房屋建筑工程中常用挡土墙

房屋建筑工程中常用挡土墙【摘要】挡土墙广泛应用于房屋建筑、水利、铁路、公路、港湾等工程。【关键词】重力式挡土墙；悬臂式挡土墙；墙趾；墙踵；墙身挡土墙广泛应用于房屋建筑、水利、铁路、公路、港湾等工程。房屋建筑工程中，都会遇到需要采用挡土墙来防止土体坍塌，如建筑物地下室的外墙、室外地下人防通道、窗井外墙、支撑建筑物四周填土的挡土墙以及边坡支护等。挡土墙的种类繁多，按其所用材料分类，有毛石、砖、混凝土和钢筋混凝土等类型。按其结构形式可分为重力式、悬臂式、扶壁式及格栅装配式等。根据其刚度及位移方式不同，可分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。合理的选择墙型，对安全和经济地设计挡土墙具有重要意义。接下来按结构形式简单介绍一下民用建筑工程中挡土墙。一、重力式挡土墙重力式挡土墙是挡土墙选用时间上比较长的一种，也是比较常用的一种，民用建筑中多用于景观护坡以及围墙挡土。墙面暴露于外，墙背按墙背倾斜方向可分为仰斜、直立和俯斜三种型式。墙基的前缘称为墙趾，而后缘叫做墙踵。对于墙背不同倾斜方向的挡土墙，如用相同的计算方法和计算指标进行计算，其主动土压力以仰斜为最小，直立居中，俯斜最大。因此，就墙背所受的主动土压力而言，仰斜墙背较为合理。如在开挖临时边坡以后筑墙，采用仰斜墙背可与边坡紧密贴合，而俯斜墙则须在墙背回填土，因此仰斜墙比较合理。反之，如果在填方地段筑墙，仰斜墙背填土的夯实比俯斜墙或直立墙困难，此时，俯斜墙和直立墙比较合理。从墙前地形的陡缓看，当较为平坦时，用仰斜墙背较为合理。如墙前地形较陡，则宜用直立墙，因为俯斜墙的土压力较大，而用仰斜墙时，为了保证墙趾与墙前途坡面之间保持一定距离，就要加高墙身，使砌筑工程量增加。因此，墙背的倾斜型式应根据使用要求、地形和施工等情况综合考虑确定。设计挡土墙时墙背需要注意防、排水，做防、排水措施以消除水压对墙身的影响，减少墙背的水推力。通长在墙身中每隔2〜3m，设置一个100〜150mm孔径的泄水孔。其中，最上部一排泄水孔距离挡土墙顶部不小于500mm，最下部一排泄水孔应高出地面不小于200mm。泄水孔要保持畅通无阻。衡重式挡土墙在上下墙连接处也需要设置泄水孔。泄水孔处做反滤包或反滤层。墙后填土采用透水性或弱滤水性填料，墙后地面宜铺筑粘土隔水层，墙后填土采用分层夯实填方法。当地下水渗入填料时，要设置排水盲沟，将水体顺利排出墙外。重力式挡土墙通常由块石或素混凝土砌筑而成，因而墙体抗拉强度较小。墙体稳定性验算需要确定抗倾覆稳定及抗滑移稳定验算。作用于墙背的土压力所引起的倾覆力矩全靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来平衡。倾覆稳定比较容易满足，而滑移稳定常不易满足要求。滑移稳定可以通过基础底做成逆坡来抵抗整体的滑移，这种方法也是比较有效的方法，对于土质地基，逆坡一般不宜大于0.1:1；对于岩石地基一般不大于0.2:1。但是基底的倾斜会使基底的承载力减少，因此地基承载力特征值需要相应的折减。当逆坡坡度0.1:1时，折减系数按0.9；逆坡坡度0.2:1时，折减系数按0.8比较接近。由于此类型墙身断面比较大，需要做成厚而重的实体才能保证其稳定。如果墙太高，它耗费材料多，也不经济。当地基较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料时，应当首先选用重力式挡土墙。重力式挡土墙一般不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋，墙高在6m以下，地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段，其经济效益明显。重力式挡土墙的结构简单、施工方便，能就地取材等优点，是工程中应用较广泛的一种形式。二、悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙是近几十年新发展起来的一种挡土墙，是一种比较节约材料的新型挡土墙。悬臂式挡土墙一般用钢筋混凝土建造，它由三个悬臂板组成，即立壁、墙趾悬臂和墙踵悬臂。墙的稳定主要靠墙踵底板上的土重，而墙体内的拉应力则由钢筋承担。为了节约混凝土材料，墙身常做成上小下大的变截面。有时在墙身与底板连接处设置支托。墙趾和墙踵均承受着弯矩，可按悬臂板进行设计。墙趾和墙踵宜做成上斜下平的变截面，这样不但节约混凝土，而且有利于排水。基础底板的厚度与墙身下端相等。当采用双排钢筋时，墙身顶面最小宽度宜为200mm；墙高不宜大于6m，大于6米则采用扶壁式。在严寒气候条件下有冻胀可能时，最好以炉渣填充。一般每隔20〜25m设一道伸缩缝，当墙面较长时，可采用分段施工以减少收缩影响。当挡土墙抗滑移不满足计算要求时，可在基础底板加设防滑键的方法抗滑移。防滑键设底板底部，键宽根据计算剪力结果确定，但其最小值为30cm。当现场地基土比较差或缺少石料时，可采用钢筋混凝土悬臂式挡土墙，因此，这类挡土墙的优点能充分利用钢筋混凝土的受力特性，墙体截面较小。下面介绍两种常用挡土墙的强度计算方法（地下水位较低）：例1：挡土墙h=250mm厚，2.50m高，地面荷载10KN/m2，位置窗井下混凝土墙例2：地下室外墙挡土墙h=250mm厚，2.70m高，地面荷载10KN/m2，位置地下室外混凝土墙三、扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙的墙身由竖向扶壁和基础底板支承。墙趾板突出部分较短，按向上弯曲的悬臂板计算，这与悬臂式挡土墙的墙趾板设计方法相同。墙踵板由扶壁的底部和墙身的底部支承，作用在墙踵板的荷载有板自重、土重、土压力的竖向分力以及作用在板底的地基反力，墙踵板的计算方法和墙身（立壁）相同。当墙高大于8m时，如果采用悬臂式挡土墙，会使墙身弯矩大、厚度增加、配筋多而不经济。为了增强悬臂式挡土墙中立臂的抗弯性能，常沿墙的纵向每隔（1/3〜1/2）H（H为墙高）一定距离设一道腹壁，称为扶壁式挡土墙。扶壁式挡土墙与悬臂式挡土墙比较，仅增加扶壁这一部分。由于扶壁的存在，墙身和基础底板受力情况有所改变，计算方法也略有不同。为了使墙身（立壁）、基础底板、扶壁之间能牢固连接成整体，一般在交接处作成支托。扶壁式挡土墙，取b/H=1/2〜2/3，作用在扶壁式挡土墙的土压力与作用在悬臂式挡土墙的相同。扶壁式挡土墙的墙面排水，伸缩缝的做法要求也与悬臂式挡土墙相同。扶壁与墙身整体工作，按固定在基础底板的一个变截面悬臂T形梁计算。挡土墙的计算，包括确定侧压力、墙身（立壁）内力及配筋计算、地基承载力验算、基础底板内力及配筋计算、整体