扶壁式挡土墙

1.设计资料 墙背填土与墙前地面高差H=6m ，填土表面水平，上有均布荷载20KN/m 2,地基承载力特征值200KN/m 2，填土物理参数分别为r=16.8KN/m 3,c=15kpa,25ϕ=o

底板与地基摩擦系数0.5μ= 是对该挡土墙进行设计。 2.挡土方案：拟采用扶壁式挡土墙

3.主要尺寸拟定：

根据《支挡结构设计》取基础埋深L=1.5m,则挡墙高度0H 0l 取墙高的

12即0l =3.6m 。墙面板边缘与扶壁间距为0.40l =1.44m ，取1.5m 。扶壁厚度为18

0l =0.45m 取0.5m ，立壁顶宽取0.5m 墙趾板与墙踵板水平设置。厚度均为靠近立壁处厚度为010.7510

H m =取0.8m 底板长022L l l b =++=7.6m ，用墙踵边缘的竖直面作为假想墙背面，由于填土表面水平且墙顶齐平，在均布荷载作用下，主动土压力系数：

o

2o 2o

a 25=tan (45=tan 45)0.40622K ϕ=—）（—，220a 0a 1116.87.50.4067.5200.406252.73522

a E H K H qK KN γ=+=⨯⨯⨯+⨯⨯= 根据《支挡结构设计》式4.7有：320()s ax ay

K E E B B H h μμηγ-=-+

式中=1.3s s K K ——抗滑安全系数，取

取3=5m B

根据《支挡结构设计》式4.10有0m 1l 0m

0.52+=+H B K μσσσσ（）（） 式中：1m B ——墙趾板长（）

000=h 16.8 1.190.4068.115w K KPa

σσγ=⨯⨯=——均布荷载引起的土压应力，

016.87.50.40651.156H H w H K KPa σσγ==⨯⨯=——墙踵板底端填土引起的压应力，则10.50.57.528.115+51.1560.25+0.55)0.0431.68.115+51.156B m ⨯⨯⨯⨯-+=-⨯（）——（（）

计算结果为负说明说明若仅为了保证稳定性可以不设趾板，但为了减少踵板配筋使地基反力趋于均匀取1B =0.5m

4.荷载计算

1）土压力计算

根据《挡土墙设计实用手册》2.50-122212(1)(1tan tan )cos 2ax z q E H L H

γϕβϕγ=+- 式2.51有tan()ay ax E E E αϕ=+

式2.48有11(90)()22o E αϕεβ=---，11(90)()22

o E βϕεβ=-+- 上式中：E α——第二破裂面与竖直线夹角 综上所述：4532.52o E E ϕ

βα==-=

因此在填土部分发生第二破裂面

（2）区域OABC 内填土自重：

（3）结构自重

5.抗倾覆稳定性验算

稳定力矩：1920.116 2.2334287.619qk ax g M E E KN M =⨯=⨯+⋅ 抗倾覆稳定性系数22412.933 5.227 1.64287.619

zr l qr M K M ===>满足要求 6.抗滑移稳定性验算：

竖向力之和127423.538R R ay N G G E KN =++=

抗滑力3716.269N μ=

滑移力：1920.116ax E KN = 抗滑稳定性系数 1.935 1.3s ax N

K E μ==>

7.地基承载力验算： 偏心距zr 22412.9334287.6193.00.561127432.5386

qk M M B B e m m N --=-=-=<= 8.内力计算

① 墙面板

a. 墙面板水平内力

水平内力可简化为下图所示： 受力最大板条跨中正弯矩2

2

030.957 3.6=2020pj l M KN M σ⨯=⋅中 扶壁两端负弯矩20==33.434KN M 12pj l M σ--⋅端

水平板条的最大剪应力发生在扶壁两端，可假设其值等于两扶壁间水平板条上法向土压应力之和的一半，受力最大板条扶壁两端剪力20V ==55.7232pj l KN σ--端

b. 墙面板竖向内力

墙面板跨中竖直弯矩沿墙高分布如下图： 负弯矩使墙面板靠填土一侧受拉，发生在墙面板下4

H 范围，最大负弯矩位于墙面板的底端0100.03(+28.272pj M H l KN M σσ=-=-⋅底）

② 墙踵板

1237.826kPa σ=，272.509kPa σ=

与1M 对应的等代力13

88.5295d M N kN B =⨯= 踵板及两肋板自重（两肋板分摊到每延末）

踵板及以上所有外力产生的竖向力之和：7342.538N kN =

踵板及以上所有外力产生的竖向力之和扣除踵板部分多算的土压力后与基底反力之差： 由于假设了墙踵板与墙面板为铰支座链接，作用于墙面板的水平土压力主要通过扶壁传至踵板，故不计算墙踵板横向板条的弯矩和剪力。 最大纵向负弯矩：2

0137.62212w d L M kN m σ⨯=-=-⋅ 最大纵向正弯矩：2

082.57320w z L M kN m σ⨯==⋅ 踵板端部与肋板结合处的最大剪力：01229.3702

z w Q L kN σ=⨯⨯= ③ 墙趾板（趾板内力按整个墙长计算）

将墙趾板看成悬臂梁计算：

墙趾板自重产生向下的剪力与弯矩：

基地压力产生向上的剪力与弯矩：

④ 肋板（扶壁）

08.115kPa σ=，145.683H kPa σ=，1 6.7H m =，1 3.352

z H H m == 122.8422H

z kPa

σσ==，00.910.91 3.60.5 3.776w S L b m =+=⨯+=

2120.5120.5 6.5w b B S +=+⨯=>，满足

肋板底部水平力和弯矩：

1222210111117.6()( 6.78.115 6.745.683)1990.919262262

x H L M H H kN m σσ=+=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅肋板中部水平力和弯矩：