某住宅工程地下室擋土墻設(shè)計實踐

一、工程概況

某住宅工程，總建筑面積2.5萬m2，包括三棟高層住宅及六棟多層住宅。地上建筑總高度33m。其中A棟為11層高層住宅，帶地下室，地下室地面標(biāo)高為-6.0m，首層層高3.6m，標(biāo)準(zhǔn)層層高為2.8m，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。與A棟相鄰的B棟多層住宅，兩者之間設(shè)置100mm抗震縫分開，A棟地下室擋土墻基礎(chǔ)底面標(biāo)高為-7.70m，B棟基礎(chǔ)底面標(biāo)高為-3.80m。工程抗震設(shè)防烈度為6度，建筑場地類別為II類，設(shè)計地震分組為第二組，設(shè)計特征周期為0.40S，基本風(fēng)壓為0.3kpa，地面粗糙度C類。

AB棟相鄰關(guān)系如下圖：

二、地下室擋土墻計算模型的選取

根據(jù)勘察設(shè)計單位提供的巖土工程勘察報告（詳勘），設(shè)計時基礎(chǔ)持力層為卵石層，其承載力特征值fak＝400kpa。取基礎(chǔ)底面標(biāo)高為-7.70m。考慮B棟基礎(chǔ)下傳來的附加荷載為170kpa，換算成相應(yīng)土高為170/20＝8.5m，地下室頂板覆土厚度為0.6m，則計算時附加土高為h1=9.1m。由于建筑條件限制，擋土墻厚度為400mm，墻體高度為6.5m，在墻高中部設(shè)置一道900×500的水平梁將墻體分為上下墻段，下段墻體沿墻長方向間隔2.4m有結(jié)構(gòu)柱或剪力墻作為墻體平面外支撐。計算簡圖如下所示：

三、墻體計算

1.下段墻體計算

下段墻體按四面固支雙向板計算，計算簡圖如下：

2.上段墻體計算

上段墻體按底端固支上端簡支單向板帶計算，計算簡圖如下：

墻體外側(cè)實配豎向鋼筋Φ16@100，As=2011 mm ，裂縫寬度ωmax=0.202 mm

墻體外側(cè)實配水平鋼筋Φ12@150，As=754 mm

墻體內(nèi)側(cè)實配豎向鋼筋Φ16@200，As=1005 mm

墻體內(nèi)側(cè)實配水平鋼筋Φ12@150，As=754 mm

3.墻體高度中部水平支撐梁計算

保守地假設(shè)墻體所受荷載均通過此水平梁傳遞到兩端的結(jié)構(gòu)柱或者剪力墻上，墻體與水平梁作用關(guān)系簡圖如下：

計算得 Vb=632.3 kN，此即為水平梁所受的均布線荷載設(shè)計值，梁截面為500×900，計算簡圖如下：

計算得：

Ma=1214 kN?m，Asa=5602 mm ，實配 12Φ25，As＝5892 mm ；

Mb=607 kN?m，Asa=2574 mm ， 實 配 6Φ25，As＝2946 mm 。

水平梁除受墻體傳來的水平荷載外還承受其上覆土傳來的豎向荷載作用，

q=290.4×0.5=145.2 kN/m

計算得：

Ma=69.7 kN?m，Asa=588 mm，實配4Φ16，As＝804 mm；即水平梁實配腰筋為4Φ16。

4.墻體下條形基礎(chǔ)計算

墻體上均布線荷載為標(biāo)準(zhǔn)值為F1k=310 kN/m（設(shè)計值為 F1l=372 kN/m），墻體基礎(chǔ)外側(cè)外伸部分還承受其上土荷載，荷載標(biāo)準(zhǔn)值為F2k=20×（9.1+6.5）＝312 kN/m（設(shè)計值為F2l=374 kN/m），則墻底基礎(chǔ)所受荷載標(biāo)準(zhǔn)值為

Nk=310+312＝622 kN/m，取1m長基礎(chǔ)計算，l=1.0 m，b=2.4m。

Mk=312×0.7＝ 218.4 kN?m W=1×2.4×2.4/6 ＝ 0.96 m

Pk=Nk/A=622/(2.4×1)=259 kpa

Pkmax=pk+Mk/W=259+218.4/0.96=486.5 kpa 1.2fa=1.2×400＝480kpa 滿足要求

Pkmin =pk+Mk/W=259-218.4/0.96=31.5 kpa >0 滿足要求荷載設(shè)計值作用下，

Pmax=1.2×486.5=583.8 kpa Pa=1.2×296.9=356.3 kpa

Ma= ?1 ?（（2?1+1）?（583.8+356.3）+（583.8-356.3）?1）=254 kN?m

Asa=2577 mm ，實配Φ18@100，As=2540 mm 。最后擋土墻配筋圖如下：

四、結(jié)束語

本文介紹了高層下地下室擋土墻在有相鄰建筑基礎(chǔ)影響時的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析，由于墻體較高及受建筑條件的限制，本擋土墻采取了墻體中部加水平梁把墻體分成上下兩段，通過水平梁把絕大部分土體作用荷載傳到與墻垂直的剪力墻或者結(jié)構(gòu)柱上。墻體平面外有剪力墻支撐，墻頂端為厚度180mm的地下室頂板，這樣可以保證墻體位移能控制在允許范圍之內(nèi)。工程現(xiàn)已完工投入使用，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，擋土墻變形情況符合使用要求。