懸壁式板樁墻設計

懸壁式板樁墻力的傳遞

( 1) 邊坡土壓力傳向簡支橫向板。采用庫侖土壓力理論計算。

( 2) 簡支橫向板壓力傳向支樁。 沿高度分段計算, 簡化為承受均布荷載，采用鋼筋混凝土簡支構件計算內(nèi)力及配筋。

( 3) 支柱壓力傳向樁。 沿高度承受三角形荷載，采用鋼筋混凝土懸臂構件計算支柱的內(nèi)力、配筋及柱頂?shù)乃轿灰啤?

( 4) 樁承受支柱傳來的壓力。 為支柱提供固端約束，承受支柱傳來的彎矩、剪力和軸力，并承受土體的主動土壓力和被動土壓力，根據(jù)水平力作用計算樁的內(nèi)力和配筋，并確定樁的入土深度，驗算提供固端約束的條件 。

懸壁式板樁墻土壓力的計算

土壓力的大小和墻后填土的性質、墻背傾斜方向等因素有關。 庫侖土壓力理論是根據(jù)墻后土體處于極限平衡狀態(tài)并形成一滑動契體時，從契體的靜力平衡條件得出的土壓力計算理論。庫侖土壓力理論假設墻后填土是理想的散體，也就是填土只有內(nèi)摩擦角 φ而沒有內(nèi)聚力 c，因此理論上只適用于無粘性填土，在實際工程中常采用粘性土回填，為了考慮粘性土的內(nèi)聚力 c對土壓力數(shù)值的影響，在應用庫侖理論時，常將內(nèi)摩擦角 φ增大，采用等值內(nèi)摩擦角 φ=30 ° ～ 35 ° 。 另外，庫侖理論假設墻后填土破壞時破裂面是一平面，而實際卻是一曲面, 在主動土壓力時，只有當墻背的斜度不大，墻背與填土的摩擦角較小時，破裂面才接近于一個平面，因此計算結果與按曲面滑動面計算的有出入，計算主動土壓力時偏差不大，一般在 2%～ 10%，計算被動土壓力時，誤差較大，有時可達 2～ 3 倍，甚至更大。 在土壓力的計算中，計算參數(shù)的正確選擇與否，對計算結果影響很大，砂土的內(nèi)摩擦角的一般取值細砂在 20° ～ 30 ° ；中砂在 30° ～ 40 ° ；礫石、卵石、粗砂在 40 °～ 45 ° 。 填土與墻背的摩擦角 δ隨墻背的粗糙度、填料的性質、有無地面荷載、排水條件等因素而變化, 墻背愈粗糙，δ愈大；填土的 φ值愈大，δ也愈大。 δ還與超載的大小和填土面的傾角 β 成正比。 一般 δ在 0～ φ之間。

板樁，防護樁的一種，其形狀長而扁，可用于低邊坡、基坑等的防護。一般采用強夯的辦法打入。板樁能夠延長滲徑，減少滲透坡降，在水利水電施工中，板樁一般設在需防滲建筑物上游側，一般設在沙性土中。懸壁式板樁墻是指板樁下部的被動壓力來承受墻背后土壓力的板墻。懸臂式板樁墻一般適合于擬建場地的土質情況較好，施工點周圍不存在沉陷問題（不考慮周圍建筑物的影響時）。一般多用于開挖深度小于3-5m的小開挖。

土體作用在擋土建筑物上的側向壓力。它由土的自重及土面上的荷載所引起。土壓力分為主動土壓力和被動土壓力。土體使擋土建筑物移動的橫向推力稱為主動土壓力；阻止建筑物移動的土抗力稱為被動土壓力。土壓力的大小與土的重度、內(nèi)摩擦角、粘結力、密實度、土面上的荷載、填土方法和順序以及土面輪廓狀態(tài)等因素有關。土壓力計算是個復雜的問題，設計中多采用簡化的計算方法，即古典土壓力理論(庫倫理論和朗金理論)。實驗證明，對于剛性擋土墻，庫論理論的計算結果與實際情況比較接近。土壓力是重力式碼頭建筑物的主要設計荷載之一。為減少土壓力，可在擋土墻后設置減壓棱體或卸荷板等。

懸壁式擋土墻與卸荷式擋土墻

在懸壁式擋土墻墻壁上向擋土墻填土方向增加一個懸挑板A，如圖6所示，懸挑板上土自重通過懸挑板對擋土墻墻壁產(chǎn)生抗傾覆力，實際上懸挑板上的填土與擋土墻成為一個共體，稱之為卸荷式擋土墻。

（1）在同等條件下卸荷式擋土墻較懸壁式擋土墻在擋土墻墻壁根部之處彎矩要小，相應的可以減小擋土墻墻壁及底板的厚度和配筋。

（2）同等條件下卸荷式擋土墻墻壁所承受的傾覆力矩小，從而可減小擋土墻底板的寬度，這不僅可以減少土方開挖量而且在現(xiàn)場條件限制懸壁擋土墻底板的寬度時可考慮運用卸荷式擋土墻。

