附加悬挑板的扶壁式挡土墙设计案例分享

通常情况下的扶壁式挡土墙，我们一般直接采用理正岩土软件进行计算，但是增加了悬挑部分的挡土墙显然不能像原来一样进行计算。由于我本身从事岩土设计行业时间较短，并没有这方面的经验，通过和部门同事讨论和研究，摸索着完成了这个挡土墙的方案设计。这里和大家做一个简单的分享。

一、情况概述

根据设计要求，该挡土墙为永久性支护结构，且基础底板与下沉广场筏板相连接，故采用静止土压力进行计算，并且不需要考虑倾覆、滑移等情况。墙后有景观雕塑基础，基底净反力40kN/m²。为配合景观设计的造型，在挡土墙顶部悬挑出3米的变截面板，板下挂铝扣饰面板，板上需上人。

根据设计条件及规范等要求，挡土墙尺寸如图1.1所示。挡土高度约6米，挡墙基础埋深2米，墙面板高度8米，宽度0.6米，扶壁间距3.5米，厚度0.6米，基础底板厚度1.2米，悬臂宽度3米，板端0.225米，根部1.115米。

图1.1 带有悬挑结构的异形扶壁式挡土墙

荷载情况：悬挑结构，除了钢筋混凝土板的自重，饰面板荷载2kPa，还有活荷载，包括人行荷载2kPa，检修荷载1kN；挡墙结构，雕塑荷载按最不利情况考虑，作用在墙顶。

二、项目特殊性

悬挑结构对整个挡土墙的作用影响是此项目的特色。影响是方方面面的。首先，是对挡墙结构抗倾覆稳定性的影响；其次，是对地基反力、偏心距的影响；最后，是对各结构构件的影响，墙面板、扶壁和基础底板。

悬挑结构在根部也就是墙面板顶部产生弯矩和剪力，理正岩土软件中，挡土墙顶部是自由端，既不能在此处增加构件，也不能输入弯矩。因此，不能应用软件一步完成计算，需要重新核算每一步计算结果。借助理正结构工具箱对扶壁式挡土墙进行分解计算（悬挑、墙趾、墙踵、墙身、扶臂）。

三、结构模型拆分

根据《建筑边坡工程技术规范》中规定，将此项目中的扶壁式挡土墙拆分成如下构件：

1、悬挑板，简化计算模型为悬臂梁，计算宽度为1m，作用荷载梁自重，饰面板自重，检修荷载，人行荷载；

2、墙面板，简化成三端固定一端自由弹性板，作用荷载土压力，和悬挑结构在自由端产生的弯矩；

3、扶壁，简化成悬臂变截面T型梁，作用荷载土压力（3.5米宽度），和悬挑结构在自由端产生的弯矩；

4、墙趾板，简化成悬臂梁，计算宽度为1米，作用荷载基底净反力；

5、墙踵板，简化成三端固定一端自由的弹性板，作用荷载基底净反力。

其中，土压力荷载可以采用理正岩土软件计算出来的结果，这里涉及到第二破裂面等问题，可以参见之前公众号文章（出现第二破裂面的挡墙土压力计算讨论）。而基底净反力，需要根据软件计算出来的结果，加入悬挑结构力，重新计算。

四、分部计算

这里的具体计算过程就不详细列出了，如有需要，可以单独联系。

下面只把采用理正工具箱计算墙踵板的计算结果列出，仅供参考。

在计算墙踵部分时，可以将墙踵简化为三端固定、一端自由的弹性板来进行计算。

4.1计算条件

    计算跨度: L_x=3.500m                L_y=4.250m

    板厚h=1200mm

    不考虑板自重荷载

    恒载分项系数γG=1.35；

    荷载标准值:

    均布恒载q=159.54kN/m²(不包括自重荷载)

    均布活载q=0.00kN/m²

    三角形恒载q=-272.76kN/m²

    三角形活载q=0.00kN/m²

    砼强度等级: C30, f_c=14.30N/mm²

    支座纵筋级别:HRB400, f_y=360.00 N/mm²

    板底纵筋级别:HRB400, f_y=360.00 N/mm²

    纵筋混凝土保护层=15mm,配筋计算as=20mm, 泊松比=0.20

    支撑条件=四边  

上:自由 下:固定 左:固定 右:固定

4.2计算结果

    弯矩单位:kN.m/m,  配筋面积:mm²/m, 构造配筋率:0.20%

    弯矩计算方法: 双向板查表

    荷载设计值:

    计算公式：荷载设计值=γG×恒载+γQ×γl×活载    

    

跨中	水平	竖向
均布荷载弯矩系数	0.0349	0.0140
三角形荷载弯矩系数	0.0160	0.0089
弯矩设计值	14.993	-2.481
面积	2400 0.20%	2400 0.20%

四边	上	下	左	右
均布荷载弯矩系数	0.00	-0.0567	-0.0735	-0.0735
三角形荷载弯矩系数	0.00	-0.0386	-0.0346	-0.0346
弯矩设计值	0.00	18.182	-28.008	-28.008
面积	2400 0.20%	2400 0.20%	2400 0.20%	2400 0.20%

平行板边	左	中	右
均布荷载弯矩系数	-0.0554	0.0434	-0.0554
三角形荷载弯矩系数	-0.0020	0.0081	-0.0020
上边弯矩	-101.568	57.883	-101.568
上边配筋	2400 0.20%	2400 0.20%	2400 0.20%

上部纵筋 20@150 （ A_SX=2093mm²/m ）

下部纵筋 20@150 （ A_SX=2093mm²/m ）

构造钢筋 20@150 （ A_SX=1885mm²/m ）

五、施工图

1、构造考虑

悬挑结构以挡墙墙面板为固定端，为加强结构的整体性，在扶壁中心对应的位置，在悬挑板内设置暗梁，宽度300，将扶壁的受拉钢筋4根钢筋直接深入悬挑结构内，在暗梁处配置箍筋。

2、扶壁式挡土墙施工图

图5.1 扶壁挡土墙施工图

六、结语

这种将挡土墙拆开分部计算的方法和理正岩土软件计算的方法大同小异。在掌握了计算方法后，这些问题就迎刃而解。所以，在遇到这种异形挡土墙时，不妨可以对其拆解进行设计，达到不同项目所需的设计目标。

来源：勘察设计网

知识点：扶壁式挡土墙设计案例

某扶壁式钢筋混凝土挡土墙设计CAD图