重力式擋土墻設(shè)計(jì)書的步驟

1、重力式擋土墻設(shè)計(jì)方法與要點(diǎn)二O一三年五月目 錄一、概述3、重力式擋土墻的構(gòu)造4一墻身構(gòu)造5二排水設(shè)施6三防水層8四根底埋置深度8三、重力式擋土墻的布置 9一二三擋土墻位置的選定縱向布置10橫向布置1110四平面布置12四、重力式擋土墻的設(shè)計(jì)計(jì)算 12一作用在擋土墻上的力系13二擋土墻穩(wěn)定性檢算14三擋土墻基底應(yīng)力與合力偏心距檢算 19四擋土墻墻身截面強(qiáng)度檢算 21 五、擋土墻常用設(shè)計(jì)參數(shù)25一墻背土的物理力學(xué)指標(biāo) 25二土與墻背的摩擦角 26三基底與地層間的摩擦系數(shù) 26四建筑材料的強(qiáng)度等級(jí)與容許應(yīng)力 27重力式擋土墻 一、概述重力式擋土墻是以墻身自重來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定， 它是我

2、國目前最常用的一種擋土墻形式。 重力式擋土墻多用漿砌片塊 石砌筑，缺乏石料地區(qū)有時(shí)可用混凝土預(yù)制塊作為砌體，也可直接用混 凝土澆筑，一般不配鋼筋或只在局部 X圍配置少量鋼筋。這種擋土墻形 式簡(jiǎn)單、施工方便，可就地取材、適應(yīng)性強(qiáng)，因而應(yīng)用廣泛。由于重力式擋土墻依靠自身重力來維持平衡穩(wěn)定，因此墻身斷面 大，圬工數(shù)量也大，在軟弱地基上修建時(shí)往往受到承載力的限制。如果 墻過高，材料消耗多，因而亦不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)?shù)鼗^好，墻高不大，且當(dāng)?shù)?又有石料時(shí)，一般優(yōu)先選用重力式擋土墻。重力式擋土墻，當(dāng)墻背只有單一坡度時(shí)，稱為直線形墻背；假如多 于一個(gè)坡度，如此稱為折線形墻背。直線形墻背可做成俯斜、仰斜、垂 直三種，墻

3、背向外側(cè)傾斜時(shí)稱為俯斜，墻背向填土一側(cè)傾斜時(shí)稱為仰斜，墻背垂直時(shí)稱為垂直；折線形墻背有凸形折線墻背和衡重式墻背兩種,重力式擋土墻墻背形式仰斜墻背所受的土壓力較小，用于路塹墻時(shí)墻背與開挖面邊坡較貼合，因而開挖量和回填量均較小，但墻后填土不易壓實(shí)，不便施工。當(dāng)墻趾處地面橫坡較陡時(shí)，采用仰斜墻背將使墻身增高，斷面增大，如圖10-3所示，所以仰斜墻背適用于路塹墻與墻趾處地面平坦的路肩墻或路 堤墻。俯斜墻背所受土壓力較大，其墻身斷面較仰斜墻背時(shí)要大，通常在地面橫坡陡峻時(shí)，利用陡直的墻面，以減小墻高。俯斜墻背可做成臺(tái)階 形，以增加墻背與填土之間的摩擦力。垂直墻背的特點(diǎn)介于仰斜和俯斜墻背之間。凸形折線墻背系

4、由仰斜墻背演變而來，上部俯斜、下部仰斜，以減 小上部斷面尺寸，多用于路塹墻，也可用于路肩墻。衡重式墻背在上下墻之間設(shè)有衡重臺(tái)，利用衡重臺(tái)上填土的重力使全墻 重心后移，增加了墻身的穩(wěn)定。由于采用陡直的墻面，且下墻采用仰斜 墻背，因而可以減小墻身高度，減少開挖工作量。適用于山區(qū)地形陡峻處的路肩墻和路堤墻，也可用于路塹墻。二、重力式擋土墻的構(gòu)造重力式擋土墻的構(gòu)造必須滿足強(qiáng)度與穩(wěn)定性的要求，同時(shí)應(yīng)考慮就地取材，經(jīng)濟(jì)合理、施工養(yǎng)護(hù)的方便與安全。一墻身構(gòu)造重力式擋土墻的仰斜墻背坡度一般采用1:0.25，不宜緩于1:0.30 ;俯斜墻背坡度一般為1:0.251:0.40，衡重式或凸折式擋土墻下墻墻背 坡度多

