淺述水工擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺述水工擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要: 擋土墻是邊坡支護(hù)工程中應(yīng)用較多的一種支護(hù)形式。擋土墻的主要目的維護(hù)墻后填土或邊坡的穩(wěn)定，防止其發(fā)生破壞或者失穩(wěn)。擋土墻可以用于邊坡支護(hù)工程。目前扶壁式擋土墻在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但是，目前對樁基扶壁式擋土墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，并沒有一套有效的設(shè)計(jì)理論，因此加強(qiáng)樁基扶壁式擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論研究具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值和科學(xué)意義。 </p

2、><p>　　關(guān)鍵詞: 扶壁式擋土墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　在我國目前來看由于擋土墻具有結(jié)構(gòu)靈活，減少土石方，增加建筑面積等優(yōu)點(diǎn)，這使擋土墻在實(shí)際工程中的應(yīng)用越來越廣泛。在對擋土墻采用一些處理措施后，還能減少地下水和雨水對邊坡的侵蝕作用，有利于邊坡的穩(wěn)定。 </p><p&

3、gt;　　一、扶壁式擋土墻的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　鋼筋混凝土扶壁式擋土墻是一種新型擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)，它沿墻長方向，在懸臂式擋墻的基礎(chǔ)上，每隔一定距離加設(shè)扶壁而成，通過扶壁的連接，立板和墻踵板能夠形成一個(gè)受力的整體結(jié)構(gòu)，而扶壁的存在，能大大的提高擋土墻的剛度和整體性，并且扶壁能分擔(dān)相當(dāng)一部分的土壓力，從而達(dá)到減小立板的變形的目的。與其他類型的擋土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)相比，鋼筋混凝土扶壁式擋土墻具有以下優(yōu)點(diǎn)： </p&

4、gt;<p>　　（1）擋土墻可用高度范圍較大，適用范圍廣。鋼筋混凝土扶壁式擋土墻能很好地利用材料的物理力學(xué)性能，充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性能和混凝土的抗壓性能，擋土墻高度可以做的很高。通過調(diào)整扶壁式擋土墻墻趾板的懸臂長度，可以調(diào)整擋土墻的底板的地基反力，使地基反力呈近似均勻分布，較大限度地減小擋土墻基底反力的數(shù)值，從而達(dá)到充分利用地基承載性能的目的，使擋土墻能克服地基承載力較低的問題，進(jìn)而得到廣泛的應(yīng)用。 </p>

5、<p>　?。?）與重力式擋土墻相比，采用扶壁式擋土墻能節(jié)省大量石料和人工，環(huán)境效益也較好。 </p><p>　?。?）施工速度快，能較大幅度的提高施工速度。扶壁式擋土墻工程的主要工程是鋼筋綁扎和混凝土澆注，不像其他類型的擋土墻在施工時(shí)，擋土墻墻身施工和填土的回填需要同時(shí)交叉進(jìn)行，施工技術(shù)較成熟，能采用機(jī)械化施工，從而大大的縮短工期。 </p><p>　?。?）施工可靠度

6、較高，工程質(zhì)量容易控制。在我國，鋼筋混凝土工程的施工應(yīng)用的已經(jīng)非常廣泛，施工技術(shù)也很成熟，施工質(zhì)量一般也能得到保證，施工過程也相對簡單，國內(nèi)的施工隊(duì)伍一般較好地完成。而其他類型擋土墻施工工藝相對比較復(fù)雜，對施工人員的技術(shù)要求較高。 </p><p>　　圖 1扶壁式擋土墻示意圖 </p><p>　　二、扶壁式擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p><b>　

7、　1工程概況 </b></p><p>　　根據(jù)工程勘察報(bào)告得知，本工程扶壁式擋土墻所在位置的地層從上往下分別為： </p><p>　　（1）粉質(zhì)粘土，褐色，軟塑，含大量有機(jī)質(zhì)及植物根系，韌性中等，分布連續(xù)，層厚 10.5～12.0m。 </p><p>　　（2）中砂，局部分布，黃褐色，稍密，稍濕，主要成分為石英、長石，上部為細(xì)砂，厚度為 0.5~0

