導(dǎo)語：如何才能寫好一篇擋土墻設(shè)計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】擋土墻種類；設(shè)計；措施

擋土墻是指用來支承山坡土體或填土，防止土體或填土變形失穩(wěn)的一種構(gòu)造物。擋土墻能夠穩(wěn)定邊坡和場地，減少占地面積和土石方工程量。在塌方、滑坡等地質(zhì)病害中經(jīng)常采用擋土墻來整治。在建筑工程設(shè)計中，經(jīng)常會遇到建筑場地高差較大、起伏不平的問題。為了解決這種問題，需設(shè)置擋土墻修筑多個平臺，使建筑物錯落有致。因此，搞好擋土墻的設(shè)計意義重大。

1 擋土墻的類型

A)錨桿式擋土墻

B）錨定板式擋土墻

錨定式擋土墻圖

按照墻體材料，擋土墻可分為：鋼筋混凝土擋土墻、混凝土擋土墻、石砌擋土墻、鋼板擋土墻等。根據(jù)墻體剛度的不同，擋土墻又可分為柔性擋土墻和剛性擋土墻兩類。柔性擋土墻是指墻體的剛度不大，在土壓力作用下墻體本身會產(chǎn)生變形的擋土墻，如支撐墻，板樁墻，錨定板擋土墻等；剛性擋土墻是指墻體本身剛度較大，在土壓力作用下墻體基本不變形或變形很小的擋土墻，如用磚、石、混凝土、鋼筋混凝土等材料建筑的重力式擋土墻，懸臂式擋土墻，扶臂式擋土墻等。按照結(jié)構(gòu)形式，擋土墻可分為：加筋土擋土墻、錨定式擋土墻、重力式擋土墻、薄壁式擋土墻等。

2 擋土墻沒計

2.1 基礎(chǔ)資料的收集

在進行擋土墻設(shè)計時，需收集相關(guān)資料，包括路線平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖、地震勘探報告、地質(zhì)水文資料、構(gòu)造物一覽表、總體設(shè)計資料等。

2.2 選取設(shè)計參數(shù)

2.2.1 墻背填料的物理力學(xué)性質(zhì)對于山嶺重丘二、三級公路的擋土墻設(shè)計，當缺乏試驗數(shù)據(jù)時，填料的計算內(nèi)摩擦角及容重可參照下表1和2選用。

2.2.2 基底摩擦系數(shù)。基底摩擦系數(shù)µ應(yīng)依據(jù)土質(zhì)、基地粗糙程度和排水條件來確定。

2.2.3 墻背摩擦角。填土與墻背問的摩擦角δ應(yīng)根據(jù)墻背的排水條件及粗糙程度確定。

2.2.4 建筑材料的容重。根據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)范選取。

2.2.5 砌體和砼的容許應(yīng)力和設(shè)計強度。根據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)范選取。

2.2.6 地基允許承載力。地基允許承載力可按照《公路設(shè)計手冊•路基》及有關(guān)設(shè)計規(guī)范規(guī)定選取。

2.3 擋土墻的選型

2.3.1 擋土墻材料的選擇。擋土墻的材料以石料為主，石料宜采用質(zhì)地均勻、不易風(fēng)化、結(jié)構(gòu)密實且無裂縫的硬質(zhì)石料。其抗壓強度不小于30 MPa，并且表面應(yīng)干凈，不能粘有油質(zhì)和泥土。盡量選用較大的條狀片石砌筑。片石應(yīng)具有兩個大致平行的面，其厚度不小于0.15 m，長度和寬度不小于厚度的1.5倍，質(zhì)量約30 kg。用作鑲面的片石，一般選擇尺寸較大，表面平整的材料。砌筑擋土墻用的砂漿標號應(yīng)按擋土墻部位、類別和用途選用，具體參見JTG 1361．2005公路圬工橋混凝土規(guī)范，宜采用中砂或粗砂。在墻高超過5rn或石料強度較低時，可在擋土墻的中部設(shè)置厚度不小于0.5 m的漿砌水平層，以增加墻體的穩(wěn)定性。擋土墻的建設(shè)應(yīng)遵循就地取材的原則，在有石料的地區(qū)。應(yīng)盡可能的采用水泥砂漿砌片石砌筑。水泥砂漿標號，一般地區(qū)及寒冷地區(qū)采用7.5號；浸水地區(qū)及嚴寒地區(qū)采用M10號。片石的極限抗壓強度均不得低于30 MPa。對于浸水和潮濕地區(qū)的石砌主體土程，石料的軟化系數(shù)應(yīng)不低于0．8，在嚴寒地區(qū)尚應(yīng)滿足抗凍試驗的要求。在缺乏石料的地區(qū)一般采用C15號混凝土或片石混凝土；嚴寒地區(qū)采用C20號混凝土或片石混凝土。另外在擋土墻高大于10 m時一般宜采用曉O(shè)混凝土現(xiàn)澆擋墻比較合適。

2.3.2 確定合理的截面形式。截面形式的選擇應(yīng)根據(jù)擋土墻結(jié)構(gòu)類型和特點分析，當墻高

(a)垂直

(b)俯斜

(c)仰斜

常見重力式擋±墻形式圖

2.4 土壓力的確定

土壓力是指墻后填土由于它的作用于填土表面的荷載或自重對墻背所產(chǎn)生的側(cè)向壓力。根據(jù)擋土墻的移動情況，土壓力可分為主動土壓力(Ea) 、靜止土壓力(Eo)和被動土壓力(Ep)。其計算公式為：

2.5 擋土墻的穩(wěn)定驗算及強度驗算

在擬定墻身斷面形式及尺寸之后，應(yīng)對墻的穩(wěn)定及強度進行驗算。擋土墻的驗算方法包括兩種：一種是總安全系數(shù)的容許應(yīng)力法，另一種是采用分項安全系數(shù)的極限狀態(tài)法。當今國內(nèi)大多采用容許應(yīng)力法設(shè)計擋土墻。

2.5.1 墻身截面強度驗算。通常選取一、兩個截面進行墻身截面強度驗算。驗算截面可選在基礎(chǔ)底面1/2墻高處或上下墻交界處等。墻身截面強度驗算包括法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的驗算。剪應(yīng)力包括斜剪應(yīng)力和水平剪應(yīng)力兩種，重力式擋土墻只驗算水平剪應(yīng)力，而衡重式擋土墻還需進行斜截面剪應(yīng)力的驗算。

2.5.2 傾覆穩(wěn)定驗算.擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定系數(shù)Ko應(yīng)不小于1.5。計算公式為：

