悬臂式挡墙和扶壁式挡墙构造设计
扶壁式挡土墙设计
目录1、设计说明书 (1)1.1方案构思 (1)1.2结构选型 (1)1.3特色说明 (2)2、理论分析与制作方法 (2)3、设计方案 (3)3.1 结构布置图 (3)3.2详图 (3)4、计算书 (4)4.1荷载分析与计算简图选取 (4)4.2破坏形式估计 (9)5、小组成员工作分工说明 (10)1．设计说明书本结构命名为“帆”，此次结构设计的题目为“纸质扶璧式挡土墙”，而“帆”给人一种精干的印象，给人一种生的希望。
在海中的帆，是船的象征，它经受住狂风暴雨而且给船以动力带人们走出困境。
因为这次设计为挡土墙故帆字体现了挡土墙给工程提供安全的保证，体现了对这次设计理念的想法。
1．1方案构思此次结构为纸质扶璧式挡土墙，需抵挡住40Kg的钢珠所产生的侧向压力，由于结构材料为白卡纸，抗弯能力非常弱但承受轴力的能力较强，所以我们把构件做成稳定的三角形为主的形式。
且由于白卡纸构件长度会影响结构稳定性，因此我们把单根受力杆件最大长度控制在27cm左右。
为了增强结构整体性我们制作时使同一竖平面内的两根斜杆在接触地面的一侧交与同一支点。
经过多次试验发现一些多余，没有受力的构件被删除，使其在承载能力不变的情况下自重减轻。
1.2结构选型由于材料的限制（白卡纸、乳胶），以及计算理想化的假设，节点的处理无法达到预期的效果。
但经过多次试验经验，最终选择将节点进行加固处理制作成更倾向于刚结的特殊节点。
节点处理中圆片除了兼有维持结构形态以及粘合的作用，还兼有加固节点和辅助传力的作用。
根据计算得出，此挡土墙不仅仅要考虑侧向土压力对挡板的破坏，还应考虑对扶璧及挡板整体的侧向推力。
故设计的结构应具有足够的摩擦力。
1．3 特色说明结构说明：由于此次制作的是纸质扶壁式挡土墙，因此设计重点不是扶壁的抗倾覆强度，而是底座与侧壁的抗滑移能力，多次试验结果表明都是构件被推离导致试验失败。
因此我们重点放在了增加构件与地面接触面的摩擦力上。
在挡墙底面加碎纸屑改变底面粗糙程度达到增加摩擦力的效果。
薄壁式挡土墙计算与设计[1]
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薄壁式挡土墙第一节概述薄壁式挡土墙是钢筋混凝土结构，属轻型挡土墙，包括悬臂式和扶壁式两种形式。
悬臂式挡土墙的一般形式如图4-]所示，它是由立壁(墙面板)和墙底板(包括墙趾板和墙踵板)组成，呈倒“T”字形，具有三个悬臂，即立壁、墙趾板和墙踵板。
扶壁式挡土墙由墙面板(立壁)、墙趾板、墙踵板及扶肋(扶壁)组成，如图4-2所示。
当墙身较高时，在悬臂式挡土墙的基础上，沿墙长方向，每隔一定距离加设扶肋。
扶肋把立壁同墙踵板连接起来，扶肋起加劲的作用，以改善立壁和墙踵板的受力条件，提高结构的刚度和整体性，减小立壁的变形。
扶壁式挡土墙宜整体灌注，也可采用拼装，但拼装式扶壁挡土墙不宜在地质不良地段和地震烈度大于等于8度的地区使用。
悬臂式和扶壁式挡土墙的结构稳定性是依靠墙身自重和踵板上方填土的重力来保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。
它们的主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好地发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。
但是需耗用一定数量的钢材和水泥，特别是墙高较大时，钢材用量急剧增加，影响其经济性能。
一般情况下，墙高6m以内采用悬臂式，6m以上则采用扶壁式。
它们适用于缺乏石料及地震地区。
由于墙踵板的施工条件，一般用于填方路段作路肩墙或路堤墙使用。
悬臂式和扶壁式挡土墙在国外已广泛使用，近年来，在国内也开始大量应用。
第二节土压力计算一、库伦土压力法悬臂式和扶壁式挡土墙土压力一般可采用库伦土压力理论计算，特别是填土表面为折线或有局部荷载作用时。
由于假想墙背北的倾角较大，当墙身向外移动，土体达到主动极限平衡状态时，往往会产生第二破裂面0C，如图4-3所示。
若不出现第二破裂面则按一般库伦理论计算作用于假想墙背Ac上的土压力Ea．，此时墙背摩擦角δ=φ。
若出现第二破裂面则应按第二破裂面法来计算土压力Ea，立壁计算时，应以立壁的实际墙背为计算墙背进行土压力计算，并假定立壁与填土间的摩擦角δ=0。
悬臂式挡土墙设计全解
