建设科技 ２０１０年第４期 ７１ ＴＩＡＮＪＩＮ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 田华 乐生耀 路永卫（天津市水利勘测设计院天津３００２０４） 关于悬臂式挡土墙及其设计优化的讨论 【擅要】通过悬臂式档土墙以及在其上增加卸荷板，增加凸隼结构的受力分析比较，可以看出相同条件的悬臂式 挡土墙，在本身结构上增加卸荷板或凸隼，可以使结构更安全、经济、合理。 【关奠词】悬臂式挡墙卸荷板凸隼 ０引言 ４．７ ｍ，板宽３．１ ｍ，墙前基底以上水深１．５ ｍ，墙后水深距基 底０．５ ｍ。墙前卸荷板以下用碎石回填，其余素填土夯实，墙后 悬臂式挡土墙以其结构轻型、配筋简单、承载能力较大为 回填土石屑，浇筑凸榫后，其两侧回填素混凝土垫层。前墙填 主要优点，深受设计人员青睐，在各类建设工程的设计中得到 土表面布有人行道荷载口１＝４ ｋＰａ和路面荷载ｑ２＝２０ ｋＰａ。挡 广泛应用。在大多数建设工程中，挡土墙的规模和投资所占工 土墙的断面尺寸如图１所示。 程比例很小，因此，挡土墙设置常被一些设计人员忽视，致使 １．２采用计算数据 计算简单化，断面尺寸过大，造成不应有的浪费，这些都必须 回填的素填土内摩擦角咖１＝２００，粘聚力Ｃ１＝Ｏｉ碎石 引起我们的注意。挡土墙设计，在依据计算结果合理选择断面 币２＝２５０，Ｃ２＝０；土石屑币３＝２００，Ｃ３＝０；素混凝土垫层咖４－－ 尺寸的基础上，如果能优化结构，增加卸荷板和凸隼，既能确 ２００，Ｃ４＝０。水上填土重度－ｙ＝１８ ｋＮ／ｍ。，水下填土浮重度ｈ，－－＿１８ 保工程安全，又能节约投资成本。 ｋＮ／ｍ ，水下填土饱和重度＂ｙｓａｔ＝２０ ｋＮ／ｍ 。基底摩擦系数ｆ＝－ｏ．３， １计算程序 地基容许承载力［Ｒ ３＝２２０ ｋＮ／ｍｍ ，容许应力大小比［叼］＝２．５， 抗滑稳定系数［Ｋｃ］：１．３。 对已建的天津市海河两岸基础设施项目中的悬臂式挡土 １．３受力分析 墙进行计算，列出计算方式。 用郎肯土压力公式计算土压力。 １．１ 已知条件 本设计采用悬臂式结构，设计悬臂墙底板增加０．６ ＦＴＩ× ，＝留２（４５。－ ）＝ （４５。。芋）＝０ ｏ Ｏ．６ ｍ的凸榫结构，并在立墙上设卸荷板，板宽１．Ｏ ｍ，墙高 ＝ｔｇｚ（４５￣－ ）： 一芋）＝０．４０５ 在卸荷板的作用下可减少土压力，卸荷角度取为与水平 方向成：４５。＋ ２／２＝４５。＋２５。／２＝５７．５。，减压范围为从卸荷板端起 点到竖向方向的距离为Ｈ４＝０．８５ｘｔａｎ５７．５。：１．２５４ ｍ。分布荷载 ｑ２＝２０ ｋＰａ对挡墙的作用效果为，与水平面成４５。＋ ２＝４５。＋ ２０。／２＝５５。（ 取２Ｏ。）作用在挡墙上，挡墙的受力起点至终点 的竖直距离按几何关系可得ＨＴ＝０．５３２ ｎｌ。详见受力分析图２。 ＨＩ：Ｖ１ 一Ｖ２＝１．６ Ｉｎ Ｈ２＝Ｖ ２一Ｖ ３＝Ｏ．１ ｎｌ Ｈ３＝Ｖ ５一Ｖ６＝１．５ ｍ Ｈ５＝ ｒ Ｖｒ－－Ｈ４＝０．３４６ １３１ Ｈ６＝Ｈ３一Ｈ７＝＝０．９６８ ｍ ｅ。ｌ＝ 。ｌｇ１＝１．９５９ ＭＰａ ｅ ＝Ｋ。１ｑｌ＋ ，ｌｋ。ｌ＝１６．０６０ ＭＰａ ｅ ＝Ｋ ｌ＋坩１ ＝１３．２９５ ＭＰａ ｅａ３＝ ｌ＋ （ Ｉ＋ ２）＝ １４．０：２５ ＭＰａ ｅ Ｋ胡ｌ＋Ｋ ｔ ｌ＋ｙＨ２ Ｈ６１＝１７．９４８ ＭＰａ ｅ ＝＾ （ｑｌ＋ｇ２）＋Ｋ，ａ（ｙＨｌ＋ ２十丫Ｈ６）＝２６．０５５ ＭＰａ 卜 型 Ｉ＿＿——— 生 —一 ｅ 面（ｑｌ＋９２）十 以（ｙＨｌ＋ＴＨ２＋丫 ３）＝２６．０５５ ＭＰａ 图１挡土墙的断面尺寸 由几何关系得：Ｈ￣－－０．２８２ Ｉｌｌ，Ｈ９＝０．Ｉ８６ ｉｎ： ｅ．３＂－－１６．８０６ ＭＰａ；ｅａ４ｕ＝２２．８２９ ＭＰａ：ｅ￣＝２２．１１７ ＭＰａ 收稿日期：２０１Ｏ－０７－０４ ７２ ２０１０年第４期 ＴＩＡＮＪＩＮ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 建设科技 ● ｌ Ｉ Ｈ１ Ｉ Ｊ Ｈ２ Ｉ Ａ，、 ” 厂 Ｈ ｅａｊ’ ——－－－－－－——————－－一 ； Ｉｌ ｌ 刚 圭 Ｈ７９Ｉ …｝７ ｌ１ Ｈ５ Ｈ，图２挡墙受力分析图 作用在挡土墙上的各项荷载如图３所示。 图３作用在挡土墙上的各项荷载 ２传统重力式结构方案 Ｅ ＝字 Ｈ￣＝１２．８４８ ＫＮ ＝丁ｅａ３＂‘（Ｈ６一Ｈ８＋ ）＿ ６．６０７ ＫＮ 华 ・Ｈｓ＝５．５８ｓ ＫＮ ４． ｓ９ ＫＮ Ｅｓ＝毕・Ｈ５＝８．６９８ ＫＮ 为进一步比较，对按传统设计的结构形式进行了重新计算 验证。由于后部俯斜，整个墙背均按假象墙背考虑，采用朗肯公 式计算主动土压力系数。 。： （４５。一 ｆ４５。一譬）＿０．４９０ Ｋａ７．－￣ｔ 一 ．）＝增２（４ｓ 等）＝０．４０５ 原挡墙如果去掉卸荷板和凸隼结构，要通过增加底板宽 度，比原有结构形式增加２０％的体积，才能满足设计要求。在 这里就不做详细计算说明。 ３结论及注意事项 在同等条件下，卸荷式挡土墙较悬臂式挡土墙在挡墙墙壁 根部之处弯矩要小，相应的可以减小挡墙墙壁及底板的厚度。 底板宽度减小的同时，增加凸隼，可增加底板的抗滑能力。 卸荷板和凸隼重力式结构施工方法与传统的重力式结构 较为类似，施工经验成熟，且在场地条件受到限制的特殊情况 下，更能显出其优越性，充分提高了有限资金的利用率。一