式中：及--Ey對墻趾O點的力臂(m)，Zy--Ex對墻趾O點的力臂(m)，Zw--W對墻趾O點的力臂(m)。

2.5.3 基底應(yīng)力及偏心驗算。基底的合力偏心距e。計算公式為：

在軟弱巖石地基上，e≤B/5；在不易風(fēng)化的巖石地基上e≤B/4；在土質(zhì)地基上，e≤B/6。當e≤B/6時．墻趾和墻踵處的法向壓應(yīng)力為：

式中[σ]--地基土修正后的容許承載力(KPa)

式中[σ]一地基土的容許承載力(KPa)，K1--地基土容許承載力隨基礎(chǔ)寬度的修正系數(shù)，rl--地基土的天然容重當e>B/6時，基底出現(xiàn)拉應(yīng)力，考慮到一般情況下地基與基礎(chǔ)間不能承受拉力。故不計拉力而按應(yīng)力重分布計算基底最大拉應(yīng)力：

若出現(xiàn)負偏心．則上式的Zn改為(B-Zn)。

2.5.4 滑動穩(wěn)定驗。擋土墻沿基底的滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc應(yīng)不小于1.3。計算公式為：

式中：W--擋土墻白重，衡重式時，包括衡重臺上的土重(KN)。Ex，Ey--主動土壓力的水平和垂直分力(KN)，f--基底摩擦系數(shù)。

設(shè)計中，為增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，常將基底做成向內(nèi)傾斜．以增大滑動穩(wěn)定系數(shù)。基底斜坡坡度一般不超過1:5。

3 措施

3.1 擋土墻的基礎(chǔ)加固處理

擋土墻的使用壽命受基礎(chǔ)處理的影響。大部分擋土墻的損害主要由基礎(chǔ)問題造成的。擋土墻設(shè)計有三個重要指標：抗傾覆、基底承載力、抗滑移。一般擋土墻設(shè)計時對于基底承載力都有要求，為減少基底壓應(yīng)力，增加抗傾覆的穩(wěn)定性，在墻趾處伸出一個臺階，以拓寬基底。墻趾臺階的寬度一般不小于20厘米，臺階高寬比可采用2:1或3:2。因為表土常為松土，所以當基礎(chǔ)埋置深度基底層為土層時，基礎(chǔ)埋置深度不應(yīng)小于1 米，并在基底夯碎石和砂礫石作墊層。若基底為風(fēng)化巖層時，應(yīng)將其全部清除并應(yīng)加挖0.15--0．25 米；若基底為基本巖層時，則擋土墻基礎(chǔ)人巖層的尺寸滿足JTG D30-2004公路路基設(shè)計規(guī)范要求即可；若基底土壤為較弱土層時，則應(yīng)根據(jù)實際情況將基礎(chǔ)尺寸加寬、加深，采用換土樁基等加固。

3.2 伸縮縫與沉降縫的處理

由于地基不均勻，沉降時易引起墻身開裂。為避免這種情況的產(chǎn)生，應(yīng)按地基性質(zhì)和墻高的變異，設(shè)置沉降縫。并且，為了減少圬工砌體因溫度變化和收縮硬化作用而產(chǎn)生裂縫，需設(shè)置伸縮縫。擋土墻的伸縮縫和沉降縫需設(shè)置在一起。每隔lO米―15米應(yīng)設(shè)置一道，縫寬2厘米-3厘米，自墻頂做至基底，縫內(nèi)宜用具有彈性的材料進行填塞。沿墻的外、內(nèi)、頂三側(cè)填塞，填塞深度應(yīng)不小于15厘米。

3.3 排水處理

在進行擋土墻設(shè)計之前，應(yīng)該對擋土墻后地面有無排水設(shè)施，地表水的排除是否通暢等進行了解。還需查明地下水和地表水的情況，若擋墻后為山坡，則最好在適當位置設(shè)置截水溝，及時排除地表水。此外，還應(yīng)該查明地下水的情況。地下水可軟化擋土墻地基，降低抗滑能力和承載能力，且事后不易處理。特別對建于遇水容易軟化巖層(如泥巖，粉砂巖等)上的高擋墻，必須做好基底防護措施，確保其不被地下水侵蝕破壞。一般在墻身布置適當數(shù)量的泄水孔以促使墻后積水排出。墻比較高時，可在墻上部加設(shè)泄水孔。泄水孔采用10厘米×10厘米的方孔或圓孔。孔眼間距2 米至3米，上下排泄水孔錯開設(shè)置，最下排泄水孔應(yīng)高出地面約30厘米。浸水擋土墻主要泄水孔高度應(yīng)高出墻外側(cè)設(shè)計水位30厘米。并且若墻后填料為透水性較差的土質(zhì)時，應(yīng)在墻背設(shè)置連續(xù)反濾層，以加速土體中水分的排除。

4 結(jié)論

綜上所述，擋土墻是建筑工程的組成部分之一。在擋土墻的設(shè)計時，首先，應(yīng)進行詳細地勘測，確定構(gòu)造物的形式與尺寸。其次，選取合理的設(shè)計參數(shù)、擋土墻選型，合適的理論計算土壓力，并對擋土墻進行截面強度和穩(wěn)定性方面的驗算，采取合理、可行的措施對擋土墻進行設(shè)計，以保證擋土墻的安全性。

參考文獻：

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國建筑標準設(shè)計研究院，2004．

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[3]劉曉軍．重力式擋土墻可靠度分析模型的建立與算例[J]．

[4]迭．會路擋土墻設(shè)計[M]．北京：人民交通出版社，1999．

山西建筑，2008，34(4)：149．150．

[5]王秀麗．基礎(chǔ)工程[M]．重慶：重慶大學(xué)出版社，2004．

篇2

1).王文河(1964―)，男，山東蓬萊市人，工程師，從事土建設(shè)計研究。

2).楊玉鵬(1962―)，男，黑龍江呼蘭人，工程師，從事土建設(shè)計研究。

（【摘要】山區(qū)場地坡度大，適合建造房屋地段有限，由于場地平整、回填形成地勢高差，因此為防止水土流失以及確保建筑物基礎(chǔ)穩(wěn)定，擋土墻的應(yīng)用顯得尤為重要，其設(shè)計和施工，將直接影響到工程的經(jīng)濟效益和安全。多年來，在工程設(shè)計和施工實踐中，我們總結(jié)出幾種設(shè)計和施工的方法，供同行借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】抗剪強度；傾覆穩(wěn)定；沉降縫；后澆帶；

1、擋土墻的分類

通長以剛性較大的墻體支撐填土和物料并保證其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)稱為擋土墻。按斷面的幾何形狀及其受力特點，常見的擋土墻形式可分為：重力式、懸臂式、扶壁式、錨桿式等支擋結(jié)構(gòu)。按材料可分成：木質(zhì)、磚砌、石砌、混凝土及鋼筋砼等結(jié)構(gòu)。

