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1、4.懸臂式擋土墻懸壁(臂)式擋土墻江灘沿江大道墻趾懸臂墻踵懸臂立壁懸壁(臂)式擋土墻定義:懸臂式擋土墻多用鋼筋混凝土做成,它的穩(wěn)定性主要靠墻踵懸臂以上的土所受重力維持,它的懸臂部分的拉應(yīng)力由鋼筋來承受。懸壁(臂)式擋土墻特點(diǎn):1.截面尺寸小。2.施工方便。3.對(duì)地基承載力要求不高。4.工作面較大。適用范圍:地基土質(zhì)差且墻高h(yuǎn)>5m的重要工程。(1)根據(jù)支擋環(huán)境的需要擬定墻高,以及相應(yīng)的墻身結(jié)構(gòu)尺寸;(2)根據(jù)所擬定的墻體結(jié)構(gòu)尺寸,確定結(jié)構(gòu)荷載(墻身自重、土壓力、填土重力),由此進(jìn)行墻體的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算,確認(rèn)是否需要底
2、板加凸榫設(shè)計(jì);(3)底板地基承載力驗(yàn)算,確認(rèn)底板尺寸是否滿足要求;(4)墻身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)包括四個(gè)環(huán)節(jié):懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)流程懸臂式擋土墻的設(shè)計(jì)懸臂式擋土墻的構(gòu)造1.墻身內(nèi)側(cè)(即墻背)宜做成豎直面,外側(cè)(即墻面)可做成1:0.02~1:0.05的斜坡,具體坡度值將根據(jù)立臂的強(qiáng)度和剛度要求確定。當(dāng)擋土墻墻高不大時(shí),立臂可做成等厚度。墻頂寬度不應(yīng)小于20cm。當(dāng)墻較高時(shí),宜在立臂下部將截面加寬。懸臂式擋土墻的設(shè)計(jì)懸臂式擋土墻的構(gòu)造2.底板一般水平設(shè)置。通常變厚度,底面水平,頂面則自與立臂連接處向兩側(cè)傾斜。當(dāng)墻身受抗滑穩(wěn)
3、定控制時(shí),多采用凸榫基礎(chǔ)。墻踵板長(zhǎng)度由墻身抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算確定,并具有一定的剛度。靠近立臂處厚度一般取為墻高的1/12~1/10,且不應(yīng)小于30cm。墻趾板的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)全墻的傾覆穩(wěn)定、基底應(yīng)力(即地基承載力)和偏心距等條件來確定,其厚度與墻踵板相同。通常底板的寬度由墻的整體穩(wěn)定性決定,一般可取墻高的0.6~0.8倍。懸臂式擋土墻的設(shè)計(jì)懸臂式擋土墻的構(gòu)造3.凸榫為提高擋土墻抗滑穩(wěn)定的能力,底板可設(shè)置凸榫,厚度除了滿足混凝土的直剪和抗彎的要求以外,為了便于施工,還不應(yīng)小于30cm。懸臂式擋土墻的設(shè)計(jì)懸臂式擋土墻的構(gòu)造4.其他伸縮縫的
4、間距不應(yīng)大于20m。沉降縫、泄水孔的設(shè)置應(yīng)符合重力式擋土墻的相關(guān)要求。墻身混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30,受力鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm。墻后填土應(yīng)在墻身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)方可進(jìn)行。懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)(1)懸臂式擋土墻上的土壓力計(jì)算(2)墻身截面尺寸的擬定墻頂寬可選用200mm。墻背取豎直面,墻面取1:(0.02~0.05)的傾斜面,因而定出立臂的截面尺寸。庫(kù)侖理論:直線AB看作假想檣背,土體與假想檣背的摩擦角δ取土體的內(nèi)摩擦角φ,Ρ為假想檣背的傾角。計(jì)算ΣG時(shí)要計(jì)入檣背與假想檣背之間ΔABD的土體自重。郎金理論:以
5、過墻踵端點(diǎn)的豎直線段BC為假想檣背進(jìn)行計(jì)算。底板在與立臂相接處厚度不小于(1/12~1/10)H,而墻趾板與墻踵板端部厚度不小于300mm;其寬度B可近似取(0.6~0.8)H,當(dāng)遇到地下水位高或軟弱地基時(shí),B值應(yīng)適當(dāng)增大。1)墻踵板長(zhǎng)度(抗滑移穩(wěn)定)墻踵板長(zhǎng)度的確定應(yīng)以滿足墻體抗滑穩(wěn)定性的需要為原則,即:當(dāng)有凸榫時(shí)(3)墻體內(nèi)力計(jì)算1)立臂的內(nèi)力2)墻踵板的內(nèi)力3)墻趾板的內(nèi)力計(jì)算墻趾板也按以立臂底端為固定端的懸臂梁計(jì)算。懸臂式擋土墻的設(shè)計(jì)均按受彎構(gòu)件進(jìn)行墻身縱筋按計(jì)算確定,可根據(jù)彎矩大小分幾次切斷墻身鋼筋混凝土配筋設(shè)計(jì)①
6、立板配筋設(shè)計(jì)立臂受力鋼筋沿內(nèi)側(cè)豎直放置,一般鋼筋直徑不小于12ram,底部鋼筋問距一般采用100~150mm。因立臂承受彎矩越向上越小,可根據(jù)材料圖將鋼筋切斷。當(dāng)墻身立臂較高時(shí),可將鋼筋分別在不同高度分兩次切斷,僅將1/4~1/3受力鋼筋延伸到板頂。頂端受力鋼筋間距不應(yīng)大于500mm。在水平方向也應(yīng)配置不小于φ6的分布鋼筋,小于立臂底部受力鋼筋的1%。②底板配筋設(shè)計(jì)墻踵板受力鋼筋,設(shè)置在墻踵板的頂面。受力筋一端插入立臂與底板連接處以左不小于一個(gè)錨固長(zhǎng)度;另一端按材料圖切斷,在理論切斷點(diǎn)向外伸出一個(gè)錨固長(zhǎng)度。墻趾板的受力鋼筋,
7、應(yīng)設(shè)置于墻趾板的底面,該筋一端伸人墻趾板與立臂連接處以右不小于一個(gè)錨固長(zhǎng)度;另一端一半延伸到墻趾,另一半在B1/2處再加一個(gè)錨固長(zhǎng)度處切斷。③裂縫寬度驗(yàn)算已知:設(shè)計(jì)一無石料地區(qū)擋土墻,墻背填土與墻前地面高差為2.4m,填土表面水平,上有均布標(biāo)準(zhǔn)荷載,地基承載力設(shè)計(jì)值為,填土的標(biāo)準(zhǔn)重度,內(nèi)摩擦力,底板與地基摩擦系數(shù),由于采用鋼筋混凝土擋土墻,墻背豎直且光滑,可假定墻背與填土之間的摩擦角方。懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)實(shí)例(1)截面選擇由于缺石地區(qū),選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。墻高低于6m,選擇懸臂式擋土墻。尺寸按懸臂式擋土墻規(guī)定初步擬定,如圖所示
8、。1)土壓力計(jì)算沿墻體延伸方向取一延長(zhǎng)米。由于地面水平,墻背豎直且光滑,土壓力計(jì)算選用朗金理論計(jì)算公式:懸臂底A點(diǎn)水平土壓力:懸臂底B點(diǎn)水平土壓力:底板C點(diǎn)水平土壓力:土壓力合力:2)豎向荷載計(jì)算①立臂板自重力②底板自重G2k為:③地面均布活載及填土的自重力(3)抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算穩(wěn)定力矩:傾