（3）由于卸荷式擋土墻底板寬度的減小應注意驗算底板的抗滑和地基承載力。

（4）在實際設計中懸挑板上填土通過懸挑板對擋土墻墻根部產(chǎn)生的彎矩可適當折減，因為懸挑板下填土如密實對懸挑板會有一定的支承力，為了不使懸挑板受力過大，即懸挑板過厚，也應控制懸挑板的寬度和h值。

懸壁式擋土墻與扶壁式擋土墻

當懸壁式擋土墻墻身較高或墻后有很大土壓力時，可在墻后間隔設置豎直扶壁，以加強墻與底板的連接，減少墻身的彎矩與剪力，稱之為扶壁式擋土墻（如圖7）。

扶壁式擋土墻和懸壁式擋土墻相似，一般用于墻身高度大于l0m的擋土墻。此時立壁撓度較大，為了增強立壁的抗彎性能，常沿擋土墻的縱向一定距離設置一道扶壁，所以稱為扶壁式擋土墻。扶壁間填土可增加抗滑和抗傾覆能力。底板厚度可取H/14～H/12，扶壁與扶壁中心線間距S應取0.3～0.6H；扶壁與擋土墻末端距離不應小于0.4S，并且不應小于200mm。墻身及墻踵可作為三邊固定的板用有限元方法進行優(yōu)化設計。

錨定式板樁墻定義

板樁墻是一種直立板條狀構件形成的擋土結構物，通常用來抵抗側向土壓力。這個結構的穩(wěn)定性通常依賴于墻體一側的土體的土壓力，其實就是依賴于板樁墻-土體之間的相互作用。板樁墻一般分為無支撐，單支撐和多支撐三種形式，它可以抵擋住基坑周圍的土體，防止?jié)B水和土體下滑的發(fā)生，因此板樁墻通常用于基坑圍護工程中，邊坡防護中以及臨時圍堰和地下結構的修建。傳統(tǒng)的板樁墻設計必須考慮土壤內(nèi)部的剪切破壞以及保證墻體上的彎曲應力不應太大。板樁墻的失穩(wěn)模式通常有兩種，一種是板樁墻繞著靠近墻腳處的一點發(fā)生轉動，即我們所說的轉動破壞；另一種是墻體上的土壓力或是施加的外荷載超過了墻體本身的承重范圍，此時板樁墻發(fā)生塑性破壞，破壞點多發(fā)生在墻體上的最大水平彎矩處。由于板樁墻相對簡單的結構和合理的經(jīng)濟性以及適用性，在工程實踐中，板樁墻已得到了廣泛的應用，所以對板樁墻的理論研究越來越多，在巖土工程界，主要的研究方法有現(xiàn)場及室內(nèi)試驗法、數(shù)值分析法和解析法。

錨定式板樁墻板樁

板樁，防護樁的一種，其形狀長而扁，可用于低邊坡、基坑等的防護。一般采用強夯的辦法打入。板樁能夠延長滲徑，減少滲透坡降，在水利水電施工中，板樁一般設在需防滲建筑物上游側，一般設在沙性土中。鋼筋混凝土板樁作為排樁墻支護結構常用的一種類型樁，具有施工簡單、現(xiàn)場作業(yè)周期短等特點，曾在基坑中廣泛應用，但由于鋼筋混凝土板樁的施打一般采用錘擊方法,振動與噪音大，同時沉樁過程中擠土也較為嚴重，在城市工程中受到一定限制。其制作一般在工廠預制，再運至工地，成本較灌注樁等略高。但由于其截面形狀及配筋對板樁受力較為合理并且可根據(jù)需要設計，已可制作厚度較大(如厚度達500mm 以上) 的板樁，并有液壓靜力沉樁設備，故在基坑工程中仍是支護板墻的一種使用形式。

由底板和固定在底板上的直墻所組成的擋土結構。直墻受力狀態(tài)與懸臂梁相似。是鋼筋混凝土擋土墻中最常用的型式之一。懸臂式擋土墻的構造型式有丄形及L形兩種（見圖1）。墻體的穩(wěn)定性主要依靠底板上的填土重量維持。直墻靠填土一側常做成略為傾斜， 外側做成鉛直， 當填土高度不大時， 也可做成等厚度。底板一般做成變厚度， 即底面成水平， 板厚自直墻處向兩邊減薄。底板寬度由穩(wěn)定計算決定，一般為墻高的0.6～0.8倍。通過調(diào)整外底板（直墻以外部分）和內(nèi)底板（直墻以內(nèi)部分）的長度，可改善穩(wěn)定條件和基底的壓力分布。各部分的厚度和配筋根據(jù)強度計算確定。墻后需做排水設備， 每隔一定距離設伸縮沉陷縫。如有防滲要求，縫內(nèi)應設止水。墻身不宜過高，超過6～8米往往不經(jīng)濟。