5、采用1:0.251:0.30仰斜，上墻墻背坡度受墻身強(qiáng)度控制，根 據(jù)上墻高度，采用1:0.251:0.45俯斜，如圖6-4所示。墻面一般為 直線形，其坡度應(yīng)與墻背坡度相協(xié)調(diào)。同時(shí)還應(yīng)考慮墻趾處的地面橫坡， 在地面橫向傾斜時(shí)，墻面坡度影響擋土墻的高度，橫向坡度愈大影響愈大。因此，地面橫坡較陡時(shí)，墻面坡度一般為1:0.051:0.20，矮墻時(shí) 也可采用直立；地面橫坡平緩時(shí)，墻面可適當(dāng)放緩，但一般不緩于1:0.35。圖10-4擋土墻墻背和墻面坡度仰斜式擋土墻墻面一般與墻背坡度一致或緩于墻背坡度；衡重式擋土墻墻面坡度采用1:0.05，所以在地面橫坡較大的山區(qū)，采用衡重式擋 土墻較經(jīng)濟(jì)。衡重式擋土墻上墻

6、與下墻的高度之比，一般采用4:6較為經(jīng)濟(jì)合理。對(duì)一處擋土墻而言，其斷面形式不宜變化過多，以免造成施 工困難，并且應(yīng)當(dāng)注意不要影響擋土墻的外觀。混凝土塊和石砌體擋土墻的墻頂寬度一般不應(yīng)小于， 混凝土墻頂寬 度不應(yīng)小于。路肩擋土墻墻頂應(yīng)以粗料石或 C15混凝土做帽石，其厚度 不得小于，寬度不小于，突出墻外的飛檐寬應(yīng)為。如不做帽石或?yàn)槁返?墻和路塹墻，應(yīng)選用大塊片石置于墻頂并用砂漿抹平。在有石料的地區(qū)，重力式擋土墻應(yīng)盡可能采用漿砌片石砌筑，片 石的極限抗壓強(qiáng)度不得低于 30MPa在一般地區(qū)與寒冷地區(qū)，采用M7.5 水泥砂漿；在浸水地區(qū)與嚴(yán)寒地區(qū)，采用 M10水泥砂漿。在缺乏石料的 地區(qū)，重力式擋土墻

7、可用 C15混凝土或片石混凝土建造；在嚴(yán)寒地區(qū)采 用C20混凝土或片石混凝土。為防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂，根據(jù)地基地質(zhì)條件的變化和墻高、墻身斷面的變化情況需設(shè)置沉降縫。在平曲線地段，擋土墻 可按折線形布置，并在轉(zhuǎn)折處以沉降縫斷開。 為防止圬工砌體因收縮硬 化和溫度變化而產(chǎn)生裂縫應(yīng)設(shè)置伸縮縫。設(shè)計(jì)中一般將沉降縫和伸縮縫合并設(shè)置，沿線路方向每隔1025m設(shè)置一道，如圖10-5所示?？p寬 為23cm,自墻頂做到基底。縫內(nèi)沿墻的內(nèi)、夕卜、頂三邊填塞瀝青麻筋 或?yàn)r青木板，塞入深度不小于0.2 m,當(dāng)墻背為巖石路塹或填石路堤時(shí)， 圖10-5沉降縫與伸縮縫二排水設(shè)施擋土墻排水設(shè)施的作用在于疏干墻后

8、土體中的水和防止地表水下 滲后積水，以免墻后積水致使墻身承受額外的靜水壓力；減少季節(jié)性冰 凍地區(qū)填料的凍脹壓力；消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。擋土墻的排水措施通常由地面排水和墻身排水兩局部組成。地面排水主要是防止地表水滲入墻后土體或地基，地面排水措施有：1、設(shè)置地面排水溝，截引地表水；2、夯實(shí)回填土頂面和地表松土，防止雨水和地面水下滲，必要時(shí) 可設(shè)鋪砌層；3、擋土墻趾前的邊溝應(yīng)予以鋪砌加固，以防止邊溝水滲入根底。墻身排水主要是為了排除墻后積水， 通常在墻身的適當(dāng)高度處布置 一排或數(shù)排泄水孔，如圖10-6所示。泄水孔的尺寸可視泄水量的大小 分別采用X、X、X的方孔或直徑為的圓孔。 孔眼間距一般