悬臂式挡土墙工程实例——成都市三环路与铁路立交工程设计路段为K23+385.728—K23+486.726右幅快车道；已知，填方最大高度5米，地基承载力设计值[σ]=150kpa,墙身设计高度H=4m ；填土标准重度γ=18KN/m 3，填土表面均布荷载q=10KN/m 2, 填土内摩擦角Φ=35。
,底板与地基摩擦系数f=0.3,墙身采用C20混凝土，HRB335钢筋。
一、 截面选择选择悬臂式挡土墙。
尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示 根据规范要求H 1=110H=400mm, H 2=H-H 1=3600mm, H 0=810mm,b=250mm, B=0.8H=3200mm ；地面活荷载q 的作用，采用换算立柱高：01050.55189q H r ==== B 3的初步估算：22250(810)0.05=470mm B H =++⨯320 1.4348.78=22300.3(40.55) 1.0518r c K m Ex B B H m f μ•⨯=-=••⨯+⨯⨯•—0.47（H+）B 1 =B-B 3-B 2=3200-2230-470=500mmB20.27kpac22.22kpac图1 悬臂式支挡结构计算图（单位：mm)min=71.54kpa1=97.45kpa2=102.91kpamax=108.72kpa二、 荷载计算 1.土压力计算由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用朗金理论公式计算：2tan 450.2712K αφ⎛⎫=︒-= ⎪⎝⎭地面处水平压力：σA =γH 。
*Ka=18⨯59⨯0.271=2.71 kpa悬臂底B 点水平压力：σB =γ(H 。
+H 2) Ka =18⨯(59+3.6)⨯0.271=20.27 kpa底板c 点水平压力：σc =γ(H 。
+ H 2 + H 1 )Ka=18⨯(59+3.6+0.4)⨯0.271=22.22 kpa土压力及合力作用点位置： Ea 1=σA H 2 =2.71⨯3.6=9.76 KN/m ；Za 1=22H + H 1 =2.2 m Ea 2=12(σB -σA )⨯H=12⨯（20.27-2.71）⨯3.6=31.61 KN/m ；Za 2= 13H 2 + H 1 =1.6 mEa 3= 12(σc -σA )⨯H= 12⨯(22.22-2.71)⨯4=39.02 KN/m ；Za 3= 13（H 1 + H 2）=1.333 m2．竖向荷载计算 （1）立臂自重力钢筋混凝土标准容重γk ＝ 25kN/m3，其自重力 G 1k =()0.2502.47+⨯(3.6+0.81)⨯25=39.69 KN/mX 1=0.5+[0.22⨯4.41⨯0.5⨯0.22⨯23+0.25⨯4.41⨯(0.22+0.125)] ÷(0.5⨯0.22⨯4.41+0.25⨯4.41) =0.7844 m （2）底板自重力G 2k=(0.5+0.47+2.23) ⨯0.4⨯25=32 KN/m X 2=3.22=1.6 m （3）地面均布活载及填土的自重力G 3k=(q+γH 2)B 1 =(10+18⨯3.6) ⨯2.23=166.81 KN/mX 3=0.5+0.47+2.232=2.085 m 三、抗倾覆稳定验算 稳定力矩112233xk k k k M G x G x G x =++=39.69⨯0.7844+32⨯1.6+166.81⨯2.085 =430.13 KN*m/m 倾覆力矩Mq k =Ea1*Za1+Ea3*Za3=9.67⨯2.2+39.02⨯1.333=73.49 KN*m/m0430.135.8573.9.541xk qk M K M ==>=故稳定 四、抗滑稳定验算 竖向力之和G k =∑Gi k =39.69+32+166.81=238.50 KN/m 抗滑力Ff=Gk*f=238.500.3=71.55 KN/m 滑移力E= Ea1+ Ea3=9.76+39.02=48.78 KN/m71.5548.781.47 1.3k c G f K E ===> 故稳定 五、地基承载力验算地基承载力采用设计荷载，分项系数：地面活荷载r 1＝1.30；土荷载r 2＝1.20；自重r 3＝1.20。
1103 第3章 重力式挡土墙 悬臂式挡土墙
