扶壁式挡土墙

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资料

墙背填土与墙前地面高差H=6m，填土表面水平，上有均布荷载20KN/m,地基承载力特征值

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200KN/m，填土物理参数分别为r=16.8KN/m,c=15kpa,25底板与地基摩擦系数0.5

是对该挡土墙进行设计。

2.挡土方案：拟采用扶壁式挡土墙 3.主要尺寸拟定：

根据《支挡结构设计》取基础埋深L=1.5m,则挡墙高度H0l0取墙高的与扶壁间距为0.4l0=1.44m，取1.5m。扶壁厚度为

1即l0=3.6m。墙面板边缘21l0=0.45m取0.5m，立壁顶宽取0.5m墙趾81板与墙踵板水平设置。厚度均为靠近立壁处厚度为H00.75m取0.8m底板长

10Ll02l2b=7.6m，用墙踵边缘的竖直面作为假想墙背面，由于填土表面水平且墙顶齐平，

在均布荷载作用下，主动土压力系数：

25oKa=tan(45—）=tan（45—)0.406，

222o2o11EaH02KaH0qKa16.87.520.4067.5200.406252.735KN

22根据《支挡结构设计》式4.7有：B3KsEaxEay(Hh0)B2

式中Ks——抗滑安全系数，取Ks=1.3

取B3=5m

根据《支挡结构设计》式4.10有B1=0.5H（20+m）

K（+）l0m式中：B1——墙趾板长（m）

0——均布荷载引起的土压应力，0=h0Kw16.81.190.4068.115KPaH——墙踵板底端填土引起的压应力，HH0Kw16.87.50.40651.156KPa则B1——0.50.57.5（28.115+51.156）0.25+（0.55)0.043m

1.6（8.115+51.156）计算结果为负说明说明若仅为了保证稳定性可以不设趾板，但为了减少踵板配筋使地基反力趋于均匀取B1=0.5m

4.荷载计算

1）土压力计算

根据《挡土墙设计实用手册》2.50-1Eax12qH2(1)(1tantanz)2cos2L 2H式2.51有EayEaxtan(E)

式2.48有E1111(90o)()，E(90o)() 2222上式中：E——第二破裂面与竖直线夹角

综上所述：EE45o232.5

因此在填土部分发生第二破裂面 （2）区域OABC内填土自重： （3）结构自重

5.抗倾覆稳定性验算

稳定力矩：MqkEaxEg1920.1162.2334287.619KNM

抗倾覆稳定性系数KlMzr22412.9335.2271.6满足要求 Mqr4287.6196.抗滑移稳定性验算：

竖向力之和NG1RG2REay7423.538KN

抗滑力N3716.269

滑移力：Eax1920.116KN

抗滑稳定性系数KsNEax1.9351.3

7.地基承载力验算：

偏心距eBMzrMqk22412.9334287.619B3.00.561m1m 2N7432.53868.内力计算

① 墙面板 a.

墙面板水平内力

水平内力可简化为下图所示：

30.9573.62KNM 受力最大板条跨中正弯矩M中=2020pjl02扶壁两端负弯矩M端=pjl0212=33.434KNM

水平板条的最大剪应力发生在扶壁两端，可假设其值等于两扶壁间水平板条上法向土压应力之和的一半，受力最大板条扶壁两端剪力V端=pjl022=55.723KN

b. 墙面板竖向内力

墙面板跨中竖直弯矩沿墙高分布如下图： 负弯矩使墙面板靠填土一侧受拉，发生在墙面板下

H范围，最大负弯矩位于墙面板的底端4M底0.03(pj+0）H1l028.272KNM

② 墙踵板

1237.826kPa，

272.509kPa

与M1对应的等代力NdM188.529kN 5B3踵板及两肋板自重（两肋板分摊到每延末）

踵板及以上所有外力产生的竖向力之和：N7342.538kN

踵板及以上所有外力产生的竖向力之和扣除踵板部分多算的土压力后与基底反力之差： 由于假设了墙踵板与墙面板为铰支座链接，作用于墙面板的水平土压力主要通过扶壁传至踵板，故不计算墙踵板横向板条的弯矩和剪力。

最大纵向负弯矩：MdwL0212137.622kNm

最大纵向正弯矩：MzwL022082.573kNm

踵板端部与肋板结合处的最大剪力：Qz1wL0229.370kN 2③ 墙趾板（趾板内力按整个墙长计算） 将墙趾板看成悬臂梁计算：

墙趾板自重产生向下的剪力与弯矩： 基地压力产生向上的剪力与弯矩：

④ 肋板（扶壁）

08.115kPa，H45.683kPa1，

H16.7mH，zH13.35m 2zH2122.842kPa，

Sw0.91L0b0.913.60.53.776m

b12B20.5120.56.5Sw，满足

肋板底部水平力和弯矩：

11L117.6Mx(H120H12H1)(6.728.1156.7245.683)1990.919kNm262262肋板中部水平力和弯矩：

11L117.6MZ(Hz20Hz2z)(3.3528.1153.35222.842)335.386kNm262262肋板两侧水平及竖向拉筋计算时拉力：

11水平拉力：FHpjl030.9573.655.723kN

2211竖向拉力：FVwl0127.4283.6229.370kN

229.结构设计

（1）结构设计所需材料参数

混凝土选用C30，轴心抗压强度设计值fc14.3N/mm2，抗拉强度标准值

ftk2.01Nmm/2，抗拉强度设计值ft1.43N/mm2，弹性模量30000N/mm2，主筋选

HRB400，抗拉强度设计值

fy360N/mm2，箍筋采用HRB335，抗拉强度设计值

fy300N/mm2，弹性模量为200000N/mm211.0，10.8，钢筋最外侧保护层厚

度c=50mm。 （2）趾板结构设计

标准弯矩：Mk202572000Nmm 设计弯矩：M334243900Nmm

标准剪力：Vk801564N 设计剪力：N1322580.6N

a. 截面设计

设计尺寸：h=800mm，b=7600mm 初步估计h0750mm，

故趾板按最小配筋率取As12160mm，选配62C16@125mm

2实际面积：As12267.1mm b.