9、為23m, 干旱地區(qū)可予增大，多雨地區(qū)如此可減小。浸水擋土墻如此為1.01.5m,孔眼應(yīng)上下左右交織設(shè)置。最下一排泄水孔的出水口應(yīng)高出地面； 如為路塹擋土墻，應(yīng)高出邊溝水位；浸水擋土墻如此應(yīng)高出常水位。泄 水孔的進(jìn)水口局部應(yīng)設(shè)置粗粒料反濾層，以防孔道淤塞。泄水孔應(yīng)有向外傾斜的坡度。在特殊情況下，墻后填土采用全封閉防水，一般不設(shè)泄假如墻后填土的透水性不良或可能發(fā)生凍脹，應(yīng)在最低一排泄水孔 至墻頂以下0.5m的高度X圍內(nèi)，填筑不小于厚的砂加卵石或土工合成 材料反濾層。既可減輕凍脹力對(duì)墻的影響，又可防止墻后產(chǎn)生靜水壓力， 同時(shí)起反濾作用。反濾層的頂部與下部應(yīng)設(shè)置隔水層。三防水層為防止水滲入墻身形成凍

10、害與水對(duì)墻身的腐蝕，在嚴(yán)寒地區(qū)或有浸水作用時(shí)，時(shí)常在臨水面涂以防水層：1、石砌擋土墻，先抹一層M 5水泥砂漿（2cm厚）,再涂以熱瀝青（2 -3mm）2、混凝土擋土墻，涂抹兩層熱瀝青（23mm）3、鋼筋混凝土擋土墻，常用石棉瀝青與瀝青浸制麻布各兩層防護(hù)， 或者加厚混凝土保護(hù)層；一般情況下可不設(shè)防水層，但片石砌筑擋土墻 需用水泥砂漿抹成平縫。四根底埋置深度 擋土墻一般采用明挖根底。當(dāng)?shù)鼗鶠樗绍浲?層時(shí)，可采用加寬根底、換填或樁根底。水下根底挖基有困難時(shí)，可采 用樁根底或沉井根底。根底埋置深度應(yīng)按地基的性質(zhì)、承載力的要求、凍脹的影響、地形和水 文地質(zhì)等條件確定。擋土墻根底置于土質(zhì)地基上時(shí)，其根底埋

11、深應(yīng)符合如下要求：1、根底埋置深度不小于1m當(dāng)有凍結(jié)且凍結(jié)深度小于或等于lm 時(shí)，應(yīng)在凍結(jié)線以下不小于不凍脹土除外；當(dāng)凍結(jié)深度超過1m時(shí), 可在凍結(jié)線下內(nèi)換填弱凍脹土或不凍脹土，但埋置深度不小于。不凍脹 土層例如碎石、卵石、中砂或粗砂等中的根底，埋置深度可不受凍 深的限制；2、 受水流沖刷時(shí)，根底應(yīng)埋置在沖刷線以下不小于im3、 路塹擋土墻根底底面應(yīng)在路肩以下不小于im并應(yīng)低于側(cè)溝砌 體底面不小于。擋土墻根底置于硬質(zhì)巖石地基上時(shí)，應(yīng)置于風(fēng)化層以下。當(dāng)風(fēng)化層較厚，難以全部去除時(shí)，可根據(jù)地基的風(fēng)化程度與其相應(yīng)的承載力將基 底埋于風(fēng)化層中。置于軟質(zhì)巖石地基上時(shí)，埋置深度不小于1m。擋土墻根底置于斜坡

12、地面時(shí)，其趾部埋入深度和距地面的水平距離應(yīng)符 合表10-1的要求。表10-1斜坡地面墻趾埋入的最小尺寸mJ地層類別理人深度距斜坡地面旳水平距離L天意圖茲完軽的殛庚巖縣0 350.25-050-Ar-Tv眾堰匱巖庭0.00較質(zhì)巖層:.DDL1土戾Ml DOkn二、重力式擋土墻的布置擋土墻的布置是擋土墻設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容， 通常在路基橫斷面圖 和墻址縱斷面圖上進(jìn)展。布置前應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)路基橫斷面圖， 不滿足要求 時(shí)應(yīng)補(bǔ)測(cè)，并測(cè)繪墻址處的縱斷面圖，收集墻址處的地質(zhì)和水文等資料。一擋土墻位置的選定1、路塹擋土墻的位置通常設(shè)置在路基的 側(cè)溝邊。山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在根底可靠處， 墻的高度應(yīng)保證設(shè)墻后墻 頂以上

