技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種與主體結(jié)構(gòu)相連的擋土墻，通過(guò)設(shè)置錨桿減小墻身厚度，降低墻體底部鋼筋用量，控制墻身底部裂縫寬度和頂部水平位移。適用于擋土墻與主體結(jié)構(gòu)相鄰，且墻身高度較高的結(jié)構(gòu)工程，如下沉廣場(chǎng)、坡地建筑的緊鄰高邊坡?lián)鯄Α?/p>

背景技術(shù)：

擋土墻承受外側(cè)土體產(chǎn)生的水平荷載，當(dāng)與主體結(jié)構(gòu)相鄰的擋土墻墻身高度較高，尤其是地下水位較高的地區(qū)，這種荷載會(huì)使較高墻身的擋土墻的底部產(chǎn)生很大的彎矩和剪力，若采用與主體結(jié)構(gòu)脫開(kāi)的重力式擋土墻，會(huì)造成墻厚較大，開(kāi)挖范圍及造價(jià)均較高。將擋土墻底部與主體結(jié)構(gòu)相連接后，不僅可徹底避免擋土墻發(fā)生滑移破壞，也可避免由于基坑側(cè)壁土方回填不密實(shí)導(dǎo)致的擋土墻下沉、傾斜。對(duì)于坡地建筑，往往只有單側(cè)臨土，若將擋土墻與主體結(jié)構(gòu)完全結(jié)合，由于擋土墻平面內(nèi)剛度起到剪力墻作用，在與擋土墻平行的地震作用下，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)變形會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)范限值。僅將擋土墻墻身與主體結(jié)構(gòu)脫開(kāi)，且按懸臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可避免造成主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度不對(duì)稱(chēng)，但墻身底部彎矩較大，墻體裂縫寬度及墻頂變形不易滿(mǎn)足規(guī)范限值要求，按照常規(guī)設(shè)計(jì)思路，為了降低配筋量，減小裂縫寬度，勢(shì)必會(huì)加大擋土墻墻厚，墻厚的增加又會(huì)帶來(lái)開(kāi)挖范圍、混凝土用量及造價(jià)的增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于利用主體結(jié)構(gòu)提供擋土墻的抗滑移力，用土層錨桿抵抗減少擋土墻底部彎矩，從而達(dá)到減小擋土墻厚度及配筋，控制墻體裂縫和頂部位移的目的。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案，一種與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的帶錨桿擋土墻，擋土墻底部與主體結(jié)構(gòu)相連，擋土墻墻身與主體結(jié)構(gòu)間設(shè)置抗震縫，在擋土墻上端設(shè)置錨桿。

所述錨桿由桿體、錨桿保護(hù)梁、擴(kuò)大頭和錨筋；桿體通過(guò)擴(kuò)大頭和錨筋連接，錨桿保護(hù)梁包裹土層錨桿桿體；擋土墻墻身與錨桿連接處設(shè)置暗梁。

所述錨桿保護(hù)梁底部設(shè)置有混凝土支座墊層。

本發(fā)明還提供了一種與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的帶錨桿擋土墻設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

將擋土墻下端與主體結(jié)構(gòu)相連，利用主體結(jié)構(gòu)提供擋土墻的抗滑移力，錨桿一端與擋土墻連接，另一端通過(guò)擴(kuò)大頭和錨筋固定在擋土墻一側(cè)的土層中；錨桿與擋土墻組成聯(lián)合受力體系，共同抵抗外側(cè)土體壓力；錨桿置于擋土墻中上部，土體開(kāi)挖面與擋土墻之間的錨桿桿體設(shè)置混凝土保護(hù)梁，錨桿與擋土墻連接處設(shè)置暗梁；

其中1）錨桿傾角與水平面呈小于﹣10°或大于 +10°；2）錨桿固定在擋土墻一側(cè)的土層中的錨固段上的覆土厚度不小于4.5m；3）錨桿自由段的長(zhǎng)度不應(yīng)小于5.0m；錨桿自由段穿過(guò)潛在滑裂面長(zhǎng)度不小于1.5m；4）4）錨桿在擋土墻上連接點(diǎn)距擋土墻頂下方2~3m。

所述錨桿傾角與水平面呈15°。

其中：主體結(jié)構(gòu)是指：置于地基基礎(chǔ)之上，接受、承擔(dān)和傳遞建設(shè)工程所有上部荷載，維持上部結(jié)構(gòu)整體性、穩(wěn)定性和安全性的有機(jī)聯(lián)系的系統(tǒng)體系；錨桿自由段是指利用彈性伸長(zhǎng)將拉力傳遞給錨固體的桿體部分；潛在滑裂面是指土體發(fā)生剪切破壞形成的連續(xù)貫通的曲面。

本發(fā)明利用主體結(jié)構(gòu)提供擋土墻的抗滑移力，用土層錨桿抵抗減少擋土墻底部彎矩，從而達(dá)到減小擋土墻厚度及配筋，控制墻體裂縫和頂部位移的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的1-1視圖。

圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型圖。

圖4為錨桿錨固點(diǎn)位置確定示意圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1-2，本發(fā)明包括與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的帶錨桿擋土墻，擋土墻底部與主體結(jié)構(gòu)相連，擋土墻墻身與主體結(jié)構(gòu)間設(shè)置抗震縫，在擋土墻上端設(shè)置錨桿。

所述錨桿由桿體、錨桿保護(hù)梁、擴(kuò)大頭和錨筋；桿體通過(guò)擴(kuò)大頭和錨筋連接，錨桿保護(hù)梁包裹土層錨桿桿體；擋土墻墻身與錨桿連接處設(shè)置暗梁。

