常用擋土墻的主要特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

盧逢煦

(東莞市城建規(guī)劃設(shè)計(jì)院,廣東東莞 523129)

常用擋土墻的主要特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

盧逢煦

(東莞市城建規(guī)劃設(shè)計(jì)院,廣東東莞 523129)

房建工程中的常用擋土墻有重力式擋土墻、懸臂式擋土墻及扶壁式擋土墻。本文對(duì)上述擋土墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與性能進(jìn)行了介紹及對(duì)比分析。同時(shí),介紹了擋土墻抗傾覆驗(yàn)算和抗滑移驗(yàn)算的設(shè)計(jì)方法,提出擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算主要由抗滑移驗(yàn)算控制的設(shè)計(jì)理念。

擋土墻 重力式 懸臂式 扶壁式 穩(wěn)定性驗(yàn)算

1 引言

在房建工程設(shè)計(jì)中我們經(jīng)常遇到的實(shí)際場(chǎng)地高低不平、落差較大的情況，尤其是大型住宅小區(qū)、學(xué)校的規(guī)劃建設(shè)，需要設(shè)計(jì)出錯(cuò)落有致、建筑高低不一的整體效果。這樣做可以使建筑場(chǎng)地美觀實(shí)用，又可節(jié)約土方平整工作量，降低工程總造價(jià)。建筑場(chǎng)地一般高差不會(huì)太大(一般小于10米)，應(yīng)用于房建工程中的常用擋土墻主要有重力式擋土墻、懸臂式擋土墻及扶壁式擋土墻?，F(xiàn)就本人設(shè)計(jì)中遇到的擋土墻形式應(yīng)用感受論述如下。

2 常用擋土墻的主要特點(diǎn)

重力式擋土墻(圖1)，是指依靠墻身自重抵抗土體側(cè)壓力的擋土墻。重力式擋土墻斷面都?jí)虼?，所以常做成梯形斷面。由于它需要承受較大的壓力，宜用漿砌石、漿砌混凝土預(yù)制塊、現(xiàn)澆混凝土來做成。重力式擋土墻結(jié)構(gòu)體積和重量都較大，常引起較大的基礎(chǔ)壓應(yīng)力，所以在軟土地基上它的高度往往受地基承載力的限制而不能砌太高；在巖石地基上雖不受地基承載力的限制，但如果墻太高，耗費(fèi)材料多，也不經(jīng)濟(jì)；因此，重力式擋土墻常在擋土高度不太大時(shí)使用，一般適用墻高為小于6米。

擋土高度較大時(shí)，為了節(jié)約材料，可采用懸臂式擋土墻(圖2)。懸臂式擋土墻斷面都?jí)蛐?，常采用混凝土配置鋼筋澆筑而成?；炷翉?qiáng)度等級(jí)一般為C20～C30，鋼筋一般采用Ⅱ級(jí)鋼筋。懸臂式擋土墻一般由底板及固定在底板上的懸臂式直墻構(gòu)成，主要靠墻身底板上的填土來維持土壓力作用上的自身穩(wěn)定。懸臂式擋土墻構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，能適應(yīng)較松軟的地基，墻高一般在6m-8m之間。

圖1 重力式擋土墻

圖2 懸臂式擋土墻

圖3 扶壁式擋土墻

圖4 擋土墻穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖

表1 常用擋土墻主要特點(diǎn)對(duì)比表

當(dāng)墻高較大時(shí)，采用扶壁式擋土墻(圖3)。扶壁式擋土墻指的是沿懸臂式擋土墻的立臂，每隔一定距離加一道扶壁，將立壁與踵板連接起來的擋土墻。扶壁式擋土墻是一種鋼筋混凝土薄壁式擋土墻，其主要特點(diǎn)是墻身斷面較小，自身質(zhì)量輕，可以較好的發(fā)揮材料的強(qiáng)度性能，能適應(yīng)承載力較低的地基。踵板上的土體重力可有效地抵抗傾覆和滑移，豎板和扶壁共同承受土壓力產(chǎn)生的彎矩和剪力，相對(duì)懸臂式擋土墻受力效果更加顯著。