13、邊坡穩(wěn)定。2、路肩擋土墻因可充分收縮坡腳，大量減少填方和占地，當(dāng)路肩 與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相近、根底情況相似時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用路 肩墻。假如路堤墻的高度或圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低，而且根底可靠 時(shí)，宜選用路堤墻。必要時(shí)應(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬以確定墻的位置。3、當(dāng)路基兩側(cè)同時(shí)設(shè)置路肩和路塹擋土墻時(shí)，一般應(yīng)先施工路肩墻，以免在施工時(shí)破壞路塹墻的根底。 同時(shí)要求過路肩墻墻踵與水平面 成f角的平面不得伸入到路塹墻的基底面以下，否如此應(yīng)加深路塹墻的根底，或?qū)烧咴O(shè)計(jì)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。4、沿河路堤設(shè)置擋土墻時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流的水文、地質(zhì)情況以與河 道工程來布置，注意應(yīng)保證墻后水流順暢，不致擠壓河道而引起局部沖 刷

14、。5、滑坡地段的抗滑擋土墻，應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件，滑面的部位、 滑坡推力，以與其它工程，如：抗滑樁、減載、排水等綜合考慮；6、帶攔截落石作用的擋土墻，應(yīng)按落石 X圍、規(guī)模、彈跳軌跡等 進(jìn)展考慮；7、受其它建筑物如：房屋、公路、橋涵、隧道等控制的擋土墻， 在滿足特定的要求下，尚需考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件；二縱向布置縱向布置在墻址縱斷面圖上進(jìn)展， 布置后繪成擋土墻正面圖， 布置的內(nèi)容有：1、確定擋土墻的起訖點(diǎn)和墻長(zhǎng)，選擇擋土墻與路基或其它結(jié)構(gòu)物的銜接方式。路肩擋土墻端部可嵌入石質(zhì)路塹中，或采用錐坡與路堤銜接；當(dāng)路肩擋土墻、路堤擋土墻兼設(shè)時(shí)，其銜結(jié)處可設(shè)斜墻或端墻；與橋臺(tái)連接時(shí)， 為防止墻后回填土從橋臺(tái)尾端

15、與擋土墻連接處的空隙中溜出，需在臺(tái)尾與擋土墻之間設(shè)置隔墻與接頭墻。路塹擋土墻在隧道洞口應(yīng)結(jié)合隧道洞門、 翼墻的設(shè)置情況平順銜接；與 路塹邊坡銜接時(shí)，一般將墻高逐漸降低至 2m以下，使邊坡坡腳不致伸 入邊溝內(nèi)，有時(shí)也可用橫向端墻連接。2、按地基、地形與墻身斷面變化情況進(jìn)展分段，確定伸縮縫和沉 降縫的位置。當(dāng)墻身位于弧形地段，例如橋頭錐體坡腳，因受力后容易出現(xiàn)豎向裂縫， 宜縮短伸縮縫間距，或考慮其它措施。3、布置各擋土墻的根底。墻址地面有縱坡時(shí)，擋土墻的基底宜做成不大于5%勺縱坡。但地基為巖石時(shí)，為減少開挖，可沿縱向做成臺(tái)階。臺(tái)階尺寸應(yīng)隨縱坡大小而定，但其高寬比不宜大于1:2。4、布置泄水孔的位置

16、，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。此外，在布置圖上應(yīng)注明各特征斷面的樁號(hào)，以與墻頂、根底、頂面、基底、沖刷線、冰凍線、常水位或設(shè)計(jì)洪水位的標(biāo)高等。三橫向布置橫向布置選擇在墻咼最大處、墻身斷面或根底形式有變異處。根據(jù)墻型、 墻高、地基與填土的物理力學(xué)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料，進(jìn)展擋土墻設(shè)計(jì)或套用 標(biāo)準(zhǔn)圖，確定墻身斷面、根底形式和埋置深度，布置排水設(shè)施等，并繪 制擋土墻橫斷面圖。四平面布置對(duì)于個(gè)別復(fù)雜的擋土墻，如高、長(zhǎng)的沿河擋土墻和曲線擋土墻， 除了縱、 橫向布置外，還應(yīng)進(jìn)展平面布置，繪制平面圖，標(biāo)明擋土墻與線路的平 面位置與附近地貌和地物等情況，特別是與擋土墻有干擾的建筑物的情 況。沿河擋土墻還應(yīng)繪出河道與水流方