2、擋土墻的設(shè)計基本原則

為保證擋土墻的安全正常使用，必須滿足承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計要求，對其需進行如下計算：

（1）擋土墻承載能力極限狀態(tài)的計算，其內(nèi)容有整體穩(wěn)定性計算和抗傾覆穩(wěn)定驗算；

（2）擋土墻的正常使用極限狀態(tài)計算，是對其變形、抗裂度及裂縫寬度進行計算。

設(shè)計時應(yīng)認真分析地形、地質(zhì)、填土性質(zhì)、荷載條件，當?shù)氐牟牧瞎?yīng)及現(xiàn)場地區(qū)技術(shù)經(jīng)濟各種條件，確定擋土墻結(jié)構(gòu)類型及截面尺寸。

應(yīng)保證擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計符合相應(yīng)規(guī)范、條例的要求。

在設(shè)計中應(yīng)使擋土墻與環(huán)境協(xié)調(diào)，滿足環(huán)保要求。

3、土壓力的基本概念

（1）靜止土壓力

若擋土墻具有足夠的剛度，且建立在堅實的地基上（如基巖），墻體在墻后土體的推力作用下，不產(chǎn)生任何移動或轉(zhuǎn)動，則墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)。這時作用在墻背上的土壓力成為靜止土壓力E0(見圖a)。

（2）主動土壓力

若墻基可以變形，墻在土壓力作用下向背離填土方向移動或繞墻根轉(zhuǎn)動時，墻后土體因側(cè)面所受限制的放松而有下滑的趨勢。為阻止其下滑，土體潛在滑動面上剪應(yīng)力增加，從而使作用在墻背上的土壓力減少。當墻的移動或轉(zhuǎn)動達到某一數(shù)量時，滑動面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強度，墻后土體達到主動極限狀態(tài)，形成滑動AC，這時作用在墻上的推力達到最小值，稱為主動土壓力Ea(見圖b)。

（3）被動土壓力

當墻在外力作用下向著填土方向移動或轉(zhuǎn)動時（如橋臺），墻后土體受到擠壓，有向墻后移動的趨勢。為阻止其向后滑移，土體內(nèi)剪應(yīng)力反向增加，作用在墻背上的土壓力增大。直到墻的移動量足夠大時，滑動面上的剪應(yīng)力又等于抗剪強度，墻后土體達到被動極限狀態(tài)，土體發(fā)生向上滑動，滑動面為曲面AC，這時作用在墻上的土抗力達到最大值，稱為被動土壓力Ep(見圖C)。

土壓力的計算理論主要有古典的郎肯(Rankine,1857)理論和庫倫(Coulomb,1776)理論。經(jīng)多年總結(jié)實踐，結(jié)果表明：在相同條件下，主動土壓力小于靜止土壓力，而靜止土壓力又小于被動土壓力，Ea< E0< Ep。

1）、郎肯主動土壓力和被動土壓力計算公式：

2）、庫倫主動土壓力和被動土壓力計算公式：

可見，當墻后填土有水時，土壓力部分將減少(E’a1+2< Ea)，但計入水壓力后，總壓力將增大(E’a> Ea)，而且水位越高，總壓力越大。所以，為保證擋土墻的安全，設(shè)計時應(yīng)考慮墻后的排水。

【例5-2】鋼筋砼擋土墻，墻背填土與墻前地面高差為2.4m，墻后填土表面水平，上有均布標準荷載Pk=10kN/m2,填土的標準重度Υt=17 kN/m2，內(nèi)摩擦角φ=30°，墻背垂直光滑，試進行墻體傾覆穩(wěn)定驗算。

【解】

1）、土壓力計算(采用郎肯公式)

Ka= tan2(45°―φ/2)= tan2(45°―30°/2)=0.333

地面活荷載Pk的作用，采用換算土柱高H0=Pk/Υt，地面處水平壓力，qa=Υt H0 Ka=17X10/17X1/3=3.33 kN/m2，懸臂底B點水平壓力

qb=Υt(10/17+3)X0.333=20.33 kN/m2

底板底C點水平壓力

qc=Υt(10/17+3+0.25)X0.333=21.75 kN/m2

土壓力合力

Ea1= qaH=3.33X3.25=10.83 kN/m，zf1=3.25/2=1.625m

Ea2=(qc―qa)H=(21.75―3.33)X3.25=29.93kN/m，

zf2=1/3X3.25=1.08m

2）、豎向荷載計算

（1）立板自重(鋼筋混凝土標準重度Υc=25 kN/m3)

G1k=(0.15+0.25)/2X3X25=15 kN/m，x1=0.55m(算式略)

（2）底板自重

G2k=11.56kN/m(算式略)，x2=1.07m(算式略)

（3）填土重

G3k=17X3X1.6=81.60kN/m，x3=0.65+0.80=1.45m

（4）地面均布荷載總重

G4k=10X1.6=16kN/m，x4=1.45m

3）、抗傾覆穩(wěn)定

穩(wěn)定力矩

M2k= G1kx1+ G2kx2+ G3kx3+ G4kx4

=15X0.55+11.56X1.07+81.6X1.45+16X1.45

=162.14kNm/m

傾覆力矩

Mqk= Ea1 zf1+ Ea2 zf2

=10.8X1.625+29.9X1.08=49.84kNm/m

Kl= M2k/ Mqk=162.14/49.84=3.25>1.6 [穩(wěn)定]

6、擋土墻的構(gòu)造規(guī)定

1）重力式擋土墻，墻面與墻背的坡度，一般采用1:0.2~1:0.3；毛石擋土墻，墻頂寬度不宜小于0.4m；鋼筋砼墻頂寬度不宜小于0.2m。

2）沿墻長度方向每個10~20m及與其它建筑物連接處應(yīng)設(shè)置伸縮縫。由于墻高不同，墻底縱向坡度大，回填料不同，或地基的壓縮性不同，各段擋土墻可能會發(fā)生不同的變形，應(yīng)設(shè)置沉降縫。伸縮縫與沉降縫可合并設(shè)置，縫寬為0.02~0.03m，縫內(nèi)填塞瀝青麻絲。

3）沿墻高和長度方向應(yīng)設(shè)置泄水孔，按上下、左右每隔2~3m交錯設(shè)置，泄水孔一般用5cmx10cm，10cmx10cm，15cmx20cm的矩形孔或直徑為10cm的圓孔。最下一排泄水孔應(yīng)高于地面0.3m；而在浸水地區(qū)擋土墻的最下一排泄水孔應(yīng)在常水位以上0.3m，泄水孔后側(cè)應(yīng)有反濾層，泄水孔應(yīng)有向外傾斜5%的坡度。

