挡土墙怎么设计,如何绘制挡土墙景观剖面( 二 )


Kh——水平向地震系数,与设计烈度有关,7°以下取0.1,8、9度分 另取0.2和0.4
P——静力土压力
P=1/2rH2Ka(2)
式中r ——土的容重
H ——挡土墙的总高度
Ka——静土压力系数 。通过试验求得松砂土为0.4密砂土为0.7,粘土为0.5,也可用近似公式计算Ka=1 sinφ′(3)
式中φ′——填土的内摩擦角
P′作用在基底以上1/2H(矩形)或1/3H(三角形),作用方向与水平方向夹角为β:
β=ε+φO(4)
式中ε——挡土墙背连线与竖直墙的夹角
φO——墙背面与土之间的内摩擦角,竖直混凝土墙背面 φO=1/3φ′~1/2φ′
(3)挡土墙抗倾覆抗滑动计算
采用规范公式:
式中b ——基底倾覆与墙体形心水平距离
a ——基底倾覆点与土压力作用点距离
Ex、Ey ——土压力的水平、竖直分力
h ——土压力形心作用点与基底垂直距离
μ ——挡土墙基底摩擦系数
采用上述公式要考虑设计、施工、使用阶段分别计算,取最不利阶段值 。
(4)挡土墙基底应力计算
式中A——墙底面积;
W——墙底面积对墙底垂直方向轴的面积矩W=bL2/b(8)
MO——最大变矩
MO=1/2qL2(9)
式中q——荷载
L——集中荷载作用点与转动点之距
(5)挡土墙最薄弱断面强度计算
取墙趾最不利断面,按《钢筋混凝土结构设计规范》(TJ10—74)公式Mmax=1/2qL2AO=KM/bh2O?6?1RW进行强度配筋计算(强度计算略) 。
4挡土墙的稳定计算实例
(1)基本参数,见图2 。
墙后无粘性土的容重γ=1.8t/m3,内摩擦角φO=30°,粉土地基取摩擦系数μ=0.28,Ka=0.7 。
(2)墙侧向土压力大小、方向、作用点1静土压力P=17.035t/m;2侧向土压力P1=18.203t/m(主动土压力);作用点高度h=1/2×5.2=2.6m;a=1.34+tg44°×3.47=4.69m;β=44°+1/3 φ1=54°(与水平面夹角) 。
(3)抗倾覆、稳定计算
【挡土墙怎么设计,如何绘制挡土墙景观剖面】由以上公式求得:Ex=10.7t/m,Ey=14.73t/m,W=12.98t(取单位长度),W1=57.05t 。挡土墙面积F=5.193m2,重心距b为2.087m 。
Kq=3.45>1.5满足规范要求 。
Kh=1.88>1.35满足设计要求 。
5计算过程中应注意的问题及处理方法
(1)薄壁变异式挡土墙抗滑稳定计算时,会出现小于允许值的现象,此时应检查是否加上了墙背契形土的重量 。
(2)当地基应力值偏大时,也可采取拉锚锁定的方式,减小水平推力 。具体做法是:在墙体H/2高度处设拉锚筋与填土侧的锚块连接,锚块尺寸为1.5×0.75×0.2m,取上下两个摩擦面,摩擦系数为0.2,锚块上填土厚度为2.0m,则每个锚块可增加2.0t的摩擦阻力,有效地改善了地基应力值和抗滑的问题 。
(3)设计阶段对施工阶段的工程质量提出具体要求:1基础开挖后要及时填筑,以免因地基回弹产生负面影响 。2墙背侧反滤层及排水口要保证其体积及粒径要求,防止土、料混合使用 。3混凝土钢筋保护层和混凝土标号应满足抗冻、抗渗的要求,以免因断面较小、受冻融影响腐蚀损坏 。
6结语
薄壁变异式挡土墙结构是在重力式挡土墙的基础上因地制宜发展而来的,实际工程中,可采取联合的结构形式,其计算方法基本相同 。对于多地震带的地区,只要在地基应力允许的条件下,应尽量扩大抗滑计算值 。唐山市黑沿子防潮闸挡土墙采用薄壁变异式结构,经过5年的运用未出现任何问题 。实践证明,薄壁变异式挡土墙具有抗倾、抗滑、平衡地基应力值、降低工程造价的特点,值得在沿海地区推广应用 。

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