DB63/T 1981-2021 公路预制装配式挡土墙设计规范.pdf

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    DB63/T19812021

    6.2.7墙背填料中的地下水无法排出时的主动土压力计算,可将墙后常水位上下视为不同的填料层。 首先计算水位以上填料层的土压力,然后将上层填料重力作为均布荷载施加于水位以下的填料层,计算 侵水部分填料层的土压力。还应按本文件6.2.8规定,计算作用在墙背上的静水压力,三种力应各自独 立作用于墙背。

    6.2.8作用于每延来挡主墙的静水压力标准值按公式(2)计算信息技术标准规范范本,其作用点应取在三分之一水深的迎水 墙面处。

    式中: P作用于每延米墙长的静水压力标准值,kN: Y—水的重度,kN/㎡;

    P作用于每延米墙长的静水压力标准值,k Y—水的重度,kN/m;

    2.9作用于挡土墙墙身上的计算浮力,应根据地基渗水情况,按以下确定: 砂类土、碎石土和节理发育的岩石地基,浸水挡土墙计算浮力按计算水位水浮力的100%取值: b 节理不发育岩石地基,浸水挡土墙计算浮力按挡土墙结构最不利受力原则,采用计算水位水浮 力的100%或不计入; C 挡土墙基础嵌入不透水性地基时,不计水浮力: d 透水性地基上的挡土墙,当验算稳定性时,应采用设计水位的浮力;当验算地基应力时,仅考 虑常水位的浮力或不计浮力; e 当不能确定地基是否透水时,应分别以透水和不透水两种情况进行荷载组合,取其不利者; f)计算水位以下,每延米挡土墙墙身的水浮力标准值,按公式(3)计算:

    每延米墙身的水浮力标准值,kN; 水的重度,kN/m; 计算水位下墙身的体积,m。 计入水浮力时,填料的重力(包括基础襟边上的土柱重力)应采用填料的有效重度进行计算。 填料的有效重度Y。按公式(4)计算:

    2.10水流流经挡土墙时,作用于每延米墙身迎水面上的流水压力标准值按公式(5)计算,作 在设计水位的三分之一迎水墙面处,

    P=0.514CLvH (5) 式中: R——流水压力标准值,kN; H—计算水深,m; 水流平均流速,m/s; G水流与墙面间的侧向阻力系数,按表3规定

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    6.2.11挡土墙受温度作用引起的影响力应按JTGD60规定。

    7基础设计和稳定性验算

    7.1.1预制装配式挡主墙宜采用明挖基础,宜设置在地质情况较好的地基上,当地基承载力不满足设 计要求时,可采用换填、砂桩、搅拌桩等方法处理。采用刚性基础时,基础底部的扩展部分不应超过材 料的刚性角。 7.1.2基础的埋置深度应符合JTGD30规定。 7.1.3斜坡地面上的挡土墙,基础前趾埋入地面的深度和距地表的水平距离应符合JTGD30规定。 7.1.4挡士墙采用倾斜基底时,其倾斜度应符合表4规定

    注2:μ为基底与地基土的摩擦系数

    2.1挡土墙地基承载力计算时,传至基础底面的作用(或荷载)效应,宜按正常使用极限状态 (或荷载)效应标准值组合,相应的抗力采用地基承载力特征值,地基承载力特征值按ITGD3C 定。 2.2挡土墙基础底面压应力按,JTG D30和JTG 3363规定验算。

    3.1挡土墙稳定性验算时,施加于挡土墙的作用(或荷载)及效应组合应符合本文件6规定。 3.2承载能力极限状态稳定方程和稳定系数应符合JTGD30规定

    7.3.3挡土墙设计为滑动稳定控制时,宜采取以下抗滑动稳定性措施:

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    a 采用倾斜基底: b) 采用凸样基底,凸样应设置在坚实地基上: C) 当符合本文件6.2.4规定时,宜计入墙前被动土压力。 7.3.4 挡土墙设计为倾覆稳定控制时,宜采取以下抗倾覆稳定性措施: a) 调整墙面、墙背坡度; b) 改变墙身形式,宜采用扶壁式等抗倾覆稳定性较强的挡土墙形式; c)扩展基础前趾,当刚性基础的前趾扩展受刚性角限制时,宜采用配筋扩展基础。

