( 13 17 9. 2) 21. 08 7 0axKEzB B BB B q H?? ? ?????? ? ?? ? ?? ? ? 計(jì)算結(jié)果為負(fù)，說(shuō)明僅為了保證穩(wěn)定性的要求，不需要設(shè)置墻趾板，但為了減少墻踵板配筋及使地基反力趨于均勻，取。按庫(kù)倫理論計(jì)算土壓力。 4. 4 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 穩(wěn)定力矩： 1 1 2 21 4 4 1 . 5 8 3 8 4 . 5 6 2 . 5 3 3 7 6 . 4 8 3 . 8 82 6 6 1 . 2z k k k a z fM G x G x E xk N m? ? ?? ? ? ? ? ?? 傾覆力矩： 1 9 6 . 2 3 3 . 2 8 5 6 4 4 . 6q k a x fM E z k N m? ? ? ? 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 2 6 6 1 . 2 4 . 1 3 1 . 66 4 4 . 6zklqkMK M? ? ? ? 4. 5 抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算 豎向力之和： 121 4 4 3 8 4 . 5 6 3 7 6 . 4 89 0 5 . 0 4k k a zN G G EkN? ? ?? ? ??? 抗滑力： 0 . 3 5 9 0 5 . 0 4 3 1 6 . 8N k N? ? ? ?? 滑移力： kN? 31 1 3saxNK E?? ? ? ?? 滿足抗滑移穩(wěn)定性要求。 欲求基底偏心距 e ，先求總豎向力到墻趾的距離： 2 6 6 1 .3 6 4 4 .6 2 .2 3905z k qkMMamN? ?? ? ?? 0 5. 60. 18 6 2. 23 0. 57 0. 9330 2 2 6B B Bea? ? ? ? ? ? ? ? ? 地基承載力修正值計(jì)算： ( 3 ) ( 0 . 5 )2 4 0 0 . 3 1 9 ( 5 . 6 3 ) 1 . 6 1 7 ( 0 . 7 0 . 5 )2 6 0 . 3a a k b d mf f b dkPa? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? 地基壓力計(jì)算： 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 0m a x6( 1 )90 5 6 0. 57( 1 )5. 6 5. 626 0. 3 1. 2 1. 2 26 0. 3 31 2. 4kaaN ePBBk P a f k P k P a? ? ??? ? ?? ? ? ? ?? 由 于 30Be? ，則 mx a aPf? 時(shí)，必然 kaPf? 。 4. 7. 1 立板設(shè)計(jì) 1. 土壓力計(jì)算 立板荷載 均考慮墻后靜止土壓力。 2. 將立板分為上下兩部分，在離底板頂面 1 .5 1 .5 3 .0 0 4 .5 0nLm? ? ?高度以下的立板可視為三邊固定一邊自由的雙向板；離底板 4500mm 高度以上的部分視為沿高度方向劃分為單位高的水平板，以扶壁為支撐，按水平單向連續(xù)板計(jì)算。距離墻頂 0~ 區(qū)間 的立板計(jì)算可參照進(jìn)行