4）為防止水滲流到填土中，除上述泄水孔外，還經(jīng)常采用地表排水，填土外的截水溝，填土表面做不透水層，排水溝等措施排除地表水。為防止地下水浸入，在填土層下修建盲溝及集水管，以收集和排除地下水。

根據(jù)多年施工實踐，擋土墻的排水設(shè)計是極為重要部分，許多支擋結(jié)構(gòu)失效都與墻后排水不暢有關(guān)。設(shè)計及施工人員必須給予足夠的重視。

6、結(jié)語

1）毛石擋土墻，在山區(qū)應(yīng)用十分廣泛，特別是礦石開采產(chǎn)生大量的廢石，經(jīng)濟實惠、就地取材、施工方便；但當墻體過高、地基土承載力變化過大、地下水位過高以及河道等地段，毛石擋土墻受伸縮、沉降和浸泡多種因素的影響，使用受到限制。

2）鋼筋混凝土擋土墻，適用在石料缺乏地區(qū)、地基土承載力變化較大以及河道地段。不受承載力變化、伸縮、沉降以及水流浸泡和沖刷等影響，由于墻體配有受力鋼筋，截面減小、抗裂抗?jié)B性能好、整體性能和強度高等特點；在我們礦業(yè)公司普遍應(yīng)用。但擋土墻長度超過20m，結(jié)構(gòu)要求不設(shè)沉降及伸縮縫時，必須按施工規(guī)范設(shè)置后澆帶。防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮變形裂縫，影響結(jié)構(gòu)的正常使用。

參考文獻

[1]砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007

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[3] 劉增榮. 土力學(xué)[M] 上海：同濟大學(xué)出版社，2005

篇3

摘要：本文從加筋土擋墻的作用機理和特點優(yōu)勢出發(fā),介紹了加筋土擋土墻內(nèi)部和外部穩(wěn)定性的驗算方法，并通過實例運用摩擦加筋理論對某公路加筋土擋土墻工程進行了設(shè)計計算。

關(guān)鍵詞：加筋土 擋墻 計算

1 加筋土擋土墻的定義

加筋土是在土中加入加筋材料（或稱筋帶）的一種復(fù)合土，在土中加入加筋材料可以顯著提高土體的抗剪強度，增加土體工程的穩(wěn)定性。加筋土擋墻就是一種應(yīng)用加筋土的原理，通過水平、相間、成層地布置在填料中的拉筋與填料之間的摩擦力來穩(wěn)定邊坡土體的支擋結(jié)構(gòu)。

2 加筋土擋土墻的特點及優(yōu)點

加筋土擋土墻的優(yōu)越性主要有：

（1）施工方便。加筋土擋墻的組成部分均可以預(yù)制，除需壓實機械外，施工時不需配置其他機械，易于掌握。同時可縮短工期節(jié)省勞力。

（2）加筋土結(jié)構(gòu)是柔性結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)地基較大的變形。

（3）投資省。加筋土擋墻面板薄，基礎(chǔ)尺寸小，與重力式擋墻相比造價減少20%～60%以上。擋土墻高度越大，節(jié)省資金越多。

（4）抗震性好。加筋土擋墻所獨有的柔性結(jié)構(gòu)能吸收地震的能量，故具有比剛性結(jié)構(gòu)物優(yōu)越的抗震性能。

（5）造型美觀。墻面板形式可以根據(jù)需要、受力特點選用各種設(shè)計造型，并使之拼裝成造型美觀的建筑物，改善道路景觀。

3 加筋土擋土墻設(shè)計及計算的內(nèi)容

加筋土擋墻設(shè)計計算的內(nèi)容有內(nèi)部穩(wěn)定性分析、外部穩(wěn)定性分析以及加筋土擋墻材料選擇與構(gòu)件設(shè)計。由于加筋土的特點外部失穩(wěn)而致結(jié)構(gòu)破壞的情況很少發(fā)生，因此加筋土擋墻設(shè)計的重點是內(nèi)部穩(wěn)定性分析，特別是拉筋拉力的計算。

內(nèi)部穩(wěn)定性分析包括拉筋的拉力計算、拉筋強度驗算，以及拉筋長度（包括錨固長度和活動區(qū)長度）的確定，以確保拉筋在最大拉力作用下不被拉斷或不被拔出。

外部穩(wěn)定性分析包括整體穩(wěn)定性分析、滑移穩(wěn)定性分析、傾覆穩(wěn)定性分析、基底應(yīng)力驗算與沉降計算等。

4 加筋土擋土墻的設(shè)計計算

4.1基本設(shè)計資料

（1）墻高H＝7.0m，基礎(chǔ)埋深h＝1.0m，擋墻分段長度l=10m。路基寬40cm，兩側(cè)布置。

（2）墻后采用石灰土回填，容重取用γ=18KN/m3。墻后填料的物理參數(shù)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)試驗確定。本次設(shè)計未提供具體數(shù)值。根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》取值：=30°。

（3）抗滑穩(wěn)定系數(shù)KC≥1.3，傾覆穩(wěn)定系數(shù)K0≥1.5，滑動摩擦系數(shù)＝0.4。

（4）面板采用C25水泥混凝土預(yù)制，面板長0.42m，寬0.4m，厚0.2m。

（5）筋帶采用鋼塑聚丙烯土工帶，帶寬0.018m，厚0.001m。容許應(yīng)力[σj]=50Mpa，筋帶間距Sx=0.4m，Sy=0.42m。視摩擦系數(shù)f=0.3。

（6）筋帶容許應(yīng)力提高系數(shù)：1.0。筋帶抗拔安全系數(shù)Kb=2.0

（7）路基進行水泥攪拌樁深層處理，地基容許承載力[σ0]=200Mpa。

4.2內(nèi)部穩(wěn)定性驗算

（1）筋帶受力計算

①荷載等代土層厚度h0計算

根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》車輛荷載取均布荷載q=13.75KN/。

h0==0.764m

②土壓力系數(shù)計算

墻后填土主動土壓力系數(shù)Ka=tan2(45°-/2))=0.333

墻后填土靜止土壓力系數(shù)Kj=1-sin=0.5

土壓力系數(shù)Ki與各層筋帶到加筋體頂面高度相關(guān)。

③筋帶拉力計算

筋帶所受拉力計算表（垂直應(yīng)力均勻分布法）

（2）筋帶斷面面積計算

結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本工程為一級公路，γ0=1.05。

筋帶材料抗拉性能分項系數(shù)γf=1.25。

筋帶斷面面積計算表

（3）筋帶長度計算及抗拔力驗算

初步擬定筋帶等長，長度為L=7.0m，大于0.8H=5.6m。

活動區(qū)下部高度：Hx=0.3Htan(45+/2)=3.637m

活動區(qū)上不高度：Hs=H- Hx=3.363m

筋帶活動區(qū)長度:hi＜HSL0i=0.3H

HS＜hi≤Hx L0i= (H-hi)/tan(45+/2)