    8.1.2结构重要性系数(yo)应符合JTGD60规定。 8.1.3承载能力极限状态验算、正常使用极限状态验算及构造等,除应满足本文件要求外,还应符合 TTG3362规定。 8.1.4地基、基础设计及构造要求,除应满足本文件7要求外,还应符合JTG3363规定。

    8.2.1悬臂式挡土墙由立壁及底板(包括前趾板与后板)组成见图2。立壁和底板均宜采用等厚板, 立壁厚度应不小于0.2m,底板厚度应不小于0.3m。

    3.2.2悬臂式挡土墙中的主钢筋直径宜不小于12mm,间距应不大于200mm。前趾板上缘、后鐘板下缘

    3.2.2悬臂式挡土墙中的主钢筋直径宜不小于12mm,间距应不大于200mm。前趾板上缘、后鐘板下缘 立配置大于50%主钢筋面积的构造钢筋。 3.2.3外侧墙面的分布钢筋直径应不小于8mm,每延米墙长沿墙高方向的钢筋总面积宜不小于500mm, 间距应不大于300mm。

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    钢筋混凝土的保护层厚度应符合JTG3362规定。 悬臂式挡土墙可将底板和立壁分别作为装配单元(见图3),结构尺寸应满足以下要求: 底板横向长度根据挡土墙的稳定性验算确定; 立壁高度根据工程段落要求确定; 立壁纵向长度和底板纵向长度等同,应结合运输条件确定。

    图3悬臂式挡土墙装配单元示意图

    3.3.1承受的作用(或荷载)及作用(或荷载)组合应符合本文件6规定,基础设计及整体稳定性验 算应符合本文件7规定,

    3.3.1承受的作用(或荷载)及作用(或荷载)组合应符合本文件6规定,基础设计及整 算应符合本文件7规定。 8.3.2悬臂式挡土墙可取单位墙长进行内力计算。按地基承载力和稳定性验算,确定前趾 的宽度;根据构件正截面抗弯承载力、构件变形及裂缝宽度验算,确定立壁、底板的截面几 筋配置。

    3.3.3悬臂式挡土墙的土压力可按附录A规定计算。验算地基承载力、稳定性、底板正截面抗弯承载

    力时,当墙背填料破环棱体符合不出现第二破裂面的条件,可将立壁面后缘与后鐘板板端下缘的连线 作为假设墙背,计算土压力;当符合出现第二破裂面的条件时,以第二破裂面为计算墙背,计算土压力。 计算立壁正截面抗弯承载力时,可按实际墙背计算土压力,可不计入墙背与填料间的摩擦力。 8.3.4立壁可按固定在底板上的悬臂梁进行计算。立壁截面设计时,可不计立壁自重,仅计入主动土 压力的水平分量。

    a 作用于后瑾板上的计算荷载:计算墙背与实际墙背间的填料重及换算主层重、计算墙背上土压 力的竖向分量、后郵板自重、基底反力; b 当后板根部的固端弯矩大于立壁根部固端弯矩时,宜采用立壁固端弯矩作为后板根部的设 计弯矩。 3.3.6前趾板宜按固定在立壁与后板结合部的悬臂梁进行计算,并应满足以下要求: a)作用于前趾板上的计算荷载:前趾板上填料重、前趾板自重、基底反力; b)前趾板上填料重按天然地面或冲刷线以下1.0m计算,墙前被动土压力可不计入

    1.1采用钢筋混凝土结构,宜在地基承载力较低的填方路段使用,单级墙高不宜大于15.0m。 1.2结构重要性系数(%)应符合本文件8.1.2规定

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    9.1.3钢筋混凝土构件的承载能力极限状态验算 正常使用极限状态验算及构造要求等,应符合本文 件8.1.3规定

    2.1扶壁式挡土墙由立壁、扶壁、底板(包括前趾板与后板)组成,见图4。

    9.2.1扶壁式挡土墙由立壁、扶壁、底板(包括前趾板与后板)组成,见

    9.2.2底板、立壁和扶壁可分别作为装配单元(见图5),底板、立壁装配单元尺寸应按本文件8.2.5 规定。

    9.2.3扶壁间距宜为墙高的1/3~1/2;扶壁厚度宜为两扶壁间距的1/8~1/6,且应不小于0.30m, 扶壁应随高度变化逐渐向墙后加宽。 9.2.4立壁、底板宜采用等厚板,立壁厚度应不小于0.20m,底板厚度应不小于0.30m。

