特種結(jié)構(gòu)擋土墻施工技術(shù)講義學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1特種特種(tzhng)結(jié)構(gòu)擋土墻施工技術(shù)講義結(jié)構(gòu)擋土墻施工技術(shù)講義第一頁，共56頁。第2頁/共56頁第二頁，共56頁。第3頁/共56頁第三頁，共56頁。第4頁/共56頁第四頁，共56頁。第5頁/共56頁第五頁，共56頁。第6頁/共56頁第六頁，共56頁。第7頁/共56頁第七頁，共56頁。第8頁/共56頁第八頁，共56頁。第9頁/共56頁第九頁，共56頁。第10頁/共56頁第十頁，共56頁。第11頁/共56頁第十一頁，共56頁。（2.8）n式中 G擋土墻每延米自重；n x0擋土墻重心離墻趾的水平距離；n a0擋土墻的基底傾角；n 土對(duì)擋土墻墻背的摩擦力（見表2.3）；n b基底的水平投影

2、寬度(kund)；n z土壓力作用點(diǎn)離墻踵的高度；n第12頁/共56頁第十二頁，共56頁。第13頁/共56頁第十三頁，共56頁?？够品€(wěn)定(wndng)驗(yàn)算第14頁/共56頁第十四頁，共56頁?？箖A覆(qngf)穩(wěn)定驗(yàn)算第15頁/共56頁第十五頁，共56頁。n ZfZf=Z-btan0；n浸水地?fù)跬翂Φ姆€(wěn)定驗(yàn)算n浸水地?fù)跬翂筇钔敛捎脦r塊或沙土，且留有足夠(zgu)泄水孔時(shí)，可不考慮墻前、后的靜水壓力及墻后的動(dòng)水壓力，主要考慮水位以下?lián)跬翂疤盍系母×Α跬翂Φ挠?jì)算水位采用最不利水位。第16頁/共56頁第十六頁，共56頁。第17頁/共56頁第十七頁，共56頁。第18頁/共56頁第十八頁，共56

3、頁。第19頁/共56頁第十九頁，共56頁。第20頁/共56頁第二十頁，共56頁。第21頁/共56頁第二十一頁，共56頁。第22頁/共56頁第二十二頁，共56頁。NoImage第23頁/共56頁第二十三頁，共56頁。1、確定(qudng)墻背面的側(cè)壓力 為了簡化計(jì)算及偏于安全起見，可忽略墻身前被動(dòng)土壓力(yl)的影響和墻身后面的填土與墻身間的摩擦力。a、無地下水，或排水良好(lingho)時(shí)12022021tan22tan24545EEEHqH第24頁/共56頁第二十四頁，共56頁。b、有地下水時(shí)0,2tan245awpH地下水位處：地下水位以下(yxi)部分：02tan245awswwwwpH

4、HHHH第25頁/共56頁第二十五頁，共56頁。2、垂直(chuzh)墻身計(jì)算墻身嵌固在基礎(chǔ)(jch)板中，每延米的設(shè)計(jì)嵌固彎矩值為：01232GQHHMEE 根據(jù)此嵌固彎矩，計(jì)算擋土墻垂直墻身底部厚度h和配筋。由于沿墻身高度的彎矩從底部向上逐漸變小，至頂部其彎矩為零，因而墻身厚度和配筋沿墻高可逐漸減小。一般只將底部鋼筋的1213伸至頂端，其余鋼筋可交替在墻高中部的一處或兩處切斷。受力鋼筋應(yīng)靠近墻身內(nèi)側(cè)面(背面(bimin)，垂直配置；而水平分布鋼筋，應(yīng)和該垂直鋼筋綁孔在一起形成一個(gè)整體網(wǎng)片，分布筋宜用10300。如墻身較厚(一般超過200mm),為防止墻外側(cè)面(正面)產(chǎn)生收縮與溫度裂縫，可在

5、墻外側(cè)面內(nèi)配置10300縱橫交織的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)。求出彎矩后根據(jù)混凝土知識(shí)配筋即可第26頁/共56頁第二十六頁，共56頁。3、確定基礎(chǔ)板尺寸(ch cun)并驗(yàn)算基礎(chǔ)板下土的承載力 首先假定底板寬度b，前趾寬度b1及底板厚度(hud)；垂直墻身自重G1，基礎(chǔ)板自重G2、墻后踵板b2寬度內(nèi)所壓土重G3，以及活荷載G4，土的側(cè)壓力E1、E2，然后求得基礎(chǔ)偏心距e0值1 122334412123432GaG aG aG aE HE HGGGG02be 第27頁/共56頁第二十七頁，共56頁。06be 當(dāng)時(shí) 全部受壓maxmin061Gebb06be 當(dāng)時(shí) 部分受壓要求(yoqi)滿足當(dāng)不滿足式要求時(shí)，需

