挡土墙设计之探讨

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简介：介绍了挡土墙的设计,对挡土墙的结构选型、材料选型以及对影响挡土墙安全性的各种因素进行了分析,提出挡土墙无论从选型还是在具体设计或施工中都要贯穿安全、经济、合理的原则。
关键字：挡土墙，设计，选型

工程设计中,经常遇到建筑场地起伏不平、高差较大的情况,在这种条件下,既要建筑场地的美观实用又想最大限度地减少土方量的平整,降低造价,其办法就是设置挡土墙。挡土墙有重力式、悬臂式、扶壁式、锚杆式及板桩式等多种形式。在汇隆花园、鸿升花园两个小区中就设计了多种形式的挡土墙,现就设计中的一点体会论述如下。
1 　挡土墙形式的选用

　　挡土墙除可按结构形式划分为重力式、悬臂式、扶壁式等外,又可按材料的选用分为砖砌、毛石、混凝土和钢筋混凝土等几种。实际情况中的选用应根据工程需要、土质情况、材料供应、施工技术及造价等因素合理选择。

　　1. 1 　重力式挡土墙

　　重力式挡土墙由块石、毛石砌筑,它靠自身的重力来抵抗土压力。由于其结构简单、施工方便、取材容易而得到广泛应用。根据墙背倾角的不同,重力式挡土墙可分为仰斜、竖直和俯斜三种。按主动土压力大小,重力式挡土墙要优先采用仰斜挡土墙,竖直次之,俯斜少用。仰斜式的墙后填土较困难,用于护坡时较为合理,墙背竖直或俯斜式用于填方较省劲。重力式挡土墙的顶宽不宜小于500 mm ,底宽约为墙高的1/ 2～1/ 3 ,墙高较小且填土质量好的墙,初算时底宽可取墙高的1/ 3 。为了减少墙身材料,墙体在地面以下部分可做成台阶式,以增加墙体抗倾覆的稳定性。墙底埋深应不小于500 mm ,为了增大墙底的抗滑能力,基底可做成逆坡。重力式挡土墙的缺点是当墙高超过5 m 时,要保证其稳定性,势必造成很大的体量,材料用量较多,不太经济。

　　1. 2 　悬臂式和扶壁式挡土墙

　　当墙高大于5 m 时,墙的稳定主要依靠墙踵悬壁以上土重维持。墙体内设置钢筋承受拉应力,故墙身截面较小,因此,选用钢筋混凝土悬臂式较为合理。当墙高大于10 m 时,竖壁所受的弯矩和产生的挠度都较大,为了经济合理必须选用扶壁式。扶壁间填土增加抗滑和抗倾覆能力,一般用于重要的大型土建工程。悬臂式和扶壁式挡土墙在设计计算时,为了使挡土墙产生很好的抗倾覆和抗滑移效果,底板伸入墙内的宽度应大于墙外的宽度,其合理的宽度应是墙外宽度的1. 5 倍～2 倍。墙壁及底板的受力计算可根据混凝土结构原理进行。当墙高大于10 m 时,为了减小造价,必须沿墙身纵向,每隔一定距离(0. 3 倍～0. 6 倍墙高) 设置一道扶壁。扶壁底部伸入土中宽度可取墙高的1/3 较为合理、经济。在进行扶壁式挡土墙设计时,可将墙身及墙踵作为三边固定的板,进行计算较为正确。

　　1. 3 　锚杆挡土墙

　　锚杆挡土墙由钢筋混凝土墙板及锚固于稳定土层的地锚组成。锚杆可通过钻孔灌浆、开挖预埋或拧入等方法设置。其作用是将墙体所承受的土压力传递到土内部,从而维持挡土墙的稳定。锚固段应在主动状态滑动面以外,其长度为3 m～7 m ,锚杆挡土墙可作为边坡或深基坑坑壁的支护结构。若基坑邻近有高层建筑时,为了避免产生不利影响,不宜采用地锚,而应采用地下连续墙或水泥土搅拌桩挡土。

2 　挡土墙的稳定性验算

　　挡土墙的稳定验算包括抗倾覆验算和抗滑移验算。挡土墙的截面尺寸一般按试算法确定,即先根据挡土墙的工程地质、填土性质以及墙身材料和施工条件等凭经验初步拟定截面尺寸,然后进行验算。如不满足要求,则修改截面尺寸或采取其他措施。特别需注意的是在软弱地基上倾覆时,墙趾可能陷入土中,力矩中心点内移,导致抗倾覆安全系数降低,有时甚至会沿圆弧滑动而发生整体破坏。因此,验算时应注意土的压缩性。作用在挡土墙上的荷载有:墙体受的重力,主动土压力以及墙底反力和墙面埋入土中部分所受被动土压力,后者一般可忽略不计,其结果偏于安全。墙体按实际土的重度计算,计算土压力时,荷载采用标准值。在设计计算中,挡土墙的截面和底宽一般由抗滑移稳定验算控制,但从许多提供的资料来看,挡土墙的破坏,绝大多数为倾覆所致,这说明在抗滑移方面一般有较大的安全储备。

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