第３６卷第１７期 ２ ０ １ ０年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＩ＇ＵＲＥ ＶｏＩ．３６ Ｎｏ．１７ Ｊｕｎ ２０１０ ・１０５・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１０）１７—０１０５—０２ 钢筋混凝土悬臂式挡土墙截面设计实用方法 姜旭东摘丰正伟 要：在对悬臂式挡土墙设计特点进行分析的基础上，推导了墙趾板和墙踵板截面尺寸设计的计算表达式，从而可直 接确定墙趾板和墙踵板的截面尺寸，算例表明，该方法简化了设计过程，避免了繁琐的试算过程，且结果能同时满足抗滑 移、抗倾覆稳定性及地基承载力验算要求。 关键词：悬臂式挡土墙，截面设计，抗滑移，抗倾覆，地基承载力 中图分类号：ＴＵ４７６．４ 文献标识码：Ａ ０引言 在实际：【＝程设计过程中，设计人员通常是根据抗滑移及抗倾 覆稳定性反复试算以确定截面初始尺寸，然后再进行地基承载力 验算，若不满足要求则需再次调整，过程繁琐且不直观。在文献 ［１］～［４］的基础上，本文通过对悬臂式挡土墙的计算模型进行适 当简化，并综合考虑挡土墙稳定性要求，推导出简便直接的计算 当墙底不设凸榫且墙后填料为无黏性土时，如图１所示，按 朗肯理论计算得： ＝ｑｋＩ－￣ａ＋＿｝ｙＨ Ｋ。 墙趾板上的土重量，则： Ｇ＝（Ｂ２＋Ｂ３）（ｑｋ＋７Ｈ） （３） 忽略墙体与填料的材料差异，统一取填料容重ｙ，同时忽略 方法，设计结果能满足规范要求。 进行悬臂式挡土墙设计时，首先应该确定挡土墙的高度Ｈ， 如图１所示，其中Ｈ 为上部实际挡土高度，ｄ为挡土墙的埋深。 挡土墙的埋深ｄ可根据规范确定，若为冻土地区则应考虑冻土深 度的影响。悬臂式挡土墙主要依靠墙踵板以上的土体重量挡土， （４） 联立式（１），式（３）及式（４）可得Ｂ２，Ｂ３的估算公式为： Ｂ２＋ （５） 其中，ｑｋ为表面折算荷载；ｙ为填料重力密度；Ｋａ为主动土 当抗滑移不能满足要求时，应增大墙踵板的尺寸Ｂ 。当悬臂式 压力系数，Ｋａ＝ｔａｎ２（４５。一 ）。 挡土墙的抗倾覆不能满足要求时，可适当增大墙趾板尺寸ＪＢ 或 设主动土压力的水平分量 的作用点至墙底的距离为 ， 墙踵板尺寸Ｂ 。由于墙踵板尺寸一般比墙趾板尺寸大，过大地 立板厚度、墙趾板及墙踵板厚度在配筋设计时统一确定。根据抗 增加墙踵板尺寸将使墙踵板的厚度及配筋均加大，因此增大墙趾 倾覆稳定要求估算墙趾板尺寸Ｂ 得： 板尺寸能使设计更加经济合理。 （Ｂ２＋Ｂ３）（ ＋ｙＨ）（ ， ， 【 、 ＋Ｂ１） ≥１．６ （６） Ｅ ｒ 即： Ｅ ■— ■ ■■一弋 ＿、 （７） Ｉ、 ２算例 某工程要求挡土高度为Ｈ ＝４．４ ｍ，墙后地面均布荷载标准 值按ｑｋ＝１０ ｋＰａ考虑，墙后填料为砂类土，土的内摩擦角标准值 ＝卜— 斗———— 图１ 按朗肯土压力计算示意图 １基本公式推导 ３５。，土重度ｙ＝１８ ｋＮ／ｍ ，墙后填土水平，无地下水。地基 根据ＧＢ ５０００７—２００２建筑地基基础设计规范［ （以下简称 为黏性土，孔隙比ｃｏ＝０．７８６，液性指数 ＝０．２４５，地基承载力特 “规范”）得挡土墙抗滑移稳定公式为： 征值厶＝２３０ ｋＰａ。试设计该悬臂式挡土墙截面的主要尺寸。 ：謦≥１．３ （１） 摩擦系数 ＝０．３０， ＝０．３，啦＝１．６。 解：ＩＬ＝０．２４５＜０．