6、調(diào)整(tiozhng)底板寬度。)(32maxGcf2minmaxf2 . 1maxf-為地基承載力的設(shè)計(jì)(shj)值第28頁/共56頁第二十八頁，共56頁。4、基礎(chǔ)(jch)板配筋計(jì)算 垂直(chuzh)墻身前的基礎(chǔ)板(前趾)，在土的反力作用下引起向上彎曲(見圖)。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般可忽略前趾板自重及其上所壓少量土體的作用(因板自重很小，其上土體荷重在使用過程中有可能被移走)。這樣，計(jì)算求得的鋼筋應(yīng)配置在前趾板的下部。垂直(chuzh)墻身后的基礎(chǔ)板(后踵)，承受G3,G4和部分G2的向下荷載以及土反力引起的向上荷載的共同作用，使基礎(chǔ)板后踵向下彎曲。計(jì)算求得的鋼筋應(yīng)配置在基礎(chǔ)板的上部。第29頁/

7、共56頁第二十九頁，共56頁。5、穩(wěn)定性驗(yàn)算(yn sun)擋土墻在側(cè)壓力作用下，應(yīng)考慮墻的傾覆(qngf)和滑動(dòng)的穩(wěn)定性。a、抗傾覆(qngf)要求 1.5AGAMMb、抗滑動(dòng)要求 1.3wGP 基礎(chǔ)底面摩擦系數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料確定，也可查表 在軟基上的擋土墻要進(jìn)行深層滑動(dòng)驗(yàn)算，詳見有關(guān)地基基礎(chǔ)書籍。當(dāng)穩(wěn)定性不夠時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施。第30頁/共56頁第三十頁，共56頁。c、提高(t go)穩(wěn)定性的措施提高(t go)穩(wěn)定性的常用措施有如下幾種：(1)、減少(jinsho)土的側(cè)壓力墻后填土換成塊 石，增加內(nèi)摩擦角 值，從而減少側(cè) 壓力。 在擋土墻豎壁中部 設(shè)減壓平臺(tái)，平臺(tái) 長度最好伸出土體 滑

8、裂面以外，以提 高具減少側(cè)壓力的 效果。此種做法常 用于扶壁式擋土墻。第31頁/共56頁第三十一頁，共56頁。(2)、增加(zngji)墻后底板挑出長度 增加后底板挑出長度，一般有兩種做法(zuf)； 在原基礎(chǔ)底板后面加設(shè)抗滑拖板，它和原底板鉸接連接， 另一種是把原底板后踵部分加長。這樣，可增加墻背后面堆土重使抗傾覆和抗滑能力提高。第32頁/共56頁第三十二頁，共56頁。(3)、增大基礎(chǔ)(jch)抗滑能力 擋土墻通過加長基礎(chǔ)板可提高抗傾覆(qngf)能力，但抗滑動(dòng)能力提高不多，當(dāng)然可以通過把基礎(chǔ)板的后踵更多地加長或加卸壓平臺(tái)，換填土等方法來解決抗滑問題，但有時(shí)不一定經(jīng)濟(jì)。下面介紹三種增大基礎(chǔ)抗

9、滑能力的方法。 在基礎(chǔ)板底面夯填3050cm厚的碎 石，增加(zngji)摩擦系數(shù) 基礎(chǔ)板做成傾斜面。一般要求傾斜角100由平衡條件知：cossinwNGP抗滑動(dòng)力為：cossinwNGP滑動(dòng)力為：cossinwPG第33頁/共56頁第三十三頁，共56頁。 若基礎(chǔ)(jch)板傾斜坡度為l:6時(shí)，COS =0.986，sin =0.164由以上公式看出，其抗滑力提高了，而滑動(dòng)力減少了。但當(dāng)?shù)鼗翉?qiáng)較低時(shí)，應(yīng)避免使用此法。 設(shè)防(shfng)滑鍵(齒坎) 防滑鍵的做法如圖所示，鍵的高度(god)hj與鍵離前趾端部A點(diǎn)的距離aj的比例，宜滿足下列關(guān)系：0tan245jjha02maxtan2245b

