桩托二层挡土墙的设计方法技术

本发明专利技术桩托二层挡土墙的设计方法是将桩基伸出地面以上一定高度，在桩基顶上设托梁，在托梁上设第二层挡土墙，托梁下设第一层挡土墙，还可根据受力需要设锚索（杆）、卸荷板、简支梁、基础、牛腿、斜撑，利用锚索（杆）的拉力、或斜撑的平衡力增加体系抗滑移和抗倾覆的能力，利用卸荷板减少或消除第一层挡土墙墙背的土压力。与现有技术相比本发明专利技术的优点有：1、可直接用于指导工程设计；2、可适用于全填方边坡，半填半挖边坡，既有挡墙加高边坡，既有挡墙除险加固边坡等；3、可适应多种地形地貌和地质条件，多种施工队伍和施工条件；4、考虑了有无锚索（杆）、有无卸荷板、有无连梁、有无斜撑等多种情况，使得设计更灵活、适应性更广。

Design method of pile supported two-layer retaining wall

【技术实现步骤摘要】
桩托二层挡土墙的设计方法
本专利技术属于岩土工程设计领域，尤其涉及桩托二层挡土墙的设计方法。
技术介绍
传统的桩基托梁挡土墙，是将桩基全部埋在地面以下，托梁设在桩基顶面，在托梁上设一层挡土墙，其所能挡土的高度一般不超过12m，若高度超过12m时，设计人员通常采用桩板墙或锚索桩板墙进行支挡，但桩板墙和锚索桩板墙存在桩径或桩身截面尺寸较大、桩身较长、造价较高、工期较长、外立面不平整、不美观、适应性不强等问题；为规避传统技术的这一缺陷，采用将桩基上部伸出地面以上一定高度，在桩基顶上设托梁，在托梁上设第二层挡土墙，托梁下设第一层挡土墙，还可根据受力需要在适当的位置设锚索（杆）、卸荷板、简支梁、基础、牛腿、斜撑、连梁，利用锚索（杆）的拉力、或斜撑的平衡力增加体系抗滑移和抗倾覆的能力，利用卸荷板的卸荷原理减少第一层挡土墙墙背的主动土压力，目前尚无针对桩托二层挡土墙的设计方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是：提供桩托二层挡土墙的设计方法，以解决这类边坡支挡结构目前尚无相关设计方法的问题。本专利技术采用的技术方案为：桩托二层挡土墙的设计方法与步骤如下：步骤一：收集平面图、纵断面图、横断面图；进一步地，所述收集平面图、纵断面图、横断面图就是收集所有与桩托二层挡土墙设计有关的平面图、纵断面图、横断面图以及在桩托二层挡土墙设计影响范围内的所有构造物位置关系图。步骤二：收集地勘报告；进一步地，所述收集地勘报告就是收集与桩托二层挡土墙设计有关的地勘报告以及所有与之相关的其它资料，包括但不限于填绘地质资料的平面图、纵断面图、横断面资料、与边坡支挡设计相关的力学参数粘聚力C、内摩擦角φ、容重γ、基底摩擦系数μ、基底承截力[σ]，荷载数量、荷载类型、荷载大小、荷载方向、荷载作用点，以及在桩托二层挡土墙设计影响范围内的所有构造物的安全等级。步骤三：试戴帽子，即将初步拟定尺寸的桩托二层挡土墙，按比例绘制在所述代表性横断面图上；进一步地，所述初步拟定尺寸的桩托二层挡土墙就是初步拟定第二层挡土墙的类型、墙高和挡墙底部宽度，托梁宽度，卸荷板宽度，桩基排数、排间距、桩基截面形式和尺寸、桩间距，桩身悬臂段长，桩总长，第一层挡土墙的类型、墙高，并按比例绘制在代表性横断面图上；进一步地，所述第二层挡土墙类型、挡墙类型可选仰斜式、折背式、俯斜式、衡重式、悬臂式、扶臂式和加肋土挡墙中的任意一种；进一步地，所述桩基截面形式、尺寸，可选圆形桩和矩形桩，圆形桩需拟定桩径，矩形桩需拟定桩身截面尺寸；进一步地，所述桩基排数可选单排桩和双排桩；进一步地，所述单排桩只需拟定桩身截面形式和尺寸或桩径，无排间距和连梁；进一步地，所述双排桩需要拟定双排桩的排间距与桩基之间悬臂段合适位置处的连梁及尺寸；进一步地，所述第一层挡土墙类型，可选桩间墙、桩板墙和无挡墙中较合适的一种；进一步地，所述桩间墙又可选仰斜式、折背式、俯斜式和衡重式挡土墙中较合适的一种；进一步地，所述第一层挡土墙为桩板墙，可选择在桩背搭板，也可选择在桩间通过植筋设板；进一步地，所述第一层挡土墙为无挡墙，即根据地形地貌和地质条件，第一层挡土墙可不设，只有桩基；进一步地，所述第一层挡土墙墙高，可选第一层挡土墙墙顶与托梁底等高和第一层挡土墙墙顶低于托梁底中较合适的一种。