筋帶錨固區(qū)長度：Lai=L- L0i

筋帶的抗拔力計算：Tpi=2（γhi+γh0）Ai Lai

筋帶的抗拔安全驗算：Kb≤

筋帶長度及抗拔穩(wěn)定系數(shù)計算表

（4）根據(jù)抗拔穩(wěn)定系數(shù)對筋帶設(shè)置進行調(diào)整

1、2兩層筋帶抗拔安全系數(shù)小于2，不滿足要求，需對這兩層設(shè)置的筋帶數(shù)量進行調(diào)整。將這兩層筋帶根數(shù)調(diào)整為8根，筋帶面積144，抗拔安全系數(shù)1層為2.133，2層為3.249，滿足要求。

（5）面板厚度計算

C25混凝土抗彎拉應(yīng)力Rl=1.23Mpa

混凝土抗彎拉容許應(yīng)力〔Rl〕=0.7Rl=0.861 Mpa

面板最大剪力Q==35.838KN

面板最大彎矩M=QSx2/L=0.79

面板厚度：C==11.73cm

初擬面板厚度20cm符合要求。

4.3外部穩(wěn)定性驗算

（1）基底垂直應(yīng)力計算

①基底豎向力計算

W=L(H+h0)γ==1118.02KN

②土壓力計算

加筋體墻背頂點應(yīng)力：σA=γh0tan2 (45°-/2)=4.583Mpa

加筋體墻背底點應(yīng)力：σB=γ(H+h0)tan2 (45°-/2) =46.583Mpa

土壓力計算：E=σA（H+ h0）+σB（H+ h0）/2=216.418KN

③各力對基底重心的力矩

豎向力的力矩：MN=0

水平力的力矩：ME= E (H+h0)/3=560.086KN?m

④基底應(yīng)力計算

=87.242Mpa

=192.26Mpa

小于地基容許承載力滿足要求。

（2）基底抗滑穩(wěn)定性驗算

基底豎向力的合力（不考慮車輛荷載）：N’= LH γ=8×7×18=1008KN

基底水平力的合力：F=E=216.418KN

抗滑穩(wěn)定系數(shù)==2.329＞1.3

抗滑穩(wěn)定性滿足要求。

（3）基底抗傾覆穩(wěn)定性驗算

豎向力對墻趾的力矩：MN=WL/2=4472 KN?m

水平力對墻趾的力矩：ME=E(H+h0)/3=560.083 KN?m

抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)==7.985＞1.5

抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。

6 結(jié)語

篇4

關(guān)鍵詞：重力式擋土墻；回填土；土壓力

在廠區(qū)、道路、河道等土建工程中，往往會遇到上下地面高差較大的情況，當不能采取放坡處理或為了節(jié)約用地時，通常采用擋土墻結(jié)構(gòu)來支擋。而重力式擋土墻是實際工程中應(yīng)用得較多的一種形式。重力式擋土墻可分為三種不同的形式，仰斜式、直立式和俯斜式。而普遍情況，選擇直立式擋土墻作為支擋結(jié)構(gòu)的應(yīng)用最多。

1 直立式擋土墻

直立式擋土墻是依靠墻體自重抵抗土壓力的一種擋土墻形式，其自身截面較大，一般由塊石與砂漿砌筑而成。因為能夠就地取材而且結(jié)構(gòu)形式簡單、施工技術(shù)比較成熟等優(yōu)點，直立式擋土墻在土建工程中通常被廣泛采用。當然由于擋土墻的開挖土方和自身體積都較大，其施工周期也會比較長。當擋土高度不超過6m、地質(zhì)情況良好、周圍沒有相鄰的構(gòu)建筑物時，適合采用直立式擋土墻。直立式擋土墻的頂寬大于500mm，底寬約為墻高的1/3。為了減少墻身自重和增加墻體的抗傾覆的能力，地面以下部分可做成臺階式。擋土墻底可做成逆坡或在基底設(shè)置混凝土凸榫來增大墻底的抗滑能力。墻底埋深必須大于500mm。

2 擋土墻墻身材料

擋土墻墻身材料通常選擇塊石。主要有花崗巖、砂巖、石灰?guī)r等；泥質(zhì)礫巖不宜用作石料。（1）塊石的石料要求新鮮、完整。風(fēng)化和有裂縫的石料禁止使用。也不能使用軟化的巖石。對石料外形應(yīng)力求規(guī)整。（2）膠結(jié)材料采用水泥砂漿、混合砂漿，小石子砂漿。砂漿的性能要求與水工砂漿相同；對所用砂和小石子的要求與水工混凝土相同。砌體常用的水泥砂漿的標號有M2.5、M5、M7.5、M10等。在水泥砂漿中加入小石子為小石子水泥砂漿。小石子的粒徑一般不超過2cm。小石子砂漿主要用于石料形狀不規(guī)則的較大砌體。與水泥砂漿相比，采用小石子砂漿可節(jié)約水泥和砂的用量，提高砌體強度。

3 擋土墻背后填土的選擇

直立式擋土墻的背后填土應(yīng)盡量選用抗剪強度高和透水性強的礫石、砂土或石屑。如采用人工填土回填，則最好采用顆粒狀材料，這種土的抗剪強度與水無關(guān)。當采用粘性土作為回填土?xí)r，應(yīng)注意排水。因為在寒冷的氣候下黏性土?xí)l(fā)生凍結(jié)，從而使土壓力比設(shè)計中通常采用數(shù)值要大好幾倍，不利于排水。所以黏性土中宜適當摻入砂礫和碎石。墻后填土不得選用膨脹土，淤泥質(zhì)粘土和耕植土。對于重要的擋土墻的填料內(nèi)摩擦角，可以通過試驗取得。

