周平逸
(东莞市交通规划勘察设计院，广东东莞523125)
工程蕉苤
日商要]挡土墙的倾覆失稳问题是工程中最为关注的问题，文章结合规范和土力学的基长理论阐述了挡土墙的抗倾覆设计方法，并结合工程实例概述了挡土墙抗倾覆设计的操作流程，可供设计技术人员参考借鉴。
p猢]挡土墙；倾覆；失稳；设计
1挡土墙的用途及类型
挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡、维持土体稳定的构筑物，在公路工程中广泛应用于支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥台、河流岸壁等。在山区公路中，挡土墙的应用更为广泛。挡土墙类型的划分方法较多，一般以挡土墙的结构形式分类为主，常见的挡土墙形式有：重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。各类挡土墙的适用范围取决干墙址地形、工程地质、水文地质、建筑材料、墙的用途、施工方法、技术经济条件及当地的经济等因素。 ccc29
2挡土墙倾覆失稳的型式
挡土墙的失稳主要是受墙后主动土压力的作用，要防止挡土墙失稳就要靠其自重和地基抗力，即挡土墙的倾覆失稳是受主动土压力、墙自重和地基承载力的控制。挡土墙的典型受力图见图1。由图可知，地基承载力的大小对挡土墙的失稳型式起决定作用，地基承载力大小决定了挡土墙何时发生何种失稳破坏。根据力矩中心位置，挡土墙倾覆失稳可以分为如下两种型式：1)挡土墙倾覆失稳的力矩中心位于墙趾：2)挡土墙的倾覆失稳力矩中心位于墙底内。承载力较高的地基，如岩石地基常发生第一种型式的失稳破坏：压缩性高、承载力低的地基，如粘性土地基，常发生第二种型式的失稳破坏。
砸叮
空洞检测M
幽
图l挡土墙的受力示意罔
3挡土墙的抗倾覆设计
挡土墙的倾覆稳定方程为：
08G磊+7倒旧yZ x-E xZ r)+'f ce E eZp>O(』)
式中：磊——嫱身重力、基础重力、基础上填土的重力及作用于墙顶的其它荷载的竖向力合力重心到墙趾的距离(m)：
磊——_墙后主动土压力的竖向分置到墙趾的距离(m)；
乃——墙后主动土压力的水平分量到墙趾的距离(m】；
zP——墙前被动土压力的水平分量到墙趾的距离(m)；
挡土墙的抗倾覆稳定系数‰按下式计算：
Ko=垡啤烨(2)
高斯加速器己帕r
4设计实例
4．1工程概况
我院设计的清溪大道K3+260～K3+360路堑段黄土覆盖厚度为3．0～6．0m，黄土含水率为9％～14％，重度为13．6—15．7kN／m30红层软岩风化物含水率估计5％一8％，重度为1&2—193kN／m％粘聚力c=O。内摩擦角p=31度。墙背填土的重度为142kN／m3，墙背摩擦角取为8度，基底摩擦系数为0．5，碎石土承载力标准值等于800kP a。挡土墙使用材料浆砌块石的容重24kN／m3，钢筋混凝土的容重为25kN／m a
4．2边坡稳定性分析
为了解拟建挡土墙后土体的稳定性及土压情况，首先需进行边坡稳定性分析。由设计给定的工程地质条件可知，拟建的挡土墙后土体为松散的碎砾石土，其粘聚力为零，即该土坡为无粘性土土坡，必须按照无粘性土土坡的稳定性分析方法进行分析。无粘性土形成的土坡，产生滑坡时其滑动面近似于平面，常用直线滑动面分析土坡的稳定性。均质的无粘性土坡颗粒间无粘聚力，只要坡面上的土体能保持稳定，那么整个土坡便是稳定的。 土坡的稳定性用土坡稳定安全系数来表示，抗剪力与抗切拉之比即为土坡稳定安全系数：
K--篙籍=旦镞si笋=煦tRB(3)
抗切力r影桕
…
根据规范，边坡工程等级为二级的土坡，采用直线式滑动法分析的土坡，安全稳定系数K取130，故该土坡的稳定坡角可以求出：微拟球藻
tgfl=譬：等署=0．462
于是，0=24,8。，／3为土坡的安全稳定坡角。
显然，所得的稳定坡角较小，与实际条件中约为60度的边坡相距甚大，因此该土坡是不稳定的，为了得到一个稳定的土坡，若不采取挡墙支护，则需要放缓坡，而实际的工程地质条件给定的坡高较高，’放缓坡所需要的挖方量巨大，明显不经济，所以放缓坡不合适，必须采取挡墙支护。
40重力式挡土墙的设计
重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，是我国目前最常用的一种挡土墙形式。重力式挡土墙多用浆砌片石砌筑，缺乏石料地区有时可用混凝土预制块作为砌体，也可直接用混凝土浇筑，一般不配钢筋，或只在局部范围配置少量钢筋。这种挡土墙形式简单，施工方便，可就地取材，适用性强，因而应用广泛。由已知设计资料和工程地质条件，所设的重力式挡土墙墙高9米，顶宽1米，底宽5米，选择浆砌块石砌筑，墙背垂直，如图2所示：
h
皇：Q一工玛
圈2重力式挡土墙的截面尺寸图丁pv病毒
1)土压力计算
墙体自重形：—(1—．0+—5．0i)—x9一x24：648KN／m
Z
根据拟建挡土墙的条件浆砌块石，查得墙背摩擦角为(1，3_l／2)妒，此处取l尹，墙后填土倾斜，／3=25'，e=31。，仁护则查表可知主动土压力系数Ka=0#6，墙后填土选择为黄土，容重为13．6．15．7kN／r a3，取为142％～‰弋所以主动土压力：
球l，2，酽K。=}×142×92x0．46=264．5kN bn
二
则土压力的竖向分力：E．r=E．xsi r d&惦)=905k N／m
土压力的水平分力：E0：Excos(&se)=24&5kN／m
2)抗滑移稳定性验算
"I'E cHN OL OGY T 阳如电子束焊接
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议