增大抗倾覆稳定性有显著效果。 • 但要注意趾部长度和厚度的协调，避免展宽的趾部
被折断。
增加挡土墙稳定性的措施
2. 增大抗倾覆稳定性的措施 • 改变墙面及墙背坡度：改变墙面和墙背的坡度，可能
有两方面的作用，一是使墙身的重心后移；二是减少 土压力。
衡重式挡土墙设计
• 衡重式挡土墙与一般重力式挡土墙设计没有本质区别，计算稍有 差异，
– 一是上墙俯角大，计算的是假想墙背的土压力，另需计算实际墙背的土 压力；
– 二是需要验算衡重台处墙身斜截面的强度，在验算斜截面时，需要寻找 最危险斜截面，计算最大剪应力。验算方法与一般重力式挡土墙一致。
增加挡土墙稳定性的措施
H——墙高；
k
1 s
2H B
2H B
1
3
1
16
e0 B
2
αs——与材料有关的系数。
增加挡土墙稳定性的措施
1. 增加抗滑稳定性的措施
• 设置倾斜基底 – 倾斜基底的倾斜程度越大，抗滑稳定性越高； – 土质地基，基底倾斜不超过1:5；岩石地基，不超过1:3； – 验算挡土墙抗滑稳定性时，除验算基底抗滑稳定性外，对于 倾斜基底，还应验算通过墙踵的水平面的抗滑稳定性。
抗力值。地基承载力抗力值按《公路桥涵地基 与基础设计规范》的规定采用。
墙身截面强度验算
1. 强度计算 • 计算断面选择
墙身截面强度验算
1. 强度计算 • 正截面强度验算
0Nd
k ARa f
Nd——验算截面上的轴向力组合设计值； γ0——结构重要性系数； γf——圬工构件或材料的抗力分项系数； Ra——材料抗压极限强度；
悬臂扶壁式挡墙标准cad设计施工图纸
2024挡土墙设计课件
挡土墙设计课件目录•挡土墙概述与分类•挡土墙结构设计基础•重力式挡土墙设计要点•悬臂式和扶壁式挡土墙设计要点•加筋土挡土墙设计要点•挡土墙监测与维护管理01挡土墙概述与分类挡土墙定义及作用挡土墙定义挡土墙是一种用于支撑土壤、岩石或其他填充材料，防止其滑动或坍塌的结构物。
挡土墙作用承受侧向土压力、保证土体稳定、减少土方开挖和回填量、保护环境和景观等。
重力式挡土墙悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙板桩式挡土墙常见类型与特点依靠自身重量抵抗土压力，结构简单、施工方便，但体积较大、材料用量多。
在悬臂式挡土墙的基础上增加扶壁，提高整体稳定性，适用于更高更陡的边坡。
由立壁、趾板和踵板组成，利用悬臂作用承受土压力，适用于较高较陡的边坡。
由木板、钢板等板材构成，通过打入或振动方式沉入土中，适用于软土地基和临时性工程。
如山区、丘陵、平原等不同地形地貌条件下，应选用不同类型的挡土墙。
根据地形地貌选择根据工程要求选择根据地质条件选择如永久性工程、临时性工程、景观工程等，应根据具体要求选择合适的挡土墙类型。
如土壤类型、地下水位、地震烈度等地质条件，对挡土墙类型的选择有重要影响。
030201应用场景选择设计原则及规范要求•安全性原则：挡土墙设计应满足安全性要求，能够承受各种荷载和不利因素的影响，保证工程安全。
•经济性原则：在满足安全性的前提下，应尽可能降低造价，提高经济效益。
•美观性原则：挡土墙设计应与周围环境相协调，满足景观要求。
•规范性原则：挡土墙设计应符合相关规范和标准的要求，如《建筑地基基础设计规范》、《公路路基设计规范》等。
同时，应遵循设计流程，包括初步设计、施工图设计等阶段，确保设计的科学性和合理性。
02挡土墙结构设计基础明确挡土墙所受的各种荷载类型，如土压力、水压力、地震力等。
荷载分类根据荷载类型和挡土墙结构形式，采用相应的计算方法确定各荷载的大小。
荷载计算考虑各种荷载可能同时出现的情况，进行合理的荷载组合，为结构设计提供依据。
钢筋混凝土扶壁式挡土墙的设计
钢筋混凝土扶壁式挡土墙的设计摘要：当挡土墙较高时，不加扶壁会导致墙身过厚，或当遇到工程场地窄小, 挡土墙底板宽度受到限制时,可采用扶壁式挡土墙。
本文简要说明扶壁式挡土墙的计算原理并对有关应用的问题进行探讨。
关键词：适用条件和构造结构方案结构计算安全性及其应用一、适用条件和构造要求扶壁式挡土墙由垂直墙板、基础底板和扶壁组成，基础底板分为外挑板和内挑板，挡土墙的示意图如图所示。