4 擋土墻的施工

直立式擋土墻一般采用明挖法施工，當基底為軟弱土層時，可采用換填基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)。擋土墻墻身采用塊石砌筑。塊石宜分層砌筑且與里層砌塊咬接成一體，上下交錯排列。較大的塊石宜寬面朝下，塊石與塊石間以砂漿隔開。砌體中的片石應(yīng)大小搭配，咬緊密實并配有小石塊，用作擠漿填縫。（1）漿砌塊石應(yīng)平砌，每層石料高度應(yīng)做到基本齊平。（2）料石砌筑每層鑲面料石均應(yīng)事先按要求配好石料，再用鋪漿法順序砌筑。（3）基礎(chǔ)在軟弱土層地段時，不宜全長貫通，應(yīng)采用跳槽辦法開挖，以防治上部失穩(wěn)。當基底軟弱且墻身又超過一定高度時，可在墻趾伸出一臺階，以拓寬基礎(chǔ)。當?shù)貙訛橛倌嗤粱螂s填土等，可采用砂礫、碎石等材料換填或者采用碎石樁、粉噴樁等方法處理。當巖層有空隙裂縫時，可以灌注水泥砂漿。基坑底面開挖寬度應(yīng)比設(shè)計尺寸各邊寬0.5m，并保持一定開挖邊坡度。

5 構(gòu)造要求

當擋土墻下地基為軟弱土層時，可采用砂礫、碎石或灰土等質(zhì)量較好的材料換填，提高承載力和地基變形能力。為了滿足排水要求，應(yīng)該對于漿砌塊石直立式擋土墻設(shè)置一排泄水孔。當墻較高時，可在墻上部加設(shè)幾排泄水孔。泄水孔采用圓孔，孔直徑大小約為10cm。孔眼間距2m，泄水孔呈梅花狀布置。在墻后做寬約500的碎石濾水層，便于排水。同時在墻頂和墻底標高處宜鋪設(shè)黏土防水層，墻頂防水層可減少地表水滲入填土中，墻底防水層可避免水流進墻底地基土而造成地基承載力和擋土墻抗滑移能力降低。直立式擋土墻應(yīng)該每隔10m～15m設(shè)置一道沉降縫與伸縮縫，縫寬3cm。沉降縫與伸縮縫的設(shè)置是為了避免不均勻沉降導(dǎo)致墻身開裂。擋土墻的沉降縫和伸縮縫通常設(shè)置在一起，自墻頂做至基底，縫內(nèi)宜用瀝青麻絲填塞，沿墻的內(nèi)、外填塞，填塞深度不小于20cm。由于直立式擋土墻所受土壓力較大，所以為了滿足抗傾覆和抗滑移的要求。墻身材料一定要采用高強度的材料砌筑。

6 算例分析

選取一個直立式擋土墻。擋土高度3m，墻后填土為水平地面，地面堆載取10kN/m抗震設(shè)防烈度取6度，地下水較低或穩(wěn)定，場地類別2類。填料內(nèi)摩擦角=30。基底抹茶系數(shù)=30。地基承載力q=200kPa

墻高H=3.0m，頂寬B=0.6m，面坡度n=1：0.15，墻趾臺階b1=0.4m、h1=0.600（m），墻底坡率v=0.2：1，基底摩擦系數(shù)q=0.300。

（1）擋土墻滑動穩(wěn)定性驗算

基底傾斜角度=11.3°，Wn=64.7kN，En=14.6kN，Wt=12.6kN，Et=26.6kN，滑移力=13.6kN，抗滑力=23.8kN，Kc=1.74>1.3滿足要求。

（2）擋土墻傾覆穩(wěn)定性驗算

相對于墻趾點墻身重力力臂Zw=0.87m，相對于墻趾點Ey力臂，Zx=1.36m，Zy=0.82m，傾覆力矩W1=23.7kNm，抗傾覆力矩W2=70.5kNm。

K=2.97>1.6滿足要求。

（3）墻底截面強度驗算

墻身面積A=2.7m 重量G=61.8kN，相對于截面外邊緣，墻身重力力臂Zw=0.88m，Ey的力臂Zx=1.36m，Ex的力臂Zy=0.819m，法向應(yīng)力檢算：豎向力=70.9kN，彎矩=42.9kNm。

相對于驗算截面外邊緣的力臂Zn=0.61m，截面寬度B=1.360m偏心距e1=0.075

（4）整體穩(wěn)定驗算

圓心：-0.25，-0.5；半徑=2.8m，安全系數(shù)=1.665總的下滑力F1=63.9kN，總的抗滑力F2=106.5kN，土體部分下滑力F3=63.9kN，土體部分抗滑力F4=106.5kN，整體穩(wěn)定：1.665>1.25滿足要求。

當在同等條件下選擇圖集時：擋土墻選用（04J008）P48的路肩墻，選用型號分別為ZJB4。墻身高：4m，墻頂寬：1.56m，面坡傾斜坡度：1：0.15，墻趾臺階b1：0.4m；h1：0.6m，墻底傾斜坡率：0.2：1。擋土墻墻身截面面積為7.09m。設(shè)計擋土墻截面面積為2.837m，遠小于選用圖集的擋土墻的截面面積。

7 結(jié)束語

設(shè)計人員在設(shè)計擋土墻的過程中，不能一味的追求選用圖集，在考慮重力式擋土墻設(shè)計要點時，應(yīng)對方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，分析其技術(shù)的可行性及造價的合理性，避免造成不必要的浪費。在滿足使用功能和安全性的情況下，通過計算與圖集進行對比分析。才能設(shè)計出更符合實際工程的擋土墻。

參考文獻

[1]鄭寬新.淺析擋土墻設(shè)計要點[J].中國水運，2010（4）.

篇5

關(guān)鍵詞 抗滑鍵；擋土墻；設(shè)計

中圖分類號 TU476 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)051-0124-02

在山區(qū)的支擋結(jié)構(gòu)當中，帶抗滑鍵的擋土墻經(jīng)常被利用到了錨固的巖體當中。抗滑鍵可以采用單樁或者是群樁兩種方式，而成樁的形式一般都采用鉆孔的方式予以實現(xiàn)。但是，在軟巖也可以采用挖孔的成樁方式。而埋設(shè)的抗滑鍵深度也不大，通常深度在4 m~6 m之間。當前這種帶支擋結(jié)構(gòu)的抗滑鍵擋土墻運用較為廣泛，尤其是對于那些需要考慮到水平載荷的承載樁存在的載荷-變位關(guān)系、擋土墻后土體壓力的分布特點以及整個擋土墻系統(tǒng)所發(fā)生的變形協(xié)調(diào)關(guān)系等。而目前對于這種帶抗滑鍵的擋土墻的設(shè)計工作研究不夠深入，因此有必要對之進行系統(tǒng)而詳細的分析，得到并總結(jié)出一個帶抗滑鍵的擋土墻設(shè)計的幾個基本程序。

