定义:
当挡土墙的墙高9-10m时,为了增加悬臂的抗弯刚度,沿墙长纵向每隔0.8-1.0h设置一道扶壁,称为扶壁式挡土墙。
特点:
1.工程量小。 2.对地基承载力要求不高。 3.工艺较悬臂式复杂。
适用范围:地质条件差且墙高9-10m的重要工程
扶壁式挡土墙设计内容
墙身构造设计
墙身截而尺寸的拟定
墙身稳定性和基底应力及合力偏心距验算
墙身配筋设计
裂缝开展宽度验算等。

1、扶壁式挡土墙的构造
墙高9-10m,≤15m
分段长度不宜超过20m
墙面板宽度和墙底板厚度
与扶壁间距成正比,墙面板顶宽不得小于0. 2m,可采用等厚的垂直面板
墙踵板宽B3一般为墙高的1/4-1/2,且不小于0.5m
墙趾板宽B1宜为墙高的1/20-1/5
墙底板板端厚度不小于0.3m

1、扶壁式挡土墙的构造
扶壁的经济间距一般为墙高的1/3~1/2,每段中宜设置三个或三个以上扶壁。
扶壁厚度取决于扶壁背面配筋的要求,宜取两扶壁间距的1/8~1/6,可采用300~400mm。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。
扶壁两端墙面板悬出端的长度,根据悬臂端的固端弯矩与中间跨固端弯矩相等的原则确定,通常采用两扶壁间净距的0.35倍。
其余构造要求参看悬臂式挡土墙。

2、扶壁式挡土墙的设计-内力计算
立板和墙踵板:可根据边界约束条件按三边固定、一边自由的板或连续板进行计算;
墙趾底板:可简化为固定在立板上的悬臂板进行计算;
扶壁:可简化为悬臂的 T 形梁进行计算,其中立板为梁的翼,扶壁为梁的腹板。

墙面板的简化近似计算:
计算时将其沿墙高或墙长划分为若干单位宽度的水平板条与竖向板条,假定每一单元条上作用均布荷载,其大小为该条单元位置处的平均值,近似按支承于扶壁上的连续板来计算水平板条的弯矩和剪力;按固支于墙底板上的刚架梁来计算竖向板条的弯矩。



墙面板竖直弯矩
设计时,可采用中部2l/3乃范围内的竖直弯矩不变,两端各l/6范围内的竖直弯矩较跨中减少一半的阶梯形分布。

墙踵板的设计计算
墙踵板可视为支承于扶壁上的连续板,不计墙面板对它的约束,而视其为铰支。
内力计算时,可将墙踵板顺墙长方向划分为若于单位宽度的水平板条,根据作用于墙踵板上的荷载,对每一连续板条进行弯矩、剪力计算,并假定竖向荷载在每一连续板条上的最大值均匀作用在板条上。
作用在墙踵板上的力:
计算墙背与实际墙背间的土重及活载w1 ;
墙踵板自重W2;
作用在墙踵板顶面上的土压力竖向分力W3 (EB3y);
作用在墙踵板端部的上压力的竖向分力W4(E1y);
由墙趾板固端弯矩M1的作用在墙踵板上引起的等代荷载W5;
以及地基反力等。


将上述荷载在墙踵板上引起的竖向应力叠加,即可得到墙踵板的计算荷载。由于墙面板对墙踵板的支撑约束作用,在墙踵板与墙面板衔接处,墙踵板沿墙长方向板条的弯曲变形为零,并向墙踵方向变形逐渐增大。故可近似假设墙踵板的计算荷载为三角形分布,最大在踵点处,于是得:


墙踵板纵向内力
墙踵板顺墙长方向(纵向)板条的弯矩和剪力计算与墙面板相同,各内力分别为:

墙踵板横向弯矩
墙踵板沿板宽方向(横向)的弯矩由两部分组成:
(1)在图e所示的三角形分布荷载作用下产生的横向弯矩,最大值出现在墙踵板的根部。由于墙踵板的宽度通常只有墙高的1/3左右,其值一般较小,对墙踵板横向配筋不起控制作用,故不必计算此横向弯矩。
(2)由于在荷载作用下墙面板与墙踵板有相反方向的移动趋势,即在墙踵板根部产生与墙面板竖直负弯矩相等的横向负弯矩,沿纵向分布与墙面板的竖直弯矩沿纵向分布的相同,如图b所示。