所述錨桿保護(hù)梁底部設(shè)置有混凝土支座墊層。

擋土墻下端與主體結(jié)構(gòu)相連，利用主體結(jié)構(gòu)提供擋土墻的抗滑移力，錨桿一端與擋土墻連接，另一端通過(guò)擴(kuò)大頭和錨筋固定在擋土墻一側(cè)的土層中；錨桿與擋土墻組成聯(lián)合受力體系，共同抵抗外側(cè)土體壓力。錨桿置于擋土墻中上部，土體開(kāi)挖面與擋土墻之間的錨桿桿體設(shè)置混凝土保護(hù)梁，錨桿與擋土墻連接處設(shè)置暗梁。

設(shè)計(jì)參數(shù)的選取及計(jì)算方法

1 設(shè)計(jì)參數(shù)的選取

根據(jù)《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》（CECS22:2005）中的規(guī)定，1）錨桿傾角宜避開(kāi)與水平成﹣10°~ +10°的范圍；2）錨桿錨固段上的覆土厚度不宜小于4.5m；3）錨桿的自由段長(zhǎng)度應(yīng)穿過(guò)潛在滑裂面不小于1.5m；4）自由段的長(zhǎng)度不應(yīng)小于5.0m。由于較小的水平傾角能夠提供更大的水平分力和更長(zhǎng)的力臂，對(duì)減小底部彎矩更有利，建議水平傾角取15°。對(duì)于錨桿在擋墻上連接點(diǎn)高度可按照如下方法選取。

如圖3所示，合理的拉力作用點(diǎn)應(yīng)滿(mǎn)足錨桿及擋墻綜合造價(jià)最省，先根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)選定擋土墻的截面尺寸、錨桿長(zhǎng)度和截面尺寸，結(jié)構(gòu)計(jì)算模型如圖3所示。為了通過(guò)較長(zhǎng)的力臂在擋土墻底部提供較大的彎矩，以達(dá)到減少底部彎矩的目的，錨桿錨固點(diǎn)宜放置于擋墻頂部；但如圖4所示，當(dāng)錨桿錨固于擋土墻頂部時(shí)，由于錨桿的傾角較小，在滿(mǎn)足上述第2條的規(guī)定下，自由段的長(zhǎng)度達(dá)4500/sin（15^°）=17387mm，導(dǎo)致錨桿長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，不經(jīng)濟(jì)也不易施工，在城市地區(qū)易對(duì)鄰近建筑物產(chǎn)生影響。而當(dāng)錨桿長(zhǎng)度一定時(shí)，錨固段長(zhǎng)度為L(zhǎng)，錨固點(diǎn)向下平移H，有效錨固長(zhǎng)度可增加為L(zhǎng)+H*cos（15^°）/tan（15^°）=L+3.6H，相應(yīng)的自由段長(zhǎng)度可減小3.6H。根據(jù)CECS22：2005中7.5.3條的規(guī)定，土層錨桿的錨固段長(zhǎng)度取6~12m，故錨固點(diǎn)宜取墻頂下可取6/3.6~12/3.6=1.67~3.33m，建議取值2~3m。

2擋土墻計(jì)算方法

擋土墻計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示，錨桿可簡(jiǎn)化為拉桿，擋土墻懸臂段高度為H，總高度為H+H1，錨桿作用點(diǎn)距墻頂距離為X，錨桿拉力作用點(diǎn)距地下室頂板距離為H-X，三角形分布荷載最大值為q，計(jì)算圖3所示超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可以得到擋土墻關(guān)鍵部位的彎距設(shè)計(jì)值M1、M2、M3和錨桿拉力，若錨桿拉力大于錨桿的設(shè)計(jì)值，則需要重新選定錨桿長(zhǎng)度或截面。

下面參照?qǐng)D1和圖2所示對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

a）本發(fā)明包括擋土墻①，土層錨桿桿體②，土層錨桿擴(kuò)大頭③，錨筋④，錨桿保護(hù)梁⑤，保護(hù)梁體端部混凝土墊層⑥，墻身暗梁⑦，抗震縫⑧，主體結(jié)構(gòu)地下室外墻⑨，地下室頂板⑩，上部結(jié)構(gòu)?，防水蓋板?組成的土層錨桿和擋土墻聯(lián)合作用的結(jié)構(gòu)體系。

b）在擋土墻①中上部某一標(biāo)高位置處等間距設(shè)置土層錨桿②、③、④，當(dāng)需要錨桿提供較大拉力時(shí)，還可在錨桿端部設(shè)置擴(kuò)大頭③，土層錨桿鋼筋④錨固于與墻身暗梁⑦處。

c）擋土墻與土體開(kāi)挖面之間的錨桿體設(shè)置混凝土保護(hù)梁⑤將其包裹，防止機(jī)械回填或夯實(shí)設(shè)備對(duì)桿體產(chǎn)生破壞，保護(hù)梁與土體連接處設(shè)有混凝土支座墊層⑥，保證端部不發(fā)生過(guò)大的下陷。

d）擋土墻與主體結(jié)構(gòu)設(shè)置抗震縫⑧，使其與主體結(jié)構(gòu)脫開(kāi)，避免擋土墻對(duì)主體結(jié)構(gòu)抗扭產(chǎn)生不利影響；擋土墻頂部可設(shè)置與主體結(jié)構(gòu)相連的防水蓋板?。