挡土墙的计算初步整理

发布于：2015-07-07 21:57:07 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

挡土墙的计算

引言：挡土墙是工程中常见的构件，因实际工程差异，其计算方法有墙带法和墙块法之分。这一点在本院技术措施中已有所体现：附录16.6（单层或多层地下室外墙，均可按单向板或连续单向板计算，最上层地下室楼层板处按铰支座，基础底板处按固端）即墙带法，7.9.4（地下室外墙在楼梯间处、管道井处、外墙开大洞口处的计算模型与其他部位不同，应根据实际情况计算）即墙块法。

笔者希望通过梳理分析，得到这两种情况下挡土墙计算的一些注意事项，并对一些共性问题有一个自己的见解，以期指导今后工作。

一. 墙带法

1.墙带法的应用背景

当挡土墙的两侧无可靠支承时，其墙身各段受力形态基本一致，等同于单向受弯板，此时我们取 1m 墙带为代表进行整片墙的设计计算。

2.墙带法的两种常见情形

墙底刚接无异，顶部无楼板作为其铰支座时，即为底部固结顶部自由板；顶部有楼板作为其铰支座时，即为底部固结顶部简支板。

顶部支承点的出现，直接改变了其受力形态，其墙底弯矩大幅度降低。以上述情况下的单跨板为例，均布荷载作用时，墙底弯矩由 ql2/2 降低为 ql2/8 ，降幅达 75% ；三角形荷载作用时，墙底弯矩由 ql2/6 降低为 ql2/15 ，降幅达 60% 。

可见，顶部支承点的出现，对墙底弯矩的降低是非常明显的，通过以上数据分析而非感性认知，可以巩固这个结构概念。

3.底部固结顶部自由板的附加钢筋截断问题

在一些挡土墙较高的工程中，墙底如若需要 16@100 ，我们往往采取 16@200 贯通筋 + 底部 16@200 附加筋的形式设计，此时，附加筋在何处截断，理论上来讲，是需要满足截断点处的 16@200 也是可以满足该处的弯矩的，我们的习惯性做法是一半墙高处截断，那么这种做法依据是什么呢？

均布荷载作用下，墙底弯矩 ql2/2 ，半墙处弯矩 ql2/8 ，降幅达 75% ；三角形荷载作用下，墙底弯矩 ql2/6 ，半墙处弯矩 ql2/48 ，降幅达 87.5% 。因此，附加钢筋做墙半高截断，是绝对可以满足截断点处的弯矩可靠的要求的，甚至说是有较大富余的。

二.墙块法

1.墙块法的应用背景

当挡土墙的两侧有可靠支承时，其墙身作为一整块板受力，其内力分布就不再具备墙带法那样的同一性，因此必须根据实际情况具体计算，相比较墙带法，墙块法比较繁琐。

2.何谓可靠支承的问题

上面说，墙带墙块的区别在于墙身有无可靠支承，那么何谓可靠支承呢？本院措施是只混凝土墙体才能成为其可靠支承（同向异向均可），但是需要指出的是，这里没把混凝土柱列入，不代表混凝土柱对其的支承就不可靠，院院工法各异，本院的考量，是从保守计，认为混凝土柱的抗侧刚度有限，作为墙支承不够可靠，保守起见，不考虑之罢了。

这一点，可以从 11G101-1 第 77 页的注 2 （扶壁柱、内墙是否作为地下室外墙的平面外支承应由设计人员根据工程具体情况确定）中推测出来。

3.墙块法的几种常见情形

考虑多层地下室的情形，墙块法涉及的板块约束条件就多了许多，有三边固定一边简支，有三边固定一边自由，有两边固定一边简支一边自由，有两边固定两边简支等。

4.墙块法的内力变化规律

实际工程中，我们常常遇到某一个部位有很多挡土墙互为支承，其计算简图大同小异，如果将每一个墙体都进行计算，得出各自配筋再人为归并，方法稳妥但笨拙，费时费力，因此我们需要摒弃小异，把握大同，掌握其规律，直接通过结构概念找出最不利的墙，通过计算其来代表全部墙体，这会给设计带来极大的方便。

通过对最常见的三边固定一边简支的板块的分析，我们可以得出结论：荷载不变及一个方向尺寸不变时，另一个方向尺寸越大，板块负弯矩肯定越大，板块正弯矩一般也会越大，少数情况下不同，但差异不大。

以上情况的详细分析过程见附录 1 。

三.挡土墙设计中的一些共性问题

1.钢筋摆放的问题

院院工法各异，但正是基于这个情况，才有的国标，因此，当对本院或他院工法有所质疑时，不必教条般地按院大小优劣采纳，去寻找国标中有无类似规定，要有这个意识。

如上所述， 11G101 第 77 页、 11G101-3 第 58 页已对挡土墙的钢筋摆放有了很详细的表述，按此规定执行。事实上，这里的规定无非也是锚固与连接的应用罢了。

这一点在本院措施中亦有所影射，即 7.9.5 条 ( 在满足构造配筋要求的前提下，建议允许采用通高设置 200 间距的钢筋 + 底部增设短筋的做法 ) 。