步骤四：计算第二层挡土墙的受力和稳定性；进一步地，所述计算第二层挡土墙的受力和稳定性，就是按第二层挡土墙墙高h2和墙背填料及墙顶平台的荷载情况，计算挡土墙基础底面水平力∑Ex2、竖向力∑N2、抗滑移稳定系数Kc2、抗倾覆稳定系数Ko2、基底偏心矩e2。步骤五：桩顶受力计算；进一步地，所述桩顶受力计算就是按照步骤四计算得出的第二层挡土墙基础底面的水平力∑Ex2、竖向力∑N2、基底偏心矩e2，令桩基础计算顶面等于托梁顶面时，计算桩基础顶面的剪力QO和弯矩MO公式如下：Q0=∑Ex2M0=∑N2×e2式中：∑Ex2为第二层挡土墙墙背主动土压力的水平分力(KN)，∑N2为第二层挡土墙的竖向分力(KN),e2为第二层挡土墙的基底偏心距(m)。步骤六：桩身内力试计算；进一步地，所述桩身内力试计算就是按桩顶荷载为剪力Q0和弯矩M0与桩身悬臂段上承受桩后土体传来的荷载之和进行桩身内力试计算。进一步地，所述桩后悬臂段上承受桩后土体传来的荷载，采用卸荷板挡土墙下墙主动土压力的水平分力∑Ex1与最不利滑面桩背剩余下滑力的水平分力∑Fx中的大值。进一步地，根据多组桩身内力试计算结果，对桩基础的排数X、排间距D1、桩间距Sz、桩径d或桩基截面a×b（宽×高）、桩身悬臂段长Lz1、桩总长Lz、桩配筋率ηz进行必要的调整，从中选出较为理想的桩基设计参数，进行拟用桩基的内力计算。步骤七：锚索（杆）受力和桩身内力计算；进一步地，所述锚索（杆）受力和桩身内力计算就是当步骤六计算得出桩基础的排数X、排间距D1、桩间距Sz、桩径d或桩基截面a×b（宽×高）不合理、桩总长Lz偏长、桩配筋率ηz偏高时，可在桩基托梁的合适位置增设预应力锚索（杆）n根进行重新试算。进一步地，当重新试算进行多组，并从中得出较为合理的桩基础排数X、排间距D1、桩间距Sz、桩径d或桩基截面a×b（宽×高）、桩总长Lz、桩配筋率ηz、锚索（杆）根数n、锚索张拉锁定值FZ时止，再重新计算桩身内力和配筋。步骤八：托梁配筋计算；进一步地，所述托梁配筋计算就是根据步骤七计算得出的合理桩基排数X、排间距D1、桩间距Sz、桩径d或桩基截面a×b（宽×高），与第二层挡土墙的竖向荷载∑N2，按选择托梁的长Lt、宽Bt、高ht进行内力与配筋计算。步骤九：第一层挡土墙的类型、墙高与受力计算；进一步地，所述第一层挡土墙的类型、墙高与受力计算就是根据第一层挡土墙墙背地形地貌、地质情况与挡土墙基底地基承载力[δ]和基础襟边宽度bj，选择第一层挡土墙的类型、墙高h1，并根据墙背岩土体的粘聚力C、内摩擦角φ、重度γ等力学指标与托梁宽度Bt和卸荷板宽度bx，计算第一层挡土墙墙背主动土压力∑E1。进一步地，所述第一层挡土墙的类型可按照下列要求选择：A1：当第一层挡土墙墙背为全填方边坡时，可选仰斜式、折背式、俯斜式和衡重式挡土墙中较合适的一种，并计算确定第一层挡土墙的墙身截面宽度B1d，面坡、背坡倾斜坡率1:n、墙趾台阶高△h、墙趾台阶宽△b，仰斜式挡土墙的抗滑移稳定系数Kc1、抗倾覆稳定系数Ko1、基底偏心距e1；A2：当第一层挡土墙墙背为全挖方边坡时，可选桩间墙为土钉墙，并计算确定土钉的直径φg、长度lg、间距Sg；A3：当第一层挡土墙对上述两种情况均不适合时，可选择用桩板墙，即在桩间设挡土板形成桩板墙，并根据桩间距Sz、桩径d或桩基截面a×b（宽×高），计算确定挡土板的长lb、宽bb、高hb尺寸与配筋。步骤十：卸荷板及配套结构的计算；进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.桩托二层挡土墙的设计方法包括以下步骤：/n步骤一：收集平面图、纵断面图、横断面图；/n步骤二：收集地勘报告；/n步骤三：试戴帽子，即将初步拟定尺寸的桩托二层挡土墙，按比例绘制在所述代表性横断面图上；/n步骤四：计算第二层挡土墙的受力和稳定性；/n步骤五：桩顶受力计算；/n步骤六：桩身内力试计算；/n步骤七：锚索（杆）受力和桩身内力计算；/n步骤八：托梁配筋计算；/n步骤九：第一层挡土墙的类型、墙高与受力计算；/n步骤十：卸荷板及配套结构的计算；/n步骤十一：完成制图、工程数量及设计说明内容。/n