扶壁式挡土墙各部分尺寸一般构造要求：墙高H≥8m，基础宽度取墙高（3-1/2），扶壁间距取墙高（3-1/2），扶壁厚度≥300-400mm扶壁顶宽≥300-400mm,础底板外挑厚度不应小于200mm,基础底板内挑板厚度不应小于250mm,垂直墙身顶部厚度不宜小于150mm，墙身地部厚度由计算确定，且不小于150mm,为降低水压的影响，减少墙背面水平压力，墙后应做好排水措施，在墙身美隔3米交错设置10—15cm孔径的泄水孔，基础埋深不小于1米，冻胀类土不应小于冻深一下0.25m,挡墙每隔25m左右设置一条30mm宽的施工缝，缝内填塞沥青麻丝。
需获得工程地点的平面地形图及相关的地形剖面图，同时去现场实地踏勘或测量，必要时对现场进行专门的地质勘察工作，获得工程地质勘察部门提交的工程地质勘察报告。
设计人员应根据工程特点及挡土墙设计需要，对勘察工作提出具体要求。
，二、扶壁式挡土墙结构设计方案的确定对于一个挡土墙的结构设计，应当根据现场的自然地形、地质及当地的经验及技术条件，综合考虑选定一个最优的设计方案。
这个方案应是符合国家的经济技术方针、政策、规范及条例，技术先进，安全可靠，造价经济，施工方便的挡土墙结构。
在设计中，由于挡土墙的设置受到墙高、外力、地形、挡土墙后回填土类别、地基持力土层类别、水文条件、建筑材料、挡土墙的用途等影响，应根据工程实际需要，按照具体情况确定合适的挡土墙方案，对几个方案进行比较，进而调整优化方案。
方案比较一般包含两个方面：（1）土墙和其他结构(如护坡、抗滑桩等)的比较；（2）土墙本身结构形式的比较，通过比较才能确定最终方案三、扶壁式挡土墙结构计算对于一般扶壁式挡土墙，墙体允许有小量的位移和转动，所以用主动土压力计算是比较合适的，对于墙体比较厚，在顶端为不动铰或固定时，或者虽然顶端自由，但挡土墙建在基岩上而不容易移动和转动时，用主动土压力则偏小，可以用静止土压力计算。
扶壁式挡土墙构造要求
扶壁式挡土墙构造要求
扶壁式挡土墙墙高不宜超过15m 一般在9~IOm左右，分段长度不应大于20m扶肋间距应根据经济性要求确定，一般为1/4~1/2 墙高。
每段中宜设置三个或三个以上的扶肋，扶肋厚度一般为扶肋间距的1/10~1/4，但不应小于0.3m。
采用随高度逐渐向后加厚的变截面，也可采用等厚式以利于施工。
墙面板宽度和墙底板厚度与扶肋间距成正比，墙面板顶宽不得小于
O.2n，可米用等厚的垂直面板。
墙踵板宽一般为墙高的1/4~1/2，且不小于0.5m。
墙趾板宽宜为墙高的1/20~1/5，墙底板板端厚度不小于0.3m。
底板逆坡15%'20%。
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悬臂式挡墙和扶壁式挡墙构造设计
1、悬臂式挡墙和扶壁式挡墙的混凝土强度等级应根据结构承载力和所处环境类别确定，且不应低于C25。
立板和扶壁的混凝土保护层厚度不应小于35mm，底板的保护层厚度不应小于40mm。
受力钢筋直径不应小于12mm，间距不宜大于250mm。
2、悬臂式挡墙截面尺寸应根据强度和变形计算确定，立板顶宽和底板厚度不应小于200mm。
当挡墙高度大于4m时，宜加根部翼。
3、扶壁式挡墙尺寸应根据强度和变形计算确定，并应符合下列规定：
1 两扶壁之间的距离宜取挡墙高度的1/3～1/2；
2 扶壁的厚度宜取扶壁间距的1/8～1/6，且不宜小于300mm；
3 立板顶端和底板的厚度不应小于200mm；
4 立板在扶壁处的外伸长度，宜根据外伸悬臂固端弯矩与中间跨固端弯矩相等的原则确定，可取两扶壁净距的0.35倍左右。
4、悬臂式挡墙和扶壁式挡墙结构构件应根据其受力特点进行配筋设计，其配筋率、钢筋的连接和锚固等应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。
5、当挡墙受滑动稳定控制时，应采取提高抗滑能力的构造措施。
宜在墙底下设防滑键，其高度应保证键前土体不被挤出。
防滑键厚度应根据抗剪强度计算确定，且不应小于300mm。
6、悬臂式挡墙和扶壁式挡墙位于纵向坡度大于5％的斜坡时，基底宜做成台阶形。
7、对软弱地基或填方地基，当地基承载力不满足设计要求时，应进行地基处理或采用桩基础方案。
8、悬臂式挡墙和扶壁式挡墙的泄水孔设置及构造要求等应按本规范相关规定执行。
9、悬臂式挡墙和扶壁式挡墙纵向伸缩缝间距宜采用10m～15m。
宜在不同结构单元处和地层性状变化处设置沉降缝；且沉降缝与伸缩缝宜合并设置。
其他要求应符合本规范的第11.3.7条的规定。
10、悬臂式挡墙和扶壁式挡墙的墙后填料质量和回填质量应符合本规范第11.3.8条的要求。