某住宅工程地下室擋土墻設(shè)計(jì)實(shí)踐

一、工程概況

某住宅工程，總建筑面積2.5萬(wàn)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(kāi)，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(chǎng)地類(lèi)別為II類(lèi)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，設(shè)計(jì)特征周期為0.40S，基本風(fēng)壓為0.3kpa，地面粗糙度C類(lèi)。

AB棟相鄰關(guān)系如下圖：

二、地下室擋土墻計(jì)算模型的選取

根據(jù)勘察設(shè)計(jì)單位提供的巖土工程勘察報(bào)告（詳勘），設(shè)計(jì)時(shí)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?？紤]B棟基礎(chǔ)下傳來(lái)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(jì)算時(shí)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(zhǎng)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(jì)算簡(jiǎn)圖如下所示：

三、墻體計(jì)算

1.下段墻體計(jì)算

下段墻體按四面固支雙向板計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：

2.上段墻體計(jì)算

上段墻體按底端固支上端簡(jiǎn)支單向板帶計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：

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

墻體外側(cè)實(shí)配水平鋼筋Φ12@150，As=754 mm

墻體內(nèi)側(cè)實(shí)配豎向鋼筋Φ16@200，As=1005 mm

墻體內(nèi)側(cè)實(shí)配水平鋼筋Φ12@150，As=754 mm

3.墻體高度中部水平支撐梁計(jì)算

保守地假設(shè)墻體所受荷載均通過(guò)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(jiǎn)圖如下：

計(jì)算得 Vb=632.3 kN，此即為水平梁所受的均布線(xiàn)荷載設(shè)計(jì)值，梁截面為500×900，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：

計(jì)算得：

Ma=1214 kN?m，Asa=5602 mm ，實(shí)配 12Φ25，As＝5892 mm ；

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

水平梁除受墻體傳來(lái)的水平荷載外還承受其上覆土傳來(lái)的豎向荷載作用，

q=290.4×0.5=145.2 kN/m

計(jì)算得：

Ma=69.7 kN?m，Asa=588 mm，實(shí)配4Φ16，As＝804 mm；即水平梁實(shí)配腰筋為4Φ16。

4.墻體下條形基礎(chǔ)計(jì)算

墻體上均布線(xiàn)荷載為標(biāo)準(zhǔn)值為F1k=310 kN/m（設(shè)計(jì)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(jì)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(zhǎng)基礎(chǔ)計(jì)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(mǎn)足要求

Pkmin =pk+Mk/W=259-218.4/0.96=31.5 kpa >0 滿(mǎn)足要求荷載設(shè)計(jì)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(shí)配Φ18@100，As=2540 mm 。最后擋土墻配筋圖如下：

四、結(jié)束語(yǔ)

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(shí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(guò)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(cè)數(shù)據(jù)，擋土墻變形情況符合使用要求。