17、向、其它防護(hù)與加固工程等。在以上設(shè)計(jì)圖中，還應(yīng)標(biāo)寫簡(jiǎn)要說明。必要時(shí)可另編設(shè)計(jì)說明書，說明 選用擋土墻方案的理由，選用擋土墻結(jié)構(gòu)類型和設(shè)計(jì)參數(shù)的依據(jù)，對(duì)材料和施工的要求與須知事項(xiàng)，主要工程數(shù)量等。如采用標(biāo)準(zhǔn)圖，應(yīng)注明 其編號(hào)。四、重力式擋土墻的設(shè)計(jì)計(jì)算擋土墻是用來承受土體側(cè)壓力的構(gòu)造物，它應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。擋土墻可能的破壞形式有：滑移、傾覆、不均勻沉陷和墻身斷裂 等。因此擋土墻的設(shè)計(jì)應(yīng)保證在自重和外荷載作用下不發(fā)生全墻的滑動(dòng) 和傾覆，并保證墻身截面有足夠的強(qiáng)度、 基底應(yīng)力小于地基承載力和偏 心距不超過容許值。這就要求在擬定墻身斷面形式與尺寸之后，對(duì)上述 幾方面進(jìn)展檢算。擋土墻驗(yàn)算方法有兩

18、種：一是采用總安全系數(shù)的容許應(yīng)力法； 二是采用分項(xiàng)安全系數(shù)的極限狀態(tài)法， 以下主要介紹容許應(yīng)力驗(yàn)算法， 對(duì)于 極限狀態(tài)法可參閱相關(guān)資料。一作用在擋土墻上的力系 作用在擋土墻上的力系，根據(jù)荷載性質(zhì)與發(fā)生概率分為主要力系、附加力系和特殊力系。一般情況下?lián)跬翂χ豢紤]主要力系的影響。在浸水和地震等特殊情況下，尚應(yīng)考慮附加 力和特殊力的作用。主要力系是指經(jīng)常作用在擋土墻上的力，如圖10-7所示，它包括：1由填土自重和列車軌道荷載引起的主動(dòng)土壓力可分解為水平土壓力人和垂直土壓力卜J；2墻身自重G；3墻前土體作用于墻面上的被動(dòng)土壓力4墻頂上的有效荷載_L ；5墻背與第二破裂面之間的有效荷載 W；6基底法向反

19、力R與摩擦力T；7常水位時(shí)的靜水壓力與浮力墻前被動(dòng)土壓力"一般不予考慮，當(dāng)根底埋置較深（如大于），且地層 穩(wěn)定，不受水流沖刷或擾動(dòng)破壞時(shí)才予考慮。由于擋土墻前后土體相互作用，而達(dá)到被動(dòng)狀態(tài)所需的位移量大于達(dá)到主動(dòng)狀態(tài)的位移量，故墻后土體處于主動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻前土體難以達(dá)到被動(dòng)狀態(tài)， 因此墻前的被動(dòng) 抗力要比計(jì)算公式的被動(dòng)土壓力為小，目前尚無可靠的計(jì)算方法，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，并為安全起見，一般取 1/3的計(jì)算被動(dòng)土壓力值作為墻前的被動(dòng) 抗力 附加力系是指偶然發(fā)生的或發(fā)生概率很小的力，包括：1設(shè)計(jì)水位的靜水壓力和浮力；2水位退落時(shí)的動(dòng)水壓力；3波浪沖擊力；4凍脹壓力和冰壓力；5溫度變化的影響力。特殊

