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2024-01-23 15:22:09http://www.hzsla.com
一、适用条件
扶壁式挡墙属于轻型支挡结构,主要适用于地基承载力较低的地基上,较常见的是用于填土场地,建筑边坡规范12.1.2及铁路支挡结构设计规范7.1.1均规定其高度宜小于10m,当抗滑力不足时,可增设防滑榫或锚杆。
二、地基处理
实践中常遇采用了扶壁式挡墙而地基承载力验算仍然不过的情况,此时常采用CFG桩搅拌桩旋喷桩或换填等方式进行地基处理,而采用桩基托扶壁式挡墙的做法并不多见。
三、土压力计算
建筑边坡规范12.2.3,挡墙的土压力计算,形成第二滑面时以第二滑面为土压面,不能形成第二滑面时以踵板下外沿与立板上内沿连线的假想墙背做为土压面进行计算,或以踵板外沿的竖直面为假想墙背计算。由此可见,扶壁式挡墙的土压力计算方法有三种,前两种方法假墙背不直立,应采用库仑土压力,后一种墙后坡面水平时可采用朗肯计算,根据条文说明,我国通常采用前两种方式(理正即此),第三种为借鉴美日的做法,做为一种补充。
根据墙后坡面形状不同,大致有以下6种布置形式。其中第(1)、(3)两种情形是否形成第二滑面比较容易判断,第(2)种可采用延长墙背法,其他的坡面形状可做近似坡线来粗略判断。要出现第二滑裂面,需要墙背更坦,此时土压力水平分力更小,更利于抗滑和抗倾覆,但可能会更占空间和不经济。
四、结构计算
(1)立壁
立壁按照三边固定的板类构件计算弯矩和剪力,把前步算得的土压力等代为梯形和三角形,afge为土压力线,abde为土压力的水平分量的等代荷载,用于计算立壁的水平方向上的弯矩剪力,载荷图形abf用于计算立壁竖向上根部的弯矩。
在水平板带上,中间1/2段荷载为矩形,上下各1/4段为三角形,立壁顶线和底线处荷载为0,中间1/2段简化为固支连续梁。
在竖向板带上,其弯矩呈空间分布,计算模型和弯矩图形明显有别于悬臂梁,根部的最大负弯矩用abf作用于af计算后传递过去。
(2)踵板
踵板远端可按固支在扶壁上的连续板计算,踵板与立壁交接处按铰支处理。踵板在结构计算时应采用净反力设计值(可以参考独基弯剪内力计算的概念),即将上部的荷载与地基反力求差之后的净反力,求差后假定为三角形分布,其最大值σj如下。由于假设了踵板与墙面板为铰支连接,作用于墙面板的水平土压力主要通过扶壁传至墙踵板,故不计算墙踵板横向板条的弯矩和剪力,即横向为构造配筋。
(3)趾板
按悬臂梁采用地基净反力设计值计算M、V,计算时保守起见可以不计墙前土自重W1。
(4)扶壁
扶壁可视为固结于踵板上的T形变截面悬臂梁,立壁作为T形梁的翼缘板,翼缘板的有效计算宽度由墙顶向下逐渐加宽,T形梁翼缘端受压,为简化计算,荷载只考虑主动土压力的水平分力,土压力垂直分量及各项竖向荷载忽略不计。
(5)防滑榫
为提高挡土墙抗滑稳定性,底板可设置凸榫,凸榫的高度,应根据凸榫前土体的被动土压力能够满足全墙的抗滑稳定要求而定,凸榫的厚度除了满足混凝土的抗剪和抗弯要求以外,为了便于施工,不应小于30cm。其后下方有较好的锚固条件时,也可设置锚杆或锚索防滑。
(6)扶壁式挡墙一般构造
墙面板通常为等厚的竖直板,与扶壁和墙踵板固接相连,其厚度,低墙决定于板的最小厚度,高墙则根据受力和配筋要求确定,墙面板的最小厚度应不小于200mm。
墙踵板与扶壁的连接为固接,与墙面板的连接考虑铰接较为合适,其厚度不宜小于300mm,长度一般由抗滑稳定性控制。
扶壁为固接于墙踵板的T形变截面悬臂梁,墙面板可视为扶壁的翼缘板。扶壁的经济间距与混凝土钢筋、模板和劳动力的相对价格有关,应根据试算确定,一般为墙高的1/3~1/2,其厚度取决于扶壁背面配筋的要求,通常为两扶壁间距的1/8~1/6,但不得小于30cm。
墙趾板的长度应根据全墙的倾覆稳定、基底应力和偏心距等条件来确定,其厚度宜与墙踵板相同。
整体的底板宽度(踵板+趾板)通常由墙的整体稳定确定,一般可取墙高度H的0.6~0.8倍。当墙后为地下水位较高,且地基承载力为很小的弱地基时,可能会增大到1倍墙高或者更大。
扶壁两端墙面板悬出端的长度,根据悬臂端的固端弯矩与中间跨固端弯矩相等的原则确定,通常采用两扶壁间净距的0.41倍。
由于扶壁的存在,施工时,墙后填土几乎采用较大型的机械分层填筑分层压实,所以排水和土的强度参数应加强关注。
五、小结
理清整个流程,有助于对扶壁式挡墙土压力的计算、荷载的概化、结构计算模型的简化、各方向受力筋的区分等问题更好的理解,方便在使用软件时进行相关参数调整。
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