２５属硬塑黏性土，查得土对挡土墙基底的 其中， 为基底摩擦系数；∑Ｇ为墙身和底板自重、墙踵板 以上土体破裂面或第二破裂面与墙背之间土体重力和土压力竖 分量。 抗倾覆稳定公式为： Ｅ ≥１．… ６ ’ １）主要尺寸的拟定。用墙踵的竖直面作为假想墙背，如图１ 所示。为保证基础埋深大于０．５ ｍ，取ｄ＝０．６ ｍ，挡土墙总高Ｈ＝ 直分量之和（墙趾板ｔ的土体可忽略）；Ｅ甜为主动土压力的水平 Ｈ１＋ｄ＝５．０ １ＴＩ。计算得主动土压力系数Ｋ ＝ｔａｎ２（４５。一 ）＝ ｔａｎ２（４５。＿ ）＝０．２７１。 根据抗滑移稳定要求，按式（５）计算得：Ｂ２＋Ｂ３≥ （ ＋７Ｈ） ＝３．２３ ｍ，Ｊ‘ Ｊ儿 取Ｂ２＋Ｂ。＝３．上Ｊ２ Ｊ’４ －ｒ ｍ。根据式（３）ｕ ‘ 、Ｊ 其中， 为墙身及填料竖向合力距墙趾的距离。 收稿日期：２０１０—０２—２１ 作者简介：姜旭东（１９７７一），男，硕士，工程师，中国联合工程公司规划市政设计研究院，浙江杭州丰正伟（１９８３一），男，硕士，厦门厦工重工有限公司，福建厦门３６１０００ ３１００１４ ・１０６・ 第３６卷第１７期 ２ ０ １ ０年６月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨｎＥ（ ｒＩ ７ＲＥ 山 西 建 筑 Ｖｄ．３６Ｎｏ．１７ Ｊｍ．２０１０ 文章编号：１００９—６８２５（２０１０）１７ ０１０６—０２ 三软煤层综采工作面围岩控制实践 何东升摘韩国栋 要：阐述了五凤煤矿６ 煤层采煤工作面及上下顺槽围岩变形原因，提出了针对采煤工作面片帮、冒顶、上、下顺槽底 鼓、两帮内挤等围岩变形原因的控制措施，通过在五凤煤矿１６０８综采工作面应用，提高了回采速度，保证了安全推进，达到 了安全、高产的目的。 关键词：三软煤层，片帮，冒顶，底鼓，松帮卸压 中图分类号：ＴＵ４７３．５ 文献标识码：Ａ 造成老顶回转、下沉速 永贵五凤煤业五凤矿主采煤层６ 煤层，煤层平均厚度为 老顶实际上处于弱支护甚至无支护状态，２．５ ｉｎ，其中顶部约０．８ ｒｎ为相对坚硬的煤层，下部１．７ ｍ煤层松 度加快，再加上由于离层造成的老顶和直接顶接触点在煤体内煤 软。由于煤层埋藏浅，表土松散，基岩薄，开采后容易出现煤层上 壁附近，老顶在自重和上覆岩层传递下来的力的作用下以及老顶 覆岩土随长壁工作面推进呈整体性垮落，工作面矿压显现强烈。 转动过程中的力矩效应作用下很容易使支架上的实际支护点和 该矿煤巷具有高应力、节理化、遇水膨胀、极易软化等物理特征，遇 煤壁之间的顶板破碎，破碎的岩块从支架和煤壁间隙中漏下。随 水后突出表现为非线性大变形、显著的流变的工程特点。在回采 着顶部空问的增大，冒落矸石块度增大，冒落速度加快。因此煤 过程中工作面上下两巷超前段矿压显现特别强烈，支柱陷底量极 壁处顶板冒落是一个加速渐进的过程，必须以及时封闭为原则进 大，巷道变形严重，致使回采过程中两巷通风、行人和运料困难。 行支护。另外煤壁片帮和顶板冒落是相互关联的…，往往是由于 通过掘进期间及回采期间的矿压观测和分析，得出了围岩变 煤壁片帮造成支架和煤壁的间隙，而使矸石冒落。 形规律，提出了煤层及围岩变形原因，摸索出一套适合五凤煤矿地 １．２煤壁片帮的原因分析 质条件的综采工作面管理方法，确保了工作面的安全、高效开采。 首先，片帮的原因主要是支架初撑力低导致软弱的直接顶和 １ 五凤井田６由煤层围岩变形及运动原因分析 １．