重力式挡土墙设计(挡土墙设计简介)

重力式挡土墙设计(挡土墙设计介绍)挡土墙设计简介

好久不见,依稀记得上一篇文章介绍了新西兰住宅建筑的基础设计。这次给大家带来了基础设计的另一个亮点,——挡土墙。

由于我目前居住的城市——奥克兰是由一堆火山组成的,地形非常明显,而且鸟类生长的时候有很多森林,所以当地的工程师在建房的时候经常会面临挡土的问题。在新西兰,有几种常见的挡土墙:

1.木挡土墙是最便宜和最常见的挡土墙形式,通常由原木和木板组成:

挡土墙设计简介

(图片来自e最佳网络PIC 360)

2.砖砌挡土墙,造价高,外观好,砖内放置钢筋,浇筑水泥:

挡土墙设计简介

(图片来自施工现场)

3.梯形挡土墙是一种特殊的产品,与非细混凝土结合使用,通常是重力式挡土墙。非细骨料混凝土顾名思义,是一种粗骨料混凝土,具有透水性,浇筑在墙后,从而起到抗倾覆和排水的作用。

挡土墙设计简介

(图片来自RPCBLOCK.com)

4.士兵桩,由钢筋混凝土组成,类似排桩,造价很高,但很坚固。

挡土墙设计简介

(图片来自施工现场)

理论上对于3m以下挡土的要求,前三种挡土墙绰绰有余,但往往理想饱满,现实很骨感。如果在施工过程中不采取临时保护措施,可能会出现一些危险情况,如:

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木材

头挡土墙就像一根根筷子插在土里,但是下面的土如果被刨掉了,那么失去支撑的底部就有可能失去平衡,导致坍塌。

又比如:

挡土墙设计简介

可以很明显看见keystone背后并没有混凝土的保护,即使如此低的挡土高度,也会引发破坏。

那么,我们在设计并建造各类挡土墙的过程中需要注意些什么呢?下面我就给大家简单介绍一下各类挡土墙的注意事项(大家坐好,我要开始装X了)。

首先,说一下木头挡土墙。木头挡土墙的设计原理是brom’s method,原理的示意图如下:

挡土墙设计简介

木头埋在土里的部分,上段产生与土压力同方向的变形,在土中形成支撑木头的被动土压力,下段同时产生一个方向相反的被动土压力,来平衡上段的力和弯矩。而这个埋入深度,需要根据土质情况来进行确认,一般不小于1.5倍的挡土高度。由于木头挡土墙的承载力完全是靠被动土压力来提供,因为产生被动土压力的区域一定要重点保护。相信经过我的讲解,大家在施工过程中,就可以很容易估算出挡土墙的哪些部位是需要重点保护的啦。

其次,说一下砖挡土墙。砖挡土墙的设计原理同钢筋混凝土受弯和受剪构件,我们可以把它看做一片低强度混凝土板:

挡土墙设计简介

(图片来源见水印)

其中钢筋提供拉力,砖及其中的混凝土提供压力,钢筋到砖的边缘的距离,即为力臂。土压力产生的推力由砖墙转变成弯矩传递到地基,并且由地基传递到基底土。砖的挡土墙看似简单,但是实际施工过程中,最容易出现问题的就是钢筋的位置。因为根据挡土墙的支撑条件不同,力臂的要求也是不尽相同的,因此施工过程中一定要看清楚图纸中钢筋的位置,避免百思特网偏差。砖挡土墙的厚度一般不超过240,些许的偏差就会对力臂产生非常大的影响,如果钢筋放错了位置,应该提供拉力的地方没有提供拉力,对砖墙的承载力将会是巨大的削弱,如果没有及时纠正,未来将是极大的安全隐患,轻则开裂渗水,重则直接倒塌。

最后说一下keystone挡土墙。之前有提到过,常用的keystone挡土墙是一种重力式挡土墙,所谓重力式挡土墙,就是利用自身的重量来抵抗土体的侧向推覆力,同时利用重力产生的地面的摩擦力,来抵抗土体的侧向推力。而keystone挡土墙所利用的重量,就是来自于背后non-fine concrete的重量。因此,请大家一定记住,keystone挡土墙并不是依靠的砖块本身的重量提供抵抗力,而是通过背后的混凝土的重量来支撑土体,因此,背后的non-fine concrete的重要性要远远大于砖块本身!下图是典型的重力式keystone:

挡土墙设计简介

(图片来自ESR-2113)

虽然混凝土能够挡住土体的压力,但是依旧挡不住客户省钱的欲望。不止一次有客户问我,是不是可以不用non-fine concrete?我的答案当然是——可以!因为keystone还有另一种做法,那就是加固土体:

挡土墙设计简介

(图片来自ESR-2113)

(客户的笑容渐渐消失)很明显,这种做法需要挡土墙背后有更多的空间来进行土体加固。如果您家的挡土墙是在土地的边界上,那么您可能需要先跟邻居商量一下,借他的宝地一用(或者也可以将邻居的地也买下来),这样就不会有任何问题了(狗头保命)。

至于为什么不说soldier pile,因为soldier pile的原理跟木头挡土墙如出一辙,可以视作加强版的木头挡土墙,因此不再赘述了。

挡土墙看似简单,实则千变万化百思特网,除了必要的设计安全系数,正确的施工顺序和可靠的施工方案也是必不可少的。一旦出现问题,不仅会引起较大的财产损失,而且现场也难以修复,因此必须引起重视。

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