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    9.2.5分段长度不宜超过20m。每分段长度中扶壁宜不少于3个。每段墙两端立壁悬出边扶壁外的净 长度宜为0.3~0.5倍扶壁间的净距

    9.3.1承受的作用(或荷载)及作用(或荷载)组合应按本文件6规定,基础设计及整体稳定性验算 立按本文件7规定。 9.3.2扶壁式挡土墙计算单元宜采用墙的分段长度。按地基承载力和稳定性验算,确定前趾板和后 板的宽度;根据构件正截面抗弯承载力、构件变形及裂缝宽度验算,确定立壁、底板和扶壁的截面几何 尺寸及钢筋配置。 9.3.3前趾板可按固定在立壁与后鐘板结合部的悬臂梁进行计算。 9.3.4后板可按支撑在扶壁上的连续板计算,不计立壁对底板的约束作用,后板与扶壁按铰支连 接。后板上的作用(或荷载)和效应计算可做以下简化: a)后鐘板上的计算荷载,除与本文件8.3.4所规定的作用于悬臂式挡土墙后板上的荷载相同 外,还应计入前趾板的弯矩在后板上引起的等代竖向荷载,迭加后的后板上组合竖向荷载 分布见图6。后鐘板端部的竖向压应力(α)及组合荷载综合分项系数(),可按公式(6) 和公式(7)计算,后板根部的组合荷载竖向压应力为0,其间各点的竖向压应力()可按 内插法求得;

    Gs Ow=Oy2 + +h,+ Br B2 (6) Gs 2.4M2B2 QC YQ1Oy2 +YG +kh; + B2 P2 0 B2

    式中: 组合荷载引起后睡板端部的竖向压应力,kPa; 后板组合荷载的综合分项系数; 2 按本文件8.3.3计算,后板端部的竖向土压应力,kPa; 后板端部的基底应力,kPa; 按本文件8.3.5计算,每延米挡土墙计算墙背与实际墙背间的填土重及换算土层重,kN/m; 后板宽度,m; M282 未计入荷载分项系数的,每延米挡土墙前趾板与立壁连接处的悬臂梁固端弯矩,kN·m/m; 7: 后板的厚度,m; 后板的材料重度,kN/m; 垂直恒载分项系数,按本文件6.1.5取值,按荷载增大对挡土墙结构起有利作用或不利作用 分别采用; 主动土压力分项系数,按本文件6.1.5取值。 ) 顺墙长方向,后睡板可作为支承于扶壁上的连续梁构件。计算作用效应时,可取单位宽度的级 向板条进行计算,荷载板条长度方向均匀分布。计算点处的作用效应组合设计值,可按公式 (8)、公式(9)和公式(10)计算: ·支点负弯矩组合设计值: M 2d1i = M2d0:/1.5(8) ·跨中正弯矩组合设计值: M 2d2/ = M 2.0: /2.5(9)

    支点剪力组合设计值:

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    Mzdo/ 后板第1个板条上,以相邻扶壁净距为跨径的简支梁跨中弯矩组合设计值, YQ 后板上组合荷载的综合分项系数; 组合荷载引起后板第i个板条的竖向压应力,kPa; Lo 相邻扶璧间的净距,m; b一后板板条的宽度,1.0m。 h)依据立壁竖直板条固结端的作用效应组合设计值,配置后板的横向钢筋。

    图6后板上组合竖向荷载分布示意图

    .3.5立壁为固结在扶壁和底板上的三向固结板构件,可简化为按沿竖直方向和沿墙长方向分别计算。 乍用于立壁上的作用(或荷载)可按以下方法简化计算,见图7: a)立壁上的作用(或荷载)仅计入墙后主动土压力的水平分量,可不计入立壁自重、墙后土压力 的竖直分量、墙前被动土压力等; b 作用于立壁上的替代水平土压应力简化为梯形分布,1/4~3/4墙高段的替代水平土压应力 J,可按公式(11)计算:

    式中: ——作用于立壁上的替代水平土压应力,kPa:

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    图7立壁上的替代水平士压应力示意图

    .3.6计算立壁沿墙长方向的作用效应时,可沿立壁高度方向截取单位宽度的纵向板条进行计算,并 乍如下简化,见图8: a)单位宽度的立壁纵向板条,可按支撑于扶壁上的连续梁进行计算。荷载沿板条长度方向均匀分 布,其荷载值等于该板条所在立壁高度处的替代水平土压应力; b 单位宽度立壁的纵向板条按连续梁计算时,计算点处的作用效应组合设计值,可按公式(12) 公式(13)和公式(14)计算: ·支点负弯矩组合设计值:

    跨中正弯矩组合设计值:

    支点剪力组合设计值:

    Mrav, = Mido, /1.5

    Mid/=Midoi/2.5(13)

    式中: MdoJ 立壁第个板条上,以相邻扶壁间净距为跨径的简支梁跨中弯矩组合设计值,kN·m; YQ1 主动土压力分项系数,按本文件6.1.5取值; 作用于立壁第个板条上的替代水平土压应力,kPa; b 立壁板条的宽度,1.0m; L 相邻扶璧间的净距,m。

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    H一立壁高度: H一第j层立壁板条距立壁顶面的距离; b一扶壁厚度; b一立壁板条宽度; Lo一相邻扶璧间的净距; LI一边扶璧距墙端的距离; α一作用于立壁第j个板条上的替代水平土压应力:

    乍如下简化,见图9: a)立壁竖向弯矩在距墙顶3/4墙高处为最大正弯矩,在底部为最大负弯矩; b) 立壁竖向弯矩沿墙长方向呈台阶形分布。跨中2Lo/3区段内的立壁最大正弯矩Max按公式(15) 计算,最小负弯矩Min按公式(16)计算,墙两端各Lo/6区段的立壁最大正弯矩和最小负弯矩 为跨中区段取值的一半。

    式中: 相邻扶壁间的净距,m; b—立壁竖直板条的宽度,1.0m; O——作用于立壁底端的水平土压应力,kPa: H立壁高度,m。

    相邻扶壁间的净距,Ⅲm; b—立壁竖直板条的宽度,1.0m; O——作用于立壁底端的水平土压应力,kPa H立壁高度,m。

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    墙平面及湾拒分布简化图

    图9立壁竖向弯矩分布示意图

    夫壁可按锚固在底板上的T形截面悬臂梁计算,立壁为梁截面的翼缘板,扶壁为腹板。其荷载 应计算可作如下简化,见图10: 扶壁计算时仅计入墙背水平土压力,可不计入立壁与扶壁自重及竖向土压力; 当立壁高度为H时,扶壁承受作用在立壁BxH面积上的全部水平土压力,水平土压力的作用 宽度B按公式(17)和公式(18)计算:

    8扶壁可按锚固在底板上的T形截面悬臂梁计算,立壁为梁截面的翼缘板,扶壁为腹板。其何载 用效应计算可作如下简化,见图10: a)扶壁计算时仅计入墙背水平土压力,可不计入立壁与扶壁自重及竖向土压力; 当立壁高度为H时,扶壁承受作用在立壁BxH面积上的全部水平土压力,水平土压力的作用 宽度B按公式(17)和公式(18)计算: ·中扶壁: Be中=b + Lo(17) ·边扶壁: Be边=b + Lo + L, (18) 式中: Lo—相邻扶壁的净距,m; L边扶壁距墙端的距离,m; b 扶壁的厚度,m。 沿扶壁高度选取的计算截面,可按钢筋混凝土T形截面受弯构件计算,并应符合JTG3362规 定; d 扶壁底端为计算截面时,T形截面受压区的翼缘计算宽度B,按公式(19)、公式(20)和公 式(21) 计管:

    中扶壁: 当Lo>12Bi时, ·边扶壁:

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    B,=b + Lo (19) Bk=b +12B, (20) B =b + Lo + L (21)

    3.=b + Lo + L, (21)

    当0.91L+L>12B时,按公式(20)计算。 式中: B一一扶壁底端T形截面翼缘计算宽度,m; 一立壁的厚度,m。 e)扶壁上高度为H处,T形计算截面的受压区翼缘计算宽度b’,可按公式(22)计算:

    式中: H计算截面处的立壁高度,m; bi——T形截面受压区翼缘计算宽度,m; H—立壁高度,m; B——扶壁底端T形截面翼缘计算宽度,m。 f)T形计算截面的腹板宽度等

    式中: H计算截面处的立壁高度,m; bi一—T形截面受压区翼缘计算宽度,m; H—立壁高度,m; B—扶壁底端T形截面翼缘计算宽度,m f)T形计算截面的腹板宽度等 套于扶壁的