１煤壁处顶板冒落的原因分析 由于支架抽屉式伸缩梁伸出后不能接实顶板，造成煤壁到实 老顶离层并将压力传递到煤壁处，其次，由于底板受潮湿环境影 响，强度极低，支架在升紧后由于陷底，造成支护阻力降低，不能 达到能够托起直接顶的支护强度。再次，由于煤壁处煤体处于两 向甚至单 受力状态，煤体破坏强度降低，再加上煤体本身的松 际支护作用点的距离大，直接顶在此空间内易离层脱落，离层形 因此三软煤层极易片帮。 成老顶和直接顶之间的空隙，而且老塘侧的矸石没有垮实，因此 软特性， 点三Ｂ１≥ ＋丢 ． 距墙底的距离 １・８２ ｍ，根据抗倾覆稳定要求，按式（７）得： 力三 墨的 当调 蓑萎嘉譬 誉蔷蓑 是 茎霍 一～ ～… ……… 。 。 心 。一 一１．０６ ｍ＜０。结果表明， 参考文献： 按照 藩移 覆要求。但为了减小地基反力及墙踵板内力，现初步取Ｂ ：０．６ 。 讨［Ｊ］・岩土工程技术，２００４，１８（５）：２４２—２４３，２４７・ ２）按规范进行稳定性及地基承载力验算（过程略）。抗滑移、 ［２］袁健，刘其梅．参数法在悬臂式挡土墙底板尺寸设计中的 抗倾覆稳定性及地基承载力验算均能满足要求。 应用［Ｊ］・岩土工程技术，２００５，１９（１）：１７－１９・ 到 赤分底板长度Ｂ，＋Ｂ３，同时也能满足抗倾 ［１］黄太华，袁健・关于重力式挡土墙截面尺寸确定方法的探 ３ 结语 血 ［３］ 黄太华，袁 健・特种结构［Ｍ］－北京：中国电力出版社， 土墙墙趾板塞兰 乏 詈出 苎訾［４］Ｌ袁ＵＵｆ健．，黄太华．挡土墙截面设计直接计算方法［Ｊ］．岩土工 墙踵板长度的计算表达式，所得结果一般也能满足 一 一一 一 … 一…一 … …‘。 （）善 二 琐的试算过程，且便于根据具体 ［５］（￣诏Ｌ５。ｇ。。，２７０建筑地基基础设计规范［ｓ］．情况调整墙趾及墙踵板的长度 、７２：２３０２３１．０－………—２。。２～，’ ～………… … ’ 。 Ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｔｙｐｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ ｄｅ— ｓｉｇｎ ｏｆ ｂｏｔｔｏｍ—ｓｌａｂ ａｒｅ ｄｅｒｉｖｅｄ。ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｔｔｏｍ—ｓｌａｂ ｃ，ｄｎ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｅｘａｍｐｌｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｅａｓｉｅｒ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ｉｔ ｃａｎ ａｖｏｉｄ ｔｒｉｌ ｃａｌａｃｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ阻ｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ０ｆ ａｎｔｉ—ｓｌｉｄ ， 收稿日期：２０１０—０２—２１ 作者简介：何东升（１９７３一），男，工程师，永贵五凤煤业有限责任公司，贵州大方５５１６１２ 韩国栋（１９８ｏ一），男，助理工程师，永贵五凤煤业有限责任公司，贵州大方５５１６１２