8、.8m，含礫砂和卵石，粘粒含量在 5%左右。層厚 2.5~4.10m。 </p><p>　?。?）花崗巖，肉紅色―灰色，粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，巖心呈短，柱長一般5~15mm，主要礦物以石英長石為主，節(jié)理裂隙不發(fā)育，濕，中風(fēng)化?？辈鞎r(shí)，此層未穿透。 </p><p>　?。?）填土物理參數(shù)如下:內(nèi)摩擦角 φ=35°，重度 γ=19kN/m3，填土與墻背間的內(nèi)摩擦角可取 17.5&#

9、176;。 </p><p>　　2扶壁式擋土墻的墻身配筋設(shè)計(jì)方法及構(gòu)造要求 </p><p>　　扶壁式擋土墻是由立板板、墻踵板、墻趾板和扶壁四部分組成。在進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)和裂縫開展寬度驗(yàn)算前，首先要確定各構(gòu)件的內(nèi)力，然后根據(jù)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，配筋設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）中的規(guī)定進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。在進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)將土壓力作為永久荷載來考慮

10、。在進(jìn)行地基承載力驗(yàn)算時(shí)，作用在結(jié)構(gòu)上的荷載應(yīng)取荷載效應(yīng)的基本組合，對應(yīng)的永久荷載效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)取 1.35。在進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算時(shí)，作用在結(jié)構(gòu)上的荷載應(yīng)選取荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，另外考慮到長期作用的影響，對結(jié)構(gòu)剛度應(yīng)進(jìn)行一定的折減。 </p><p><b>　　1）立板的設(shè)計(jì) </b></p><p>　　扶壁處立板的外伸長度，宜符合懸臂端支座處的彎矩與立板的跨中彎矩

11、相等的原則，一般可取 0.35 倍的扶壁凈距。在進(jìn)行立板內(nèi)力計(jì)算時(shí)，一般將其簡化為連續(xù)板或者一邊自由、三邊固定的板。如果立板的高度/立板間距大于 2 時(shí)，立板可以按單向連續(xù)板進(jìn)行計(jì)算，但必須考慮底板的約束作用。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，通?？上葘⒘鍎澐殖啥鄠€(gè)水平連續(xù)板帶，然后再進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，這時(shí)，將扶壁視作水平連續(xù)板帶的支座。 </p><p><b>　　2）扶壁的設(shè)計(jì) </b>&

12、lt;/p><p>　　扶壁的作用是與立板形成一整體結(jié)構(gòu)共同承受側(cè)向土壓力，然后將所受到的側(cè)向土壓力傳遞給底板。扶壁可以簡化為 T 形截面梁進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，將扶壁視為T 形梁的腹板，將扶壁兩邊部分立板視為 T 形梁的翼緣。對扶壁進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮的是彎矩和剪力，通常認(rèn)為，扶壁的根部處的彎矩和剪力為最大。 </p><p><b>　　3）踵板的設(shè)計(jì) </b></

13、p><p>　　墻踵板一般也可以按一邊自由、三邊固定的板或按連續(xù)板進(jìn)行計(jì)算，將扶壁視作墻踵板的支座。墻踵板厚應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定，板厚不應(yīng)小于 200mm。墻踵板在地基反力和填土的共同作用下，所受外力作用方向一般為豎直向下。 </p><p>　　考慮到墻踵板的受力特性，對于平行于立板方向鋼筋，墻踵板應(yīng)雙向設(shè)置受力鋼筋，板上部受拉鋼筋應(yīng)按墻踵板所受最大正彎矩進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，一般應(yīng)通長設(shè)置，如需截?cái)?，則

14、應(yīng)在扶壁中心線附近截?cái)?，墻踵板下部受拉鋼筋一般?yīng)按支座最大負(fù)彎矩進(jìn)行配筋計(jì)算，同時(shí)，也可僅在扶壁兩邊各 0.25 范圍內(nèi)設(shè)置。對于垂直于擋土墻立板方向配筋，可僅在墻踵板的板頂配置水平受力鋼筋，具體配筋參數(shù)由立板與墻踵板交點(diǎn)處的彎矩確定，墻踵板受力鋼筋伸入立板深度不應(yīng)小于鋼筋的錨固長度，如有需要，鋼筋可在墻踵板 1/2 位置處截?cái)唷Ｆ渌恢脩?yīng)按構(gòu)造設(shè)置分布鋼筋。 </p><p><b>　　4）趾板的設(shè)