1 帶抗滑鍵的擋土墻

圖1是一個典型的帶抗滑鍵擋土墻體，其中的抗滑鍵是一個錨固與巖體當中的鋼筋混凝土樁。擋土墻與抗滑鍵之間屬于完全的剛性連接，且擋土墻本身的剛度也較大，可以將之視為完全的剛體。在設(shè)計的過程中忽略了擋土墻之前的那一薄層墻前填土帶來的壓力。

圖1 帶抗滑鍵的擋土墻典型結(jié)構(gòu)

根據(jù)帶抗滑鍵擋土墻在工作過程中的受力情況，對之進行受力分解（如圖2所示），并結(jié)合變形協(xié)調(diào)的關(guān)系，得到如下的關(guān)系式。

H=Ea-F

M=Eah-Ge

M1=M

H1=H

U1=U

θ1=θ

在上式當中，H1—擋土墻底部承受的總體水平推力；

M1—擋土墻底部承受的總體水平彎矩；

Ea—作用在擋土墻的總體土壓力；

h—總體土壓力與其作用點之間的距離；

F—墻體底部承受的壓力；

G—分析段墻體承受的總體重量；

e—抗滑鍵承軸心與墻體承重中心的距離。

而H和M分別表示土體作用在抗滑鍵樁部頂端的推力與彎矩；U1、θ1 和U、θ分別表示擋土墻底部水平的位移、轉(zhuǎn)角以及抗滑鍵樁部頂端水平的位移、轉(zhuǎn)角。

2 擋土墻體后部壓力分布的非線性表示

擋土墻體后部承受的壓力E與擋土墻之間的位移S存在非線性關(guān)系，該關(guān)系可以用圖3來進行表示。在具體的工程實踐當中，擋土墻后部土體壓力與結(jié)構(gòu)之間的整移存在著非線性的關(guān)系，可以采用雙曲線公式來進行表達。

圖3 土體壓力—位移之間的非線性關(guān)系

在進行擋土墻體后部壓力的分析過程中，可以分為擋土墻結(jié)構(gòu)發(fā)生與土體相分離的位移以及擋土墻結(jié)構(gòu)發(fā)生朝向土移的位移兩種情況，這里不作具體分析和表述。

3 擋土墻后土體壓力的計算

圖4表示的是擋土墻土體壓力分布情況。假設(shè)擋土墻的實際最大位移要比主動土體壓力所需要的位移量要小。而在實際的工程實踐當中，這種假設(shè)也是與錨固巖體當中的抗滑鍵擋土墻是相符的，假設(shè)完全合理。

結(jié)合圖4，根據(jù)具體的受力分析，可以用下式來進行計算

分析：

這樣，可以利用上式計算出在擋土墻之后的土體的總體壓力以及對應(yīng)的作用點位置，進而能夠計算出H和M值。由于擋土墻體之后所采用的填土可以是粘性土也可以是砂石土，因此在計算的過程中為了方便，可以只考慮墻后是砂石土的情況，而對于實際情況當中的粘性土也可以采用相同的方式計算出來。

在實際的計算過程中，還應(yīng)該對處于水平載荷作用下，根據(jù)

圖4 墻體土體壓力計算圖示

樁體的性質(zhì)，包括柔性樁、剛性樁以及中等柔性樁幾種情況，對樁體的載荷—位移關(guān)系式。由于篇幅所限，這里不作詳細敘述，直接給出對應(yīng)的計算公式。

柔性樁：

剛性樁：

中等柔性樁，應(yīng)該將實際的樁土模量比代入到柔性樁計算

公式，取實際的深徑比代入剛性樁計算公式，分別進行計算。

4 擋墻綜合設(shè)計分析

通過上面對擋土墻體的變形協(xié)調(diào)關(guān)系、后部壓力的非線性表示以及后部土體壓力的計算公式的推導(dǎo)，得到了擋土墻體后部土體壓力的分布情況以及計算公式。同時，抗滑鍵在水平載荷以及彎矩的綜合作用下樁部頂端的載荷-變形關(guān)系的解析表達式子。下面對帶抗滑鍵擋土墻體設(shè)計的步驟進行總結(jié)。

1）以巖體的具體物理參數(shù)以及所設(shè)置的抗滑鍵參數(shù)作為依據(jù)，根據(jù)得到的相關(guān)公式來對樁體的剛度進行判斷，確定是柔性樁、剛性樁還是屬于中等柔性樁。

2）根據(jù)上面判斷得到的結(jié)構(gòu)，并利用對應(yīng)的公式計算出抗滑鍵樁頂部的水平位移U以及轉(zhuǎn)角θ。

3）以擋土墻的具體物理參數(shù)以及墻體填料的物理力學(xué)性能指標為依據(jù)，根據(jù)對應(yīng)的公式計算得到抗滑鍵樁部頂端所承受的剪切應(yīng)力以及所承受的彎矩，最后得到樁體底部的摩擦阻力。

4）根據(jù)第2）、3）兩步中得到的方程式就可以得到在載荷作用下抗滑鍵的水平位移、轉(zhuǎn)角以及作用于其頂部的水平剪切力與彎矩。

5）根據(jù)上一步得到的土體壓力來對擋土墻進行設(shè)計，將獲得的作用力直接作用于抗滑鍵的頂端，對之進行計算，獲得相關(guān)的設(shè)計參數(shù)。

6）在進行設(shè)計的過程中，假若擋土墻的使用區(qū)域位于高級別的地震多發(fā)區(qū)域，而且擋土墻的高度在4 m以上時，這時還應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的規(guī)范對之進行地震校驗。

參考文獻

篇6

關(guān)鍵詞：擋土墻；人工輔助；程序開發(fā)；設(shè)計效率

Abstract: retaining wall in the resettlement project plays an important role, the paper first pointed out the limitations of the existing design methods, through the analysis of research on this basis, the development of a data transformation, retaining walls of the structure size calculation, drawing three procedures through the application overview of the actual case, show a retaining wall artificial aided design systems engineering amount calculated accurate, complete information of the cross-sectional design, the plot high efficiency, a larger value.Keywords: retaining walls; artificial; program development; design efficiency

中圖分類號： TU476+.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

1前言

隨著水電站建設(shè)的蓬勃發(fā)展，移民安置問題成為了比較突出的經(jīng)濟和社會問題，考慮移民的可持續(xù)發(fā)展，移民安置工程的具有一定的特殊性，大多采用生產(chǎn)安置的方式對移民進行集中安置，因此移民安置點大多選址在具有坡度的山腰或山地上，安置點內(nèi)部或周邊原地面銜接處常常出現(xiàn)局部高差，需要進行防護措施處理。擋土墻由于其施工簡單，經(jīng)濟合理，適用條件廣，且能有效地與原有構(gòu)筑物形成統(tǒng)一協(xié)調(diào)的景觀效果，因而在移民安置工程中應(yīng)用廣泛，具有重要的研究意義。