扶壁的设计计算
1、计算模型和计算荷载
扶壁可视为锚固在墙踵板上的“T’’形变截面悬臂梁,墙面板则作为该“T’’形梁的翼缘板,如图a所示。
翼缘板的有效计算宽度由墙顶向下逐渐加宽,如图b所示。为简化计算,只考虑墙背主动土压力的水平分力,而扶壁和墙面板的自重以及土压力的竖向分力忽略不计。



2、扶壁式挡土墙的配筋设计
扶壁式挡土墙的墙面板、墙趾板、墙踵板按矩形截面受弯构件配筋,如下图所示,而扶肋按变截面“T”形梁配筋。

(1)墙面板
①水平受拉钢筋
墙面板的水平受拉钢筋分为内、外侧钢筋两种。
内侧水平受拉钢筋N2布置在墙面板靠填土一侧,承受水平负弯矩,以扶肋处支点弯矩设计,全墙可分为3-4段。
外侧水平受拉钢筋N3布置在中间跨墙面板临空一侧,承受水平正弯矩,该钢筋沿墙长方向通长布置。为方便施工,可在扶肋中心切断。沿墙高可分为几个区段进行配筋,但区段不宜分得过多。

②竖向受力钢筋
墙面板的竖向受力钢筋也分内、外两侧。内侧竖向受力钢筋从布置在靠填土一侧,承受墙面板的竖直负弯矩。该筋向下伸入墙踵板不少于一个钢筋锚固长度;向上在距墙踵板顶高H1/4加上一个钢筋锚固长度处切断。每跨中部2l/3范围内按跨中的最大竖直负弯矩MD配筋,靠近扶肋两侧各/6部分按MD/2配筋。
外侧竖向受力钢筋N5布置在墙面板临空一侧,承受墙面板的竖直正弯矩。该钢筋通长布置,兼作墙面板的分布钢筋之用。
③墙面板与扶肋问的U形拉筋
连接墙面板与扶肋的u形拉筋N6,其开口向扶肋的背侧。该钢筋每一肢承受高度为拉筋间距水平板条的支点剪力Q,在扶肋水平方向通长布置。

(2)墙踵板
墙踵板顶面横向水平钢筋N7,是为了墙面板承受竖直负弯矩的钢筋N4得以发挥作用而设置的。该筋位于墙踵板顶面,垂直于墙面板方向。其布置与钢筋N4相同,该筋一端插入墙面板一个钢筋锚固长度;另一端伸至墙踵端,作为墙踵板纵向钢筋N8的定位钢筋。如钢筋N7的间距很小,可以将其中一半在距墙踵端B3/2减一个钢筋锚固长度处切断。
墙踵板顶面和底面纵向水平受拉筋N8、N9(图中未示),承受墙踵板在扶肋两端的负弯矩和跨中正弯矩。该钢筋切断情况与N2、N3相同。
连接墙踵板与扶肋之间的u形钢筋N10(图中未示),其开口向上。可在距墙踵板顶面一个钢筋锚固长度处切断,也可延至扶肋的顶面,作为扶肋两侧的分布钢筋。在垂直于墙面板方向的钢筋分布与墙踵板顶面纵向水平钢筋N8相同。
(3)墙趾板
同悬臂式挡土墙墙趾板的配筋设计。
(4)扶肋
扶肋背侧的受拉钢筋N11(图中未示),应根据扶肋的弯矩图,选择2-3个截面,分别计算所需的拉筋根数。为节省混凝土,钢筋N11可多层排列,但不得多于3层。其间距应满足规范要求,必要时可采用束筋。各层钢筋上墙应按不需此钢筋的截面再延长一个钢筋锚固长度,必要时,可将钢筋沿横向弯入墙踵板的底面。
除受力钢筋外,还需根据截面剪力配置箍筋,并按构造要求布置构造钢筋。