20、力系是指暫時(shí)的或?qū)儆跒?zāi)害性的，發(fā)生幾率極小的力，包括：1地震荷載；2施工與臨時(shí)荷載，如起吊機(jī)、人群、堆載等；3水流漂浮物的撞擊力。擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于單線鐵路應(yīng)按有列車荷載與無列車荷載進(jìn)展檢算； 雙線鐵路與站場(chǎng)內(nèi)的擋土墻， 除按軌道上均有列車荷載進(jìn)展檢算外，尚 應(yīng)按鄰近擋土墻的一線、二線有列車荷載與無列車荷載等組合進(jìn)展檢 算，并取不利的荷載組合進(jìn)展設(shè)計(jì)。冰壓力和凍脹力不與波浪壓力同時(shí) 計(jì)算,洪水和地震不同時(shí)考慮。二擋土墻穩(wěn)定性檢算對(duì)于重力式擋土墻，墻的穩(wěn)定性往往是設(shè)計(jì)中的控制因素。 擋土墻的穩(wěn) 定性包括抗滑穩(wěn)定性與抗傾覆穩(wěn)定性兩方面。1.抗滑穩(wěn)定性檢算擋土墻的抗滑穩(wěn)定性是指在土壓力和其他外荷載的

21、作用下， 基底摩阻力 抵抗擋土墻滑移的能力，用抗滑穩(wěn)定系數(shù)匚表示，即作用于擋土墻最大 可能的抗滑力與實(shí)際滑動(dòng)力之比，如圖 10-8所示。一般情況下，有：丈 一 6+6C 氓10-1式中：EN 作用于基底的上的總垂直力，即擋土墻墻身自重 G、墻 背主動(dòng)土壓力的豎直分力匝、墻頂上的有效荷載 與墻背與第二破 裂面之間的有效荷載 斥；之和，其值為：匸礦下工廠墻背主動(dòng)土 壓力的總水平分力；f基底摩擦系數(shù)，其數(shù)值可通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，如無試驗(yàn)值，按表10-5采用。沿基底抗滑穩(wěn)定系數(shù)，不應(yīng)小于，考慮附加力系時(shí)，不小于。 但設(shè)計(jì)墻高大于1215m時(shí)，應(yīng)注意適當(dāng)加大疋值，以保證擋土墻的 抗滑穩(wěn)定性。當(dāng)擋土墻抗傾覆

22、穩(wěn)定性已滿足而受抗滑穩(wěn)定性控制時(shí)， 可采用設(shè)置 傾斜基底的方法以增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。 基底傾斜度，一般地基不 大于1:5;浸水地基，當(dāng)fv時(shí)，不宜設(shè)置傾斜基底；當(dāng)w fv時(shí)，傾斜 基底不大于1:10;當(dāng)f時(shí)，傾斜基底不大于1:5;巖質(zhì)地基不大于1:3設(shè)置傾斜基底的方法，是保持墻胸高度不變，而使墻踵下降一個(gè)高度 h,如圖10-9所示，從而使基底具有向內(nèi)傾斜的逆坡。與水平基底 相比，可減小滑動(dòng)力，增大抗滑力，增強(qiáng)擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。需要注 意的是，由于墻踵下降了 h,計(jì)算土壓力時(shí)墻高也應(yīng)增加了 h,即計(jì)算墻咼為:用 山，由圖10-9可知,.5 tan ct0AA =1 + tana0 tana

23、10-2圖10-8滑動(dòng)穩(wěn)定性檢算圖10-9傾斜基底假如將豎直方向的力和水平方向的力分別按傾斜基底的法線方向 和切線方向分解，如此傾斜基底法向力為：22N'二 L7Vcosa0 半工爲(wèi) sin門。彳 切向力為：= cos -ZVsina0 10-4式中： 二一基底傾角，即基底與水平面的夾角由公式10-1可知，設(shè)置傾斜基底后擋土墻的滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)為:/EN 十占sintz0 /(£?/ +tan a0) + tana0刀 F*EE TVtan 為10-5由公式10-5可以看出，由于設(shè)置了傾斜基底，明顯地增大了抗 滑穩(wěn)定系數(shù)，而且基底傾角 越大，越有利于抗滑穩(wěn)定性。應(yīng)當(dāng)指出，除驗(yàn)算沿