3 常用擋土墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

墻體穩(wěn)定性驗(yàn)算是擋土墻設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，擋土墻的穩(wěn)定驗(yàn)算包括抗傾覆驗(yàn)算和抗滑移驗(yàn)算。重力式擋土墻，只要抗傾覆驗(yàn)算和抗滑移驗(yàn)算達(dá)到了規(guī)定，則說明墻體尺寸是符合要求的。而鋼筋混凝土懸臂式擋土墻經(jīng)過抗傾覆和抗滑移驗(yàn)算的截面尺寸符合要求后， 一般通過計(jì)算配筋和構(gòu)造配筋也能滿足其它方面的要求。

滑動(dòng)穩(wěn)定性用抵抗滑動(dòng)的力(抗滑力)與引起滑動(dòng)的力(滑動(dòng)力)的比值KS表示，比值越大，安全性越高。增加擋土墻穩(wěn)定傾向的力稱抗滑力Vμ，擋土墻產(chǎn)生向前滑動(dòng)傾向的力稱滑動(dòng)力H。所有作用在墻上的豎直力都是抵抗滑動(dòng)的，故它們是抗滑力；所有作用在墻上的水平力根據(jù)其作用方向判定性質(zhì)，墻后水平力有使擋土墻向前滑動(dòng)的趨勢(shì)，則是滑動(dòng)力，墻前水平力有使擋土墻向后擠壓的趨勢(shì)，有利于墻的穩(wěn)定，則是抗滑力。

一般情況下，可采用下列措施增加擋土墻的抗滑動(dòng)穩(wěn)定：

(1)基底做逆坡或鋸齒狀，此措施既經(jīng)濟(jì)又可增加抗滑力，提高抗滑動(dòng)穩(wěn)定性。

(2)采用換土或復(fù)合地基，提高墻基與地基土的摩擦系數(shù)μ，增加抗滑力。此措施提高擋土墻抗滑力的效果較好，但造價(jià)較高。

傾覆穩(wěn)定性是取擋土墻的墻趾b點(diǎn)為力矩中心，以穩(wěn)定力矩與傾覆力矩的比值Kt表示，比值越大，安全性越高。所有使擋土墻繞墻趾b點(diǎn)向前傾倒的力矩稱為傾覆力矩，所有使擋土墻繞墻趾b點(diǎn)向后緊靠的力矩稱為穩(wěn)定力矩。從圖4可知，所有繞b點(diǎn)作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的力矩為傾覆力矩Ma，所有繞b點(diǎn)作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的力矩為抗傾覆力矩Mb(穩(wěn)定力矩)。

一般情況下，可采用下列措施增加擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定：

(1)改變墻胸坡度或墻背坡度，坡度越緩抗傾覆穩(wěn)定性越大。

(2)增加或增長(zhǎng)墻的前襟邊，使穩(wěn)定力矩加大，從而提高墻的抗傾覆穩(wěn)定性。

結(jié)合眾多的設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)于擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算主要由抗滑移驗(yàn)算控制，滿足抗滑移穩(wěn)定性要求的擋土墻一般也能滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。而在實(shí)際工程中，傾覆破壞的可能性又大于滑動(dòng)破壞，大量的資料來看，擋土墻的破壞，絕大多數(shù)為傾覆所致。這說明在抗滑移方面一般有較大的安全儲(chǔ)備。至于墻身強(qiáng)度和基底壓力的驗(yàn)算，墻身強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求在滿足穩(wěn)定性驗(yàn)算的截面設(shè)計(jì)尺寸上配置相應(yīng)鋼筋即可，基底壓力的驗(yàn)算，與一般的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法相同，在此不再論述。

4 結(jié)語

本文對(duì)房建工程中常用的重力式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻等三種擋土墻形式的重要特點(diǎn)與相應(yīng)性能進(jìn)行了對(duì)比介紹，為擋土墻的合理選型提供了參考依據(jù)。同時(shí)，介紹了擋土墻設(shè)計(jì)的要點(diǎn)—擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算要點(diǎn)，提出擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算主要由抗滑移驗(yàn)算控制的設(shè)計(jì)理念，為擋土墻設(shè)計(jì)提出合理建議。

[1]袁健,劉其梅.參數(shù)法在懸臂式擋土墻底板尺寸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.巖土工程技術(shù),2005(2):17-19.

[2]張建瑞.對(duì)擋土墻設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的探討.鐵道建筑,2004(2):53-56.

[3]薛殿基,馮仲林等編.擋土墻設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[4]閆啟方,劉林超.懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的復(fù)形法.山西建筑,2006(4):134-135.