最大裂缝验算

2实际的有效高度：h08005016742mm 2等效应力：skMk20257200025.580Pa

0.87h0As0.8774212267.1取=0.2 cr1.9,cs50mmmaxcrsrEs(1.9cs0.08deqtc)1.90.225.5816(1.9500.08)0.01080.3mm满足2000000.01因此按构造配筋 （3）立壁板结构设计

① 内侧纵向配筋 a.

截面计算

设计计算尺寸b=1000mm，h=500mm,h0450mm

标准弯矩Mk33434000NM设计弯矩M55166100Nmm

2标准剪力Vk55723N设计剪力V91942.95N

2故按小配筋率配筋As1000mm选筋9C16@125mm实配As=1809.9mm每延米配筋量 b.

裂缝验算

2Ate0.5bh0.51000500250000mm2实际有效高度ho442mm

teAsMk7.23961030.01取te=0.01等效应力sk==48.039pa Ate0.87h0As② 外侧纵筋

外侧纵筋也按构造选筋916As1809.9mm间距125mm

立壁板在纵向配筋内外侧在整个竖向内均为66C16@125mm

内外侧总配筋面积均为：As=11060.5mm

2③ 内侧竖向筋 a.

正截面计算

设计计算尺寸，b=1000mm,h=500mm,h045mm

标准弯矩MK28272000Nmm,设计弯矩M46648800Nmm

按最小配筋率配筋As1000mm选配9C16@125

2（每延米配筋量）实配As1809.9mm

b.

最大裂缝验算

2实际有效高度h0h5016442mm 2等效应力skM2827200040.622pa

0.87h0As0.874421809.9④ 外侧竖向筋

按构造选配9C16@125mm实配1809.9mm

2立壁板在竖向配筋内外侧在纵向均为6216@125mm

内外侧总配筋面积均为As12468.2mm2

(4)踵板结构设计

① 踵板顶面横向水平钢筋

该钢筋主要是为了使墙面板承受竖向负弯矩的钢筋得以发挥作用而设置的，承受与墙面板竖向最大弯矩相同的弯矩。即标准弯矩Mk0=750mm.

根据以上计算该处配筋也按构造配筋pminbh0.2%10008001600mm

2选配7C18@160mm，整个计算单元内配筋量48C18@160mm ② 踵板顶面纵向钢筋

踵板纵向钢筋主要承受踵板扶壁两端负弯矩和正弯矩，因此需要顶面和底面都布置纵向钢筋。 1) 踵板顶面纵筋 a.

截面计算

标准弯矩Mk0=750mm.

踵板顶面纵筋按构造配筋，选配9C16@125mm b. 最大裂缝验算

实际有效高度h08005016742mm 2等效应力skMk137622000117.79Pa

0.87h0As0.877421809.9在整个单元内踵板顶面配筋量41C16@125mm 2) 踵板底面纵筋

根据计算可知，该截面也按构造配筋，因此踵板底面纵筋配筋量为41C16@125mm

(5)板肋结构设计

① 肋板两侧横向水平钢筋 a.

截面设计

标准拉力Nk=55723N，设计拉力N=919578N 设计计算尺寸b=1000mm,h=500mm

受拉钢筋设计面积AsN91957.8255.348mm2minbh1000mm2 fy360按构造配筋选配8C16@300mm b. 最大裂缝验算

2有效受拉混凝土截面面积Atebh500000mm

按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋的配筋率

teAs0.00320.01,取te0.01 Ateftkptesk2.012.6720.2,取0.20.0134.636

不均匀系数1.10.651.10.65构件受力特征系数

cr2.7,cs50mm

肋板两侧水平拉筋按等间距布置，两侧总根数42根，每侧21根。 ② 肋板两侧竖向钢筋

标准拉力Nk=229370N，设计拉力N=378460.5N 设计计算尺寸b=1000mm,h=500mm

受拉钢筋设计面积AsN378640.51051.28mm2minbh1000mm2 fy360选配8C16@300mm，实配面积1608.8mm2 由上可知裂缝验算也满足要求。

肋板两侧水平拉筋按等间距布置，两侧总根数32根，每侧16根。 ③ 肋板斜拉筋设计 a.

肋板与踵板交接处正截面抗弯配筋

标准弯矩Mk

设计计算尺寸b=500mm,hB1B25500mm,h00.9h4950mm,

Sw0.91Lb3776mm.

判断截面类型： 按第一类T型截面设计。

根据最小配筋率配筋，选配14C25（三层布置），实际配筋面积

As6872.6mm2，转化为

'2垂直截面面积ASAssin6872.6sin53.2675507.917mm

As'则实际有效高度h0=5412.5mm,0.2035min0.2%满足要求。

bh0As'fy5507.917360277.322mmB2500mm

1.014.3500实际受压区高度x1fcbb. 肋板中部正截面抗弯配筋 标准弯矩Mk 设计计算尺寸:

bZSwbB2.138mmhZ3B23000mm,h00.9hZ2700mm，b=500mm. 22判断截面类型： 按第一类T型截面设计。

2根据最小配筋率配筋，选配8C25（2层布置），实际配筋面积As3927.38mm，转化为'2垂直截面面积ASAssin3927.38sin53.2673147.38mm

As'则实际有效高度h0=2925mm,0.215min0.2%满足要求。

bh0As'fy3147.38360158.47mmB2500mm

1.014.3500实际受压区高度x1fcb