24、基底的抗滑穩(wěn)定性外，尚應(yīng)驗(yàn)算沿墻踵水平面上的 抗滑穩(wěn)定性，以免擋土墻連同地基土體一起滑動(dòng)。因此，基底的傾斜度 不宜過大。圖 10-10凸榫根底增加抗滑穩(wěn)定性的另一種方法是采用凸榫根底， 如圖10-10所示, 凸榫根底是在根底底面設(shè)置一個(gè)與根底連成整體的榫狀凸塊， 利用榫前 土體所產(chǎn)生的被動(dòng)土壓力以增加擋土墻抗滑穩(wěn)定性。增加抗滑穩(wěn)定性的措施還有：改善地基，例如在粘性土地基上夯嵌碎石， 以增加基底摩擦系數(shù)；改變墻身斷面形式等。但單純的擴(kuò)大斷面尺寸收 效不大，而且也不經(jīng)濟(jì)。2.抗傾覆穩(wěn)定性檢算擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性是指它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能 力，用抗傾覆穩(wěn)定系數(shù) 表示，其值為對(duì)墻趾的穩(wěn)定力矩

25、之和與傾覆力 矩之和的比值，如圖10-11所示，表達(dá)式為：17 / 28圖10-11傾覆穩(wěn)定性檢算圖10-12展寬墻趾E陸10-6式中:10-710-8J 一穩(wěn)定力系對(duì)墻趾的總力矩 丄傾覆力系對(duì)墻趾的總力矩E Mj 二 Ex Zx一般情況下，抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)不應(yīng)小于，考慮附加力時(shí)，不應(yīng)小 于。當(dāng)墻高大于1215m時(shí)，應(yīng)注意加大 值，以保證擋土墻的傾覆穩(wěn) 定性。當(dāng)抗滑穩(wěn)定性滿足要求，擋土墻受抗傾覆穩(wěn)定性控制時(shí)，可展寬墻趾，如圖10-12所示，在墻趾處展寬根底可以增大穩(wěn)定力矩的力臂，是 增強(qiáng)抗傾覆穩(wěn)定性的常用方法。但在地面橫坡較陡處，會(huì)由此引起墻高的增加。展寬局部b一般用與墻身一樣的材料砌筑，不宜

26、過寬。重力 式擋土墻 b不宜大于墻高的10%衡重式擋土墻 b不宜大于墻高的5%根底展寬可分級(jí)設(shè)置成臺(tái)階根底，每級(jí)的寬度和高度關(guān)系應(yīng)符合剛 性角即根底臺(tái)階的斜向連線與豎直線的夾角的要求，對(duì)于石砌圬工 不大于35°對(duì)于混凝土圬工不大于 45°如超過時(shí)，如此應(yīng)采用鋼筋 混凝土根底板。增加抗傾覆穩(wěn)定性的措施還有：改變墻背或墻面的坡度以減少土壓力或 增加穩(wěn)定力臂；改變墻身形式，如改用衡重式、墻后增設(shè)卸荷平臺(tái)或卸 荷板。三擋土墻基底應(yīng)力與合力偏心距檢算為了保證擋土墻的基底應(yīng)力不超過地基的容許承載力，應(yīng)進(jìn)展基底應(yīng)力檢算。為了使擋土墻墻型結(jié)構(gòu)合理和防止發(fā)生顯著的不均勻沉陷， 還應(yīng)控制作用于

27、擋土墻基底的合力偏心距。如圖10-13所示，假如作用于基底合力的法向分力為 EN,它對(duì)墻趾 的力臂為兒'，如此有:_ EM GZ總 +E,乙-巴N10-9合力偏心距e為：10-10基底合力的偏心距，土質(zhì)地基不應(yīng)大于B/10，巖石地基不應(yīng)大于B/4基底兩邊緣點(diǎn)，即趾部和踵部的法向壓應(yīng)力 5、血分別為：2_亍_ 號(hào) F) io-ii式中：EM 各力對(duì)中性軸的力矩之和，EM=EN e；W 基底截面模量，對(duì)單位延米的擋土墻，階才怡；A 基底截面面積，對(duì)單位延米的擋土墻，A二B?；讐簯?yīng)力不得大于地基容許承載力才，當(dāng)考慮主要力系和附加力系組合時(shí)，地基承載力可提高20%。當(dāng)按主要力系計(jì)算時(shí)，墻踵的