    图10扶壁工形计算截面的翼缘计算宽度示意图

    3.9钢筋混凝土构件的钢筋布置与构造要求,除应符合JTG3362和本文件8.2.2、8.2.3规定 应符合以下规定:

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    a)根据后鐘板纵向板条与扶壁连接处的支点剪力组合设计值,配置扶壁与底板接合区段的竖向U 形钢筋,开口端埋入扶壁,埋入长度应不小于钢筋的最小锚固长度: D 根据立壁纵向板条与扶壁连接处的支点剪力组合设计值,配置扶壁与立壁结合区段的水平U 形钢筋,开口端理入扶壁,理入长度应不小于钢筋的最小锚固长度; C 后板的横向水平钢筋布置与立壁竖向钢筋相匹配,一端埋入立壁锚固,确定最小锚固长度时 应以立壁内竖向钢筋为起点。

    10.1.1可采用钢筋混凝土预制件,单级墙高宜不大于8.0m 0.1.2按墙背线形可分为仰斜式、垂直式和俯斜式等。 10.1.3重力式挡土墙除应符合本文件的要求外,还应符合JTGD30规定,

    式挡土墙由预制标准件和现浇结构柱组成,见图

    图12重力式挡土墙装配单元示意图

    0.3.1承受的作用(或荷载)及作用(或荷载)组合应按本文件6规定,基础设计及整体稳定性 按本文件7规定。 0. 3. 2结构验算应按,JTG D30 规定。

    10.3.2结构验算应按ITGD30规定。

    11连接结构设计与计算

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    相邻预制构件间应采用纵向连接构造形成整体结构,立壁间可采用凹凸式搭接构造,底板间可 台阶式搭接构造,则图13。

    11.2悬臂式挡土墙连接结构设计

    图13预制构件间纵向连接构造示意图

    .2.1立壁和底板应分开预制,可采用焊接连接、锚栓连接和螺栓角钢连接。 2.2焊接连接:装配单元中应预留钢筋,伸出混凝土表面的钢筋呈三角形,底板和立壁预留钢 应,预留钢筋间距根据纵向钢筋间距确定,二次浇筑混凝土封闭连接结构,见图14

    11.2.3锚栓连接:底板等间距预埋锚栓。立壁制作为一个键槽结构,其中在底板锚栓相应位置预留孔 洞。拼装时将锚栓插入孔洞,用螺母和厚垫圈紧固,二次浇筑混凝土封闭连接结构,见图15。

    臂式挡土墙锚栓连接示

    1.2.4螺栓角钢连接:立壁中预留双头螺栓 两种螺栓等距交错布置。拼装时采 用角钢连接,用螺母和厚垫圈等紧固件加固连接结构, 次浇筑混凝土封闭连接结构,见图16。

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    11.3扶臂式挡墙连接结构设讯

    图16悬臂式挡土墙螺栓角钢连接示意图

    11.3.1立壁、底板和扶壁应分开预制,采用螺栓角钢连接。 11.3.2螺栓角钢连接:在立壁的扶壁周边位置预埋单头螺栓,在与底板交接位置预埋双头螺栓。扶壁 中预留孔洞,拼装时预先放入双头螺栓。底板预埋单头螺栓,与立壁、扶壁的螺栓等距交错布置。拼接

    11.4重力式挡土墙连接结构设计

    别墅图纸11.5连接结构耐久性设计

    图17扶壁式挡士墙螺栓角钢连接示意图

    连接结构钢筋、螺栓应二次浇筑混凝土封闭,保护层厚度可按JTG/T3310附录A规定计算,且 于JTG/T3310中对最小保护层厚度的规定

    11. 6连接结构计算

    装配式挡土墙宜采用焊缝和螺栓进行装配单元的

    宜采用角焊缝,当焊缝只承受与钢筋方向相同的轴心力时,可按以下规定验算: 切应力T可按公式(23)计算:

    ≤fw heZlw (23)

    式中: 一焊缝承受的轴心力电缆标准,kN; h——角焊缝的有效厚度,mm; Z1两焊件间角焊缝的计算长度总和,mm; f一角焊缝强度设计值,MPa。 b)有效厚度h.按公式(24)计算:

    式中: di、d—圆钢直径,mm; 一焊缝表面到两圆公切线的距离,mm。

    ....
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