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1、悬臂式挡土墙的设计,主要内容：1.概述2.构造要求3.悬臂式挡土墙的设计,一、概述,悬臂式挡土墙是一种轻型、新型的支挡结构，广泛用于国内外的公路、铁路工程中，该结构具有良好的社会效益。由立臂、墙底板、凸榫组成，如图1所示，该种挡墙具有以下特点：依靠自重和墙底板以上的填筑土体的重力维持墙体的稳定，适用于石料匮乏的地区以及地基承载力较低的填方地段，墙高一般小于6m。,二、构造要求,1.基础需满足：（1）埋置深度不小于1m（2）冻结深度不大于1m时，埋置深度应在冻结线一下0.25m(弱冻胀土除外)，同时满足（1）；冻结深度不大于1m时，基础埋置深度不小于1.25m，同时还应将基底至冻结线下0.25m
2、深度范围内的地基土换填为弱冻胀土或不冻胀土（3）受水流冲刷时，基础埋置深度不小于1m（4）在软质岩层地基上，基础埋置深度不小于1m,2.对于墙底板，一般水平放置，顶面自与立臂连接处向两侧倾斜。墙踵板水平长度由抗滑稳定性计算，靠立臂处厚度一般为(1/121/10)H，且不应小于2030cm墙趾板的长度应根据墙体的抗倾覆稳定性、基底应力和偏心距等条件确定，一般可取为(0.150.3)B，其厚度与墙踵相同。通常底板宽度B由墙体的整体稳定性决定，一般可取墙高的0.60.8倍。当墙后为以一地下水位较高且地基承载力很小的软弱地基时，B值可能会增大到1倍的墙高或者更大3.墙身混凝土的等级不宜低于C20，主筋
3、直径不宜小于12mm;墙后填土应在墙身混凝土强度达到设计强度的70%方可进行，填料应分层夯实；伸缩缝的间距不应小于20m,缝宽23cm，缝内沥青麻筋或沥青木板，塞入深度不宜小于2cm,4.挡土墙的排水管，应按上下左右23m交错设置，排水孔的坡度为4%，进水侧设置反滤层，厚度不得小于0.3m，在最低一排排水孔的进水口下部应设置隔水层，当墙背填料为细粒土时，应在最低排排水孔至墙顶以下0.5m高度以内填筑不小于0.3m厚的砂砾石或者土工合成材料作为反滤层，反滤层的顶部与下部应设置隔水层。,（1）立臂,悬臂式支挡结构由立臂和墙底板两部分组成。为便于施工立臂内侧做成竖直，外侧做成1:0.021:0.05
4、的斜坡，具体坡度值将根据立臂的强度和刚度要求确定。当支挡墙高不大时，立臂可以做成等厚度的。墙顶的最小厚度通常采用2025cm。当墙高较高时，宜在立臂下部将界面加厚。,（2）墙底板,一般水平设置，通常做成变厚度，底面水平，顶面则自与立臂连接处向两侧倾斜。墙底板由墙踵板和墙趾板两部分组成，其长度和高度由全墙抗滑稳定性验算确定。底板在与立臂相接处厚度为（1/121/10）H,而墙趾板与墙踵板端部厚度不小于30cm；其宽度B可近似取（0.60.8）H，当遇到地下水位高软弱地基时，B值应增大。,（3）凸榫为提高挡土墙的稳定能力，底板可以设置凸榫。为使凸榫前的土体产生最大的被动土压力，墙后的主动土压力不因
5、设凸榫而最增大，凸榫应设置在正确的位置上。凸榫的高度，应根据凸榫前土体的被动土压力能够满足全墙的抗滑稳定要求而定。凸榫的厚度除了满足混凝土的直剪和抗弯的要求外，为了便于施工，还不应小于30cm。,三、悬臂式挡土墙的设计,拟定墙身截面,荷载计算,抗倾覆稳定性验算,抗滑稳定性验算,地基承载力验算,结构设计,最大裂缝宽度验算,满足,满足,满足,满足,满足,满足,满足,不满足,不满足,不满足,加凸榫,加长墙踵板,4.1.1墙踵板长度计算,墙踵板长度可按下式计算：一般情况下：有凸榫时：（1）如图2所示的路肩墙，有,（2）对于如图3所示的路堤墙，计算公式如下：,（3）当立臂面坡不垂直时，应该对按上两式墙踵
6、板计算的长度进行修正：,4.1.2墙趾板长度计算,（1）对于路肩墙（见图2）（2）对于路堤墙（见图3）如果由B=B1+B2+B3计算出的基底应力或偏心距eB/6,应采取加宽基础的方法加大B1,使其满足要求。式中：,2.墙身内力计算,4.2.1立臂计算立臂为固定在墙底板上的悬臂梁，各截面的剪力、弯矩计算公式如下(计算简图如下所示)：,4.2.2墙踵板的内力,墙踵板是以立臂底端为固定端的悬臂梁，内力计算图下图所示。,4.2.3墙趾板内力计算,各截面的剪力以及弯矩如下所示：,3.凸榫的设计,在墙身底部设置凸榫基础，是增加挡土墙抗滑稳定的一种方法，需将整个凸榫置于过墙趾与水平成 及通过墙踵与水平成 的
7、直线所包围的三角形范围内，如下图所示。,4.3.1凸榫的位置,由上可知，凸榫的位置、高度、宽度必须符合下列要求：凸榫前侧距墙趾的最小距离为：,4.3.2凸榫的高度,上式中，墙趾、墙踵及凸榫前缘处基底的压应力，其余符号同前,4.3.3凸榫宽度,式中：,5.墙体钢筋混凝土配筋设计,悬臂式支挡结构的立臂底板，按受弯构件计算。除构件正截面受弯承载能力、斜截面承载能力需要验算外还需要进行裂缝宽度验算，其验算公式如下：所需受力面积按下式计算：,5.1立臂钢筋设计（1）立臂受力钢筋直径不小于12mm，底部钢筋间距一般采用100150mm，顶端受力钢筋不应大于500mm（2）可将立臂钢筋切断，仅将1/41/3受力钢筋延伸到板顶。钢筋切断部位应在理论切断点以上再加以钢筋锚固长度25d30d。（3）分布钢筋直径为不小于6mm，间距40cm50cm,截面面积不小于立臂底部受力钢筋的10%。,5.2底板钢筋设计,（1）墙踵板受力钢筋，设置在墙踵板的顶面。受力筋一端插入立臂与底板连接处以左不小于一个锚固长度；另一端按材料图切断，在理论切断点向外伸出一个锚固长度。（2）墙趾板的受力钢筋应设置于墙趾板的底面，该筋一端伸入墙趾板与立臂连接处以右不小于一个锚固长度；另一端一半延伸到墙趾，另一半在B1/2处再加一个锚固长度处切断。如下图所示：,