28、基底壓應(yīng)力可超過地基的容許承載力，一般地區(qū)最大不超過30%innw®1圖10-13基底應(yīng)力與合力偏心距檢算圖式圖10-14基底應(yīng)力重分布當(dāng)丨e丨 B/10時(shí)，基底墻踵將出現(xiàn)拉應(yīng)力，對(duì)于一般地基與根底間是不能承受拉力的，這時(shí)按無拉應(yīng)力的平衡條件重新分配壓應(yīng)力，重7新分配的壓應(yīng)力合力作用在距墻趾為 “的三角形應(yīng)力圖的形心上，該 應(yīng)力圖一邊長(zhǎng)為3一。如圖10-14所示，基底應(yīng)力圖形將由虛線圖形 變?yōu)閷?shí)線圖形。根據(jù)力的平衡條件，有：故基底最大壓應(yīng)力為：_ 2刀Nbjtiax 10-12基底壓應(yīng)力或偏心距過大時(shí)，可采取加寬墻趾或擴(kuò)大根底的方法予 以調(diào)整，也可采用換填地基土以提高其承載力；調(diào)整墻

29、背坡度或斷面形 式以減少合力偏心距等措施四擋土墻墻身截面強(qiáng)度檢算通常，選取一、兩個(gè)墻身截面進(jìn)展檢算，檢算截面可選在根底頂面襟邊以上截面、1/2墻高處、上下墻凸形與衡重式墻交界處等，如圖10-15所示15墻身截面強(qiáng)度檢算包括法向應(yīng)力和剪應(yīng)力檢算。1法向應(yīng)力與偏心距檢算如圖10-16所示，假如檢算截面I I的強(qiáng)度，從土壓力強(qiáng)度分布圖 中可得到截面-I以上的土壓力j和"以與該截面以上的墻身自重遲Mj! = G Np +坷】習(xí)，截面的寬度為口，如此:10-13務(wù)場(chǎng)"一'肚io-i4對(duì)于墻身截面偏心距的要求，在只考慮主要力系時(shí),考慮主要力系加附加力系時(shí),Wo* 35Ag :以

30、保證墻型的合理性。截面兩端邊緣的法向應(yīng)力為:叫土篤10-15最大對(duì)于截面兩端邊緣的法向應(yīng)力的要求，在只考慮主要力系時(shí), 壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力不得超過圬工的容許應(yīng)力。當(dāng)考慮附加力系時(shí)，容 許應(yīng)力可提咼30%2剪應(yīng)力檢算剪應(yīng)力分水平剪應(yīng)力和斜剪應(yīng)力兩種。重力式擋土墻只檢算水平剪應(yīng)力，而衡重式擋土墻還需進(jìn)展斜截面剪應(yīng)力的檢算，如圖10-15中的川川截面。水平方向剪應(yīng)力檢算:圖101 6容許應(yīng)力法墻身截面檢算如圖10-16，對(duì)I I截面的水平剪應(yīng)力進(jìn)展檢算時(shí)，剪切面上的水平剪切力刀匸等于-I截面以上墻身所受水平土壓力,如此:蘭打10-16式中：T 圬工的容許剪應(yīng)力kPa當(dāng)墻身受拉力出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)折減裂縫

31、區(qū)的面積。斜截面剪應(yīng)力驗(yàn)算:AB被剪裂,N和水平分力如圖10-仃所示，設(shè)衡重式擋土墻上墻底面沿傾斜方向剪裂面與水平面成£角，剪裂面上的作用力是豎直分力刀 刀T,如此:丿 10-17式中： "一上墻土壓力的水平分力KN； 上J 上墻土壓力的豎直分力KN； "上墻圬工重力KN； 丘一 ABC的圬工重力KN。當(dāng)e角不同時(shí)，AB面上的剪應(yīng)力t也不同，故T是£的函數(shù)，即:10-18式中：廠一剪裂面AB上的切力KN；l 剪裂面的長(zhǎng)度m。p = YTcosev 刀 Nsiri E(10-19)式中:九一圬土的容重血加10-20將式10-19、式10-20代入式10-18，并令站 r 2 h 1整理得:晳=cos2鞏G（l箱出焙且）斗q坦呂（1 fgdTgQ + T/g紜10-21f 0對(duì)式10-21微分，令總八，整理得:妙= -T± &2 +110- 22式中:算二一rxtgaf-Tw由式10-22解出£角，代入式10-21即可求得AB斜截面的最大剪應(yīng)力7。如£maxt ，說明斜截面抗剪強(qiáng)度滿足要求。五、擋土墻常用設(shè)計(jì)參數(shù)一墻背土的物理力學(xué)指標(biāo)擋土墻背后填料的物理力學(xué)指標(biāo)，最好根據(jù)試驗(yàn)確