15、計(jì) </b></p><p>　　在進(jìn)行墻趾板設(shè)計(jì)時(shí)，可以將其簡化為懸臂板進(jìn)行內(nèi)力分析，墻踵板在地基反力和填土的共同作用下，所受外力作用方向一般為豎直向下。在進(jìn)行趾板內(nèi)力計(jì)算時(shí)，一般都取單位寬度趾板進(jìn)行受力分析。 </p><p>　　考慮到墻趾板的受力特性，墻趾板的受力鋼筋一般設(shè)置在趾板下部，方向?yàn)榇怪庇诹宸较?。具體配筋參數(shù)由單位寬度趾板的最大彎矩確定，受力鋼筋伸入立板深度

16、不應(yīng)小于鋼筋的最小錨固長度，如果要截?cái)啵话憧蓪摻钤谥喊?1/2位置處截?cái)嘁话?。其它配筋?yīng)符合構(gòu)造要求。 </p><p>　　5）鋼筋混凝土樁的設(shè)計(jì) </p><p>　?。?） 樁配筋要求 </p><p>　　a.對于端承樁，受力鋼筋宜通長配置； </p><p>　　b.對于水平荷載作用下的摩擦型樁，受力鋼筋長度長度宜采用 4.0/

17、α（α 為樁水平變形系數(shù)）；對于承受較大的豎向荷載的摩擦端承樁，受力鋼筋宜沿樁身分段配筋，樁身局部配筋需加密；對承受負(fù)摩阻力和滑坡推力的的鋼筋混凝土樁，受力鋼筋宜應(yīng)通長配置； </p><p>　　c.對于抗拔樁，受力鋼筋宜應(yīng)通長配置；如果由于地震作用或者膨脹作用而導(dǎo)致樁承受拔力，需要配置抗拉筋，抗拉筋可以通常配置，也可以局部配置； </p><p>　　d.對于受水平荷載的樁,主筋應(yīng)采用

18、 HRB335 或 HRB400 型號鋼筋，直徑不宜小于 10mm，根數(shù)不宜小于 8 根；對于抗壓樁和抗拔樁主筋直徑不宜小于 10mm，根數(shù)不宜小于 6 根；縱向主筋應(yīng)沿樁身周邊均勻布置，其凈距不應(yīng)小于 60mm,并盡量減少鋼筋接頭； </p><p>　　e.箍筋宜采用 HPB235 型號鋼筋，直徑為 6~8mm,,每 200~300mm 設(shè)置一道,并宜采用螺旋式箍筋；如果樁基承受的水平荷載比較大或者受地震作用

19、影響，樁頂 3~5 樁徑范圍內(nèi)的箍筋應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行加密；如果鋼筋籠長度超過 4m，鋼筋籠應(yīng)每隔 2m 設(shè)置一道直徑為 12~18mm 的 HRB335 或 HRB400 型號鋼筋作為焊接加勁箍筋。 </p><p>　?。?） 樁身混凝土及保護(hù)層厚度要求 </p><p>　　a.樁身混凝土標(biāo)號不得低于 C15；如果在水下灌注混凝土，混凝土標(biāo)號不得低于 C20；如果采用預(yù)制樁，混凝土標(biāo)號不得低

20、于 C30; </p><p>　　b.鋼筋混凝土樁主筋的混凝土保護(hù)層厚度一般不應(yīng)小于 35mm；對于水下灌注的混凝土樁，混凝土保護(hù)層厚度一般不得小于 50mm。 </p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　就目前情況看，現(xiàn)有理論缺乏實(shí)際工程數(shù)據(jù)的支持，其適用性還需要進(jìn)一步的探討。同時(shí)，我們也需進(jìn)一步的完善樁基扶壁式擋土墻

21、的內(nèi)力計(jì)算理論。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]李家興,趙振興.水力學(xué)[M].南京:河海大學(xué)出版社,2001:40一80. </p><p>　　[2] 《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 379-2007） </p><p>　　[3] 周德培，肖世國，夏雄．邊坡工程中抗滑樁合理