【技术特征摘要】
1.桩托二层挡土墙的设计方法包括以下步骤：
步骤一：收集平面图、纵断面图、横断面图；
步骤二：收集地勘报告；
步骤三：试戴帽子，即将初步拟定尺寸的桩托二层挡土墙，按比例绘制在所述代表性横断面图上；
步骤四：计算第二层挡土墙的受力和稳定性；
步骤五：桩顶受力计算；
步骤六：桩身内力试计算；
步骤七：锚索（杆）受力和桩身内力计算；
步骤八：托梁配筋计算；
步骤九：第一层挡土墙的类型、墙高与受力计算；
步骤十：卸荷板及配套结构的计算；
步骤十一：完成制图、工程数量及设计说明内容。


2.如权利要求1所述的桩托二层挡土墙的设计方法，其特征在于步骤三：试戴帽子，即将初步拟定尺寸的桩托二层挡土墙，按比例绘制在所述代表性横断面图上：
进一步地，所述初步拟定尺寸的桩托二层挡土墙就是初步拟定第二层挡土墙的类型、墙高和挡墙底部宽度，托梁宽度，卸荷板宽度，桩基排数、排间距、桩基截面形式和尺寸、桩间距，桩身悬臂段长，桩总长，第一层挡土墙的类型、墙高，并按比例绘制在代表性横断面图上；
进一步地，所述第二层挡土墙类型、挡墙类型可选仰斜式、折背式、俯斜式、衡重式、悬臂式、扶臂式和加肋土挡墙中的任意一种；
进一步地，所述桩基截面形式、尺寸，可选圆形桩和矩形桩，圆形桩需拟定桩径，矩形桩需拟定桩身截面尺寸；
进一步地，所述桩基排数可选单排桩和双排桩；
进一步地，所述单排桩只需拟定桩身截面形式和尺寸或桩径，无排间距和连梁；
进一步地，所述双排桩需要拟定双排桩的排间距与桩基之间悬臂段合适位置处的连梁及尺寸；
进一步地，所述第一层挡土墙类型，可选桩间墙、桩板墙和无挡墙中较合适的一种；
进一步地，所述桩间墙又可选仰斜式、折背式、俯斜式和衡重式挡土墙中较合适的一种；
进一步地，所述第一层挡土墙为桩板墙，可选择在桩背搭板，也可选择在桩间通过植筋设板；
进一步地，所述第一层挡土墙为无挡墙，即根据地形地貌和地质条件，第一层挡土墙可不设，只有桩基；
进一步地，所述第一层挡土墙墙高，可选第一层挡土墙墙顶与托梁底等高和第一层挡土墙墙顶低于托梁底中较合适的一种。


3.如权利要求1所述的桩托二层挡土墙的设计方法，其特征在于步骤四：计算第二层挡土墙的受力和稳定性；
进一步地，所述计算第二层挡土墙的受力和稳定性，就是按第二层挡土墙墙高h2和墙背填料及墙顶平台的荷载情况，计算挡土墙基础底面水平力∑Ex2、竖向力∑N2、抗滑移稳定系数Kc2、抗倾覆稳定系数Ko2、基底偏心矩e2。


4.如权利要求1所述的桩托二层挡土墙的设计方法，其特征在于步骤五：桩顶受力计算；
进一步地，所述桩顶受力计算就是按照步骤四计算得出的第二层挡土墙基础底面的水平力∑Ex2、竖向力∑N2、基底偏心矩e2，令桩基础计算顶面等于托梁顶面时，计算桩基础顶面的剪力QO和弯矩MO公式如下：
Q0=∑Ex2
M0=∑N2×e2
式中：∑Ex2为第二层挡土墙墙背主动土压力的水平分力(KN)，
∑N2为第二层挡土墙的竖向分力(KN),
e2为第二层挡土墙的基底偏心距(m)。


5.如权利要求1所述的桩托二层挡土墙的设计方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚胜成，吴贞瑶，蒋杰，刘云飞，李明，李兴龙，王财普，柯伟，曹镇，吴鑫，吴林奇，胡廷娈，吴宜福，吴震，
申请(专利权)人：贵州星隆迪岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52