10、pjEh第34頁/共56頁第三十四頁，共56頁。當(dāng)鍵的位置滿足(mnz)上式時(shí)，被動(dòng)土壓力Ep值最大。鍵后面土和基礎(chǔ)底板間的摩擦力F為：m in2bjFb a 最后(zuhu)應(yīng)滿足：1 .3p pwE FPp值是考慮被動(dòng)土壓力Ep不能充分發(fā)揮的影響(yngxing)系數(shù)，建議取0.5。當(dāng)有地下水浮托力時(shí)，max、 b 、min 中要減去其影響(yngxing)。 第35頁/共56頁第三十五頁，共56頁。2.4.2有肋角式擋土墻2-4-2-1 構(gòu)造(guzo)特點(diǎn)組成：由立板、底板、扶壁在墻身較高的情況下(一般大于5m時(shí))，采用無肋角式擋土墻會(huì)導(dǎo)致墻身過厚面不經(jīng)濟(jì)，此時(shí)，常采用有肋角式擋土墻，

11、也稱扶壁式擋土墻，如果墻身更高，可考慮加設(shè)橫梁、橫板，將各段扶壁連綴起來；若橫梁間距安排得當(dāng)，使上下(shngxi)梁間墻身的最大彎矩相等，可得到墻身上下(shngxi)厚度大體一致的結(jié)果。加設(shè)橫板有一定寬度時(shí)，還可起到卸壓作用。如果扶壁中的剪應(yīng)力值不大，也可做成空腹式扶壁以節(jié)約混凝土，但此法有使施工復(fù)雜的缺點(diǎn)。扶壁的距離一般取235m之間。關(guān)于墻面排水、伸縮縫的做法要求與無肋角式擋土墻相同。為了使扶壁、垂直墻身、基礎(chǔ)底板之間能連接牢固，一般在交接處做成支托，墻高可作到910米。扶壁間距為墻高的1 / 3 1 / 2，厚度約取扶壁間距的1 / 8-1 / 6。立板與底板的厚度與扶壁的間距成正比

12、，立板頂端后不小于200mm，下端厚度由計(jì)算確定。前趾和后踵最小厚度不得小于200300mm。扶板兩端立板外伸長度，根據(jù)外伸懸臂固端彎距與中間跨固端彎距相等的原則確定，通常選用扶壁凈間距的0.4倍。扶壁擋土墻的底寬B與墻高之比可取0.60.8之間。見圖。 第36頁/共56頁第三十六頁，共56頁。第37頁/共56頁第三十七頁，共56頁。第38頁/共56頁第三十八頁，共56頁。 扶壁配置(pizh)三種鋼筋第39頁/共56頁第三十九頁，共56頁。 扶壁(肋)與垂直墻身一起整體工作，如同一個(gè)變截面的懸臂T形梁一樣(yyng)，肋中配置三種鋼筋：傾斜筋，水平筋和垂直鋼筋，見圖。 傾斜鋼筋是懸臂T形梁的

13、受拉鋼筋，沿扶壁的斜面放置。 水平鋼筋將扶壁和垂直墻身連系起來，以防止在側(cè)壓力作用下垂直墻身與扶壁的連接處被拉斷，并作為懸臂T形梁的箍筋以承受肋中的主拉應(yīng)力，保證肋的斜截面強(qiáng)度。 垂直鋼筋用作連系扶壁和基礎(chǔ)板，承受由于基礎(chǔ)板的局部彎曲作用在扶壁內(nèi)產(chǎn)生的垂直方向上的拉力，以防止基礎(chǔ)板與扶壁的連接處被拉斷。d.扶壁(肋)計(jì)算(j sun)第40頁/共56頁第四十頁，共56頁。2.4.3 擋土墻的抗震(kngzhn)驗(yàn)算 在設(shè)計(jì)烈度為8度及以上地區(qū)的擋土墻，應(yīng)進(jìn)行抗震驗(yàn)算。擋土墻在地震作用下，除了其本身自重產(chǎn)生水平慣性力以外，在墻身背面的土體由于地震動(dòng)力作用增加了對(duì)擋土墻的側(cè)向(c xin)壓力。2

