悬壁式挡土墙( 二 )

表1 材料计算参数
材料名称重度/(kN·m)粘聚力/ kPa内摩擦角/(°)弹性模量/ MPa泊松比初始孔隙比衰减係数回填土17.81030200.30.80.6二灰砂砾18.510030500.20.60.6基底17.01520100.350.9-挡墙20.0--21,0000--悬壁式挡土墙的墙身截面较小,刚度相对较弱,在荷载作用下会产生较大的变形,这就必然会造成作用在挡墙上的应力的重新分布 。按传统的设计方法计算挡土墙的受力时不考虑挡土墙的变形,不考虑挡土墙与地基的相互作用,甚至不考虑立壁、趾板和踵板连线处的力矩平衡 。所得的结果和实际情况必然会有很大的差别 。採用有限元法进行计算可以考虑这些因素的影响,而且可以考虑由于填土、地基、挡土墙三者刚度的变化对挡土墙受力的影响 。其它的一些轻型挡土墙,如扶壁式挡土墙、锚桿挡土墙、锚钉板挡土墙等均存在这一问题 。结论1.朗金法与有限元法所得的悬壁式挡土墙的受力情况有很大的差别,特别是墙厚为30cm时结果相差几倍,而且是朗金法计算所得结果较小,造成结构物存在安全隐患 。2.有限元法可以综合考虑挡土墙与填土、地基之间的相互作用,所得结果更接近实际情况 。建议设计单位以有限元为基础进行轻型挡土墙的结构设计 。比较与卸荷式挡土墙在悬壁式挡土墙墙壁上向挡土墙填土方向增加一个悬挑板A,如图6所示,悬挑板上土自重通过悬挑板对挡土墙墙壁产生抗倾覆力,实际上悬挑板上的填土与挡土墙成为一个共体,称之为卸荷式挡土墙 。
悬壁式挡土墙

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图6卸荷式挡土墙(1)在同等条件下卸荷式挡土墙较悬壁式挡土墙在挡土墙墙壁根部之处弯矩要小,相应的可以减小挡土墙墙壁及底板的厚度和配筋 。(2)同等条件下卸荷式挡土墙墙壁所承受的倾覆力矩小,从而可减小挡土墙底板的宽度,这不仅可以减少土方开挖量而且在现场条件限制悬壁挡土墙底板的宽度时可考虑运用卸荷式挡土墙 。(3)由于卸荷式挡土墙底板宽度的减小应注意验算底板的抗滑和地基承载力 。(4)在实际设计中悬挑板上填土通过悬挑板对挡土墙墙根部产生的弯矩可适当折减,因为悬挑板下填土如密实对悬挑板会有一定的支承力,为了不使悬挑板受力过大,即悬挑板过厚,也应控制悬挑板的宽度和h值 。与扶壁式挡土墙当悬壁式挡土墙墙身较高或墙后有很大土压力时,可在墙后间隔设定竖直扶壁,以加强墙与底板的连线,减少墙身的弯矩与剪力,称之为扶壁式挡土墙(如图7) 。
悬壁式挡土墙

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图7 扶壁式挡土墙 扶壁式挡土墙和悬壁式挡土墙相似,一般用于墙身高度大于l0m的挡土墙 。此时立壁挠度较大,为了增强立壁的抗弯性能,常沿挡土墙的纵向一定距离设定一道扶壁,所以称为扶壁式挡土墙 。扶壁间填土可增加抗滑和抗倾覆能力 。底板厚度可取H/14~H/12,扶壁与扶壁中心线间距S应取0.3~0.6H;扶壁与挡土墙末端距离不应小于0.4S,并且不应小于200mm 。墙身及墙踵可作为三边固定的板用有限元方法进行最佳化设计 。