悬臂式挡土墙设计与分析

谢俊辉

【摘 要】从材料、沉降缝与伸缩缝及基础垫层三方面介绍了悬臂式挡土墙的构造特点,并针对悬臂式挡土墙的侧压力、墙身内力、地基承载力等计算进行了具体阐述,指出了设计过程中应注意事项,以期指导实践。%This thesis introduces the structural characteristics of cantilever-type retaining wall from three aspects of material,settlement joint and expansion joint,and foundation stratum,expounds its lateral pressure calculation,internal wall force calculation,and foundation bearing capacity calculation,and then points out matters needing attention in the design process,so as to guide practice. 【期刊名称】《山西建筑》 【年(卷),期】2012(038)010 【总页数】2页(P98-99)

【关键词】悬臂式挡土墙;构造特点;承载力;注意事项 【作 者】谢俊辉

【作者单位】河北省建筑材料工业设计研究院,河北石家庄050051 【正文语种】中 文 【中图分类】TU476.4 0 引言

悬臂式挡土墙在水泥厂设计中极为常见，如煤及石膏堆棚、熟料堆场、辅料堆棚等，主要用来挡护料场堆料及部分挡土墙用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷堆料，并经常用于部分山区建厂因地形而形成滑坡等。 1 悬臂式挡土墙的构造特点 1.1 材料

挡土墙采用混凝土等级不宜低于C15，钢筋为Ⅰ，Ⅱ，垫层为C7.5。 1.2 沉降缝及伸缩缝

沉降缝与伸缩缝应统一考虑，一般缝宽为20 mm～30 mm，缝内用沥青麻丝或浸沥青木板等材料填塞。一般应在下列部位设置沉降缝和伸缩缝:

1)不同地基土壤的分界处。2)挡土墙高度变化处。3)所承受的荷载有较大变化处。4)墙长超过25 m时。 1.3 基础垫层

基础垫层厚度为100 mm，并出基础外100 mm，当地基为基岩时，可不设置垫层，仅用20 mm厚的1∶3水泥砂浆做找平层。 2 挡土墙的计算

悬臂式挡土墙的计算，包括确定侧压力、墙身(立壁)的内力及配筋计算、地基承载力验算、基础板的内力及配筋计算、抗倾覆稳定验算、抗滑移稳定验算等，一般情况下，取单位长度为计算单元。 2.1 确定侧压力

1)无地下水(或排水良好)。 主动土压力Ea=Ea1+Ea2。

其中，Ea1为由墙后土体产生的土压力，kN/m;Ea2为由填土面上均布荷载q产生的土压力，kN/m。

2)有地下水时。 a.地下水位处:

b.地下水位以下:

2.2 墙身内力及配筋计算

挡土墙的墙身按下端嵌固在基础板中的悬臂板进行计算，每延米的设计弯矩计算为:

其中，γa为结构重要性系数，重要建筑物取1.1，一般建筑物取1.0，次要建筑物可减小为0.9;γG，γQ均为墙后填土的荷载分项系数，可取 1.2。

弯矩M为墙身底部嵌固弯矩，由于沿墙身高度方向的弯矩由底部向上逐渐变小，其顶部弯矩为零，故墙身厚度和配筋可以由下向上逐步减小。墙身顶部最小宽度为200 mm，配筋一般可将底部钢筋1/2～1/3伸至顶部，其余钢筋可在交替的墙高中部一处或两处切断。受力钢筋应垂直配置于墙背受拉边，水平钢筋与受力钢筋绑扎在一起形成钢筋网片，分布钢筋一般采用φ10@300，当墙身较厚时，受压一侧应配置构造钢筋网片φ10@300，其配筋率不小于0.2%。 受力钢筋的数量，可采用以下公式计算:

其中，As为受拉钢筋截面面积;fy为受拉钢筋设计强度;h0为截面有效高度。 2.3 地基承载力验算

墙身截面尺寸及配筋确定后，然后来确定基础底板的尺寸，由公式:

且应该满足:

其中，∑G为挡土墙各部分重量之和;e为合力作用点偏心距;fa为修正后的地基承

载力特征值。

2.4 基础板的内力及配筋计算

凸出的墙趾部分，作用在墙趾上的力有基底反力、凸出墙趾部分的自重及其上土体重量，其弯矩可由下式计算:

凸出墙踵部分，作用在墙踵上的力有墙踵部分自重，及其上土体重量，均布荷载、基底反力(见图1)。其弯矩可由下式计算:

2.5 抗倾覆稳定验算

其中，G1，G2分别为墙身自重及基础板自重;G3为墙踵上填土重。 2.6 抗滑移稳定验算

注意在抗滑移稳定验算时不考虑活荷载，且当有地下水浮力时应减去水的浮力。当滑移稳定性不能满足要求时，可采取相应措施:

1)增加墙踵的悬臂板长度，在原有基础底板墙踵后面加设抗滑移托板，托板与墙踵采用交接连接，因不承受弯矩可不进行计算。 2)可将基础底板做成倾斜面，倾斜角a≤10°。

3)设置抗滑移键，防滑键设置于基础底板下端，键的高度和宽度一般为H/10～H/20。 3 结语

从对环境的适应性和施工的方便程度来说，悬臂式轻型挡土墙的确具有其特有的优点，还要注意因荷载不均匀引起的裂缝及冻胀裂缝特别是挡土墙上有不稳定荷载如

过车及寒冷地区防裂;当墙身高度比较高或荷载过大时应注意挡土墙倾倒与滑移。 参考文献:

【相关文献】

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[3] 高大钊.土力学与基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社，2009. [4] GB 50009-2002，建筑结构荷载规范[S].

[5] 中国有色工程设计研究总院.混凝土结构构造手册[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社，2010.