14、-4-3-1 擋土墻自重(zzhng)慣性力11EhPCk W2-4-3-2 擋土墻的動(dòng)土壓力擋土墻的動(dòng)土壓力22tanEhaPCk P第41頁/共56頁第四十一頁，共56頁。第四節(jié) 擋土墻計(jì)算(j sun)例題已知：擋土墻的尺寸如右圖，地面活荷載 q=5000N/m2。地基土為粘土(zhn t)，容許 承載力R=100kN/m2 ，內(nèi)摩擦角 =300 ，擋土墻處在地下水位上。 求： 擋土墻墻身和基礎(chǔ)(jch)板配筋，穩(wěn)定性驗(yàn)算 和土的承載力驗(yàn)算（擋土墻混凝土用 C25級(jí)，鋼筋用、級(jí)鋼）。第42頁/共56頁第四十二頁，共56頁。120022200220201tantan222130301700

15、0 3.0tan455000 3.0 tan4522225500500030500/4545EEEHqHN m解： 1.確定(qudng)側(cè)壓力第43頁/共56頁第四十三頁，共56頁。2.垂直(chuzh)墻身計(jì)算0122323.03.01.2 255001.4 5000224110013/310/GQmcyHHMEENmfN mmfN mm凈保護(hù)層厚度(hud)取3.5cm22411000000.13513 1000 160smcMf bh20411000009300.92300 160ssyMAmmf h墻身每米設(shè)置墻身每米設(shè)置912（As=1017mm2）在在1/2高度高度(god)處截

16、斷一半處截?cái)嘁话胨皆O(shè)置構(gòu)造筋水平設(shè)置構(gòu)造筋10300第44頁/共56頁第四十四頁，共56頁。3.土的承載力驗(yàn)算(yn sun)每延米垂直(chuzh)墻身自重每延米基礎(chǔ)(jch)底板自重每延米墻后踵板寬度內(nèi)土自重每延米墻后活荷載110.1 0.23 2500011300/2GN m 210.1 0.21.6 250000.2 0.2 2500026000 10007000/GN m33.05 1700051900/GN m45000 1.05000/GN m第45頁/共56頁第四十五頁，共56頁。側(cè)壓力002222011130 tan17000 3.2tan45222229000/45EHN

17、 m00220230tan5000 3.2 tan45225330N/45EqHm第46頁/共56頁第四十六頁，共56頁?；A(chǔ)(jch)底面土反力的偏心距e01 1223344120123432211300 0.727000 0.874+51900 1.3 5000 1.31.82113007000 51900 50003.23.2290005330320.252113007000 51900 5000GaG aG aG aE HE HbeGGGG00.306be 全部受壓第47頁/共56頁第四十七頁，共56頁。maxmin22076.9kN/m6.7kN/m61113007000519005

18、0006 0.25211.80 1.01.80eGbbminmax41.8kN/m2fmaxmin1.2 f滿足(mnz)第48頁/共56頁第四十八頁，共56頁。4.基礎(chǔ)(jch)板配筋計(jì)算 以設(shè)計(jì)(shj)荷載來計(jì)算配筋，自重和填土重的荷載分項(xiàng)系數(shù)取為1.2，活荷載分項(xiàng)系數(shù)取為1.4。重新計(jì)算求得：0026.36ecmbe2max2min95.13/6.251/kN mkN m（1）前趾部分(b fen)121 0.26.25195.136.2511.865.5/kN m221max1112 95.1365.50.615.35/66MbkNm m第49頁/共56頁第四十九頁，共56頁。底板厚

19、h1=20cm h01=20-4=16cm122104101535000011.9 1000 16011 2 0.05221535 100.97 160 3000.050.97329csyMsf bhsMsh fAmm 用于墻身的豎向鋼筋向下彎折即可。（2）后踵部分求后踵部分在土壓力(yl)作用下的q1值，先求后踵部分墻重為：第50頁/共56頁第五十頁，共56頁。3422262280 7000 450011.02minmaxmin21.01.82121min1226161.2 1.00.1525004500/m73.78/()6.251(95.136.251)55.63/2()2(73.786.251)(73.7855.63) 1.0GGGGGGGbbbGNqKN mKN mMqqb則：42422553 1011.9 1000 16022553 100.95 160 300225.53/0.080.95560565mm )ssKN m mAmmS 選用 12100（A第51頁/共56頁第五十一頁，共56頁。5.穩(wěn)定性驗(yàn)算考慮到活荷載可能產(chǎn)生旁移，因此傾覆(qngf)