2擋土墻已有輔助設(shè)計程序的局限性

目前在業(yè)界使用且能對擋土墻進行結(jié)構(gòu)尺寸進行分析計算、自動生成CAD圖及匯總工程量的擋土墻設(shè)計軟件只有《擋墻大師》，該軟件是針對公路擋土墻的特點進行開發(fā)的，其特點如下：

擋土墻控制軸線始終以公路軸線為控制參數(shù)，設(shè)計時必須錄入公路相關(guān)信息；

擋土墻設(shè)計荷載均以公路設(shè)計荷載為標準；

設(shè)計界面采用分步錄入設(shè)計參數(shù)方式；

每次只能設(shè)計一條擋土墻。

由于軟件開發(fā)時考慮使用環(huán)境及使用對象不同，《擋墻大師》在移民工程設(shè)計中應(yīng)用時其局限性充分顯現(xiàn)出來，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

移民工程中設(shè)置的擋土墻大部分與公路無關(guān)聯(lián)，為了使用該軟件往往需虛擬一條公路進行設(shè)計；

移民工程中設(shè)置的擋土墻設(shè)計荷載大部分與公路荷載無關(guān)系，而與地面建筑荷載相關(guān)聯(lián)，設(shè)計時需進行荷載換算；

設(shè)計時不能批量錄入數(shù)據(jù)，批量進行設(shè)計；

如有方案變化，需重新按軟件編排的順序進行數(shù)據(jù)錄入。

《擋墻大師》以上的局限性使得在進行擋土墻設(shè)計時效率大幅降低。眾所周知，移民工程設(shè)計周期往往十分緊迫且方案變化頻繁，能開發(fā)一個適合高效進行移民工程擋土墻設(shè)計的軟件是設(shè)計工程師們夢寐以求的事情。

3擋土墻人工輔助設(shè)計系統(tǒng)的程序開發(fā)

人工輔助設(shè)計系統(tǒng)目的在于輔助，其輔助包含兩個層面的意義，一是根據(jù)已知的安全截面和擋土墻的沿線高度變化過程，計算特定樁號的擋土墻截面，并匯總工程量；二是將計算所得的截面信息和工程量信息按標準方式在圖紙上實現(xiàn)批量化輸出。

針對擋土墻人工輔助設(shè)計系統(tǒng)的模型構(gòu)想，目前已經(jīng)開發(fā)出了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、擋土墻（包括衡重擋土墻、仰斜擋土墻、俯斜擋土墻）以及繪圖三套程序，其中核心計算程序采用FORTRAN語言進行編寫，并輔以LISP語言，實現(xiàn)擋土墻的輔助設(shè)計。

3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化程序

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化程序作用是建立擋土墻高度的標準化輸入。擋土墻的具體高度是根據(jù)原地形或者場平設(shè)計高程以及擋土墻具置利用剖面法所得的高差而定的，本程序擬實現(xiàn)從圖紙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為程序輸入標準化數(shù)據(jù)的功能。擋土墻的高度信息包括樁號、墻頂高程、墻底高程三個要素，通過這三個要素便可確定每個樁號的具體墻高，因此，樁號起點、終點以及墻高突變處的信息輸入是重點，中間墻高連續(xù)變化處可通過插值得出。

圖4.1圖4.2圖4.3

圖4.1，4.2，4.3為墻高突變處的三種典型形式，包括墻頂坡度變化、墻底坡度變化以及墻頂墻底高程突變，三種形式的任意一種或是多種情況組合，都是墻高突變處，是墻高輸入的重點，需對其樁號和墻頂墻底高程明確，才能全面的反應(yīng)墻高信息。

3.2 擋土墻墻身結(jié)構(gòu)尺寸計算程序

擋土墻墻身結(jié)構(gòu)尺寸計算程序是人工輔助設(shè)計系統(tǒng)的核心部分，主要是根據(jù)輸入的擋土墻高度數(shù)據(jù)以及分析所得的擋土墻安全截面信息，采用插值的計算方法計算具體樁號處擋土墻的設(shè)計截面，并根據(jù)已知截面計算各項工程量。

為了減少分析的工作量，安全截面針對不同墻高的擋墻僅間隔地確定了其頂寬、臺寬、底寬等信息，而擋墻的高度變化是連續(xù)的，設(shè)計需明確每個樁號處所對應(yīng)墻高的具體截面。為了解決此矛盾，擋土墻程序采用插值的方式，以墻頂寬作為控制要素（擋墻頂寬是影響其外觀的重要因素），進而根據(jù)面坡、背坡等數(shù)據(jù)，確定擋土墻的設(shè)計截面。設(shè)計截面確定以后，對擋土墻進行分段，以輸入數(shù)據(jù)中擋墻墻高突變處為分段節(jié)點，以每段擋墻取其平均截面作為基準截面，計算各項工程量，并匯總得到整條擋墻的工程量。

3.3 繪圖程序

繪圖程序是根據(jù)擋土墻程序所計算的成果，實現(xiàn)計算數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標準的圖紙數(shù)據(jù)輸出，提高設(shè)計工作的效率。其輸出包括以下幾個方面：

1.立面圖。擋土墻立面圖的輸出是數(shù)據(jù)輸入的逆向過程，最主要的任務(wù)是實現(xiàn)其輸出的標準化，減少設(shè)計出圖的工作。主要包括施工縫的標識、樁號的標注、墻底墻頂高程的標注以及相關(guān)的尺寸標注。

2.擋墻截面信息表。截面是擋墻設(shè)計涵蓋信息量最大的部分，采用表格的形式在設(shè)計圖上進行明確，采用分段的形式進行輸出，以施工縫設(shè)置處和擋墻墻高突變處作為輸出的分段節(jié)點。

3.工程量表。擋土墻的工程量涉及項目繁多，也采用表格形式在設(shè)計圖上進行明確，方便施工過程中復(fù)核和計列工程量。

4.擋墻典型截面圖。擋墻典型截面圖主要包括擋墻的形式、欄桿設(shè)置、墊層設(shè)置、排水管設(shè)置、填土示意、墻面坡、墻背坡、墻底坡以及臨時開挖邊坡等內(nèi)容，成塊輸出，減少設(shè)計出圖的工作量。

4應(yīng)用案例

本文以某集鎮(zhèn)作為案例，介紹采用人工輔助設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計擋土墻的過程。

1.分析規(guī)劃場地豎向以及原狀地面高程，布置擋墻，并剖出剖面草圖。

圖5.1

如圖5.1所示，集鎮(zhèn)房屋設(shè)計高程與原地面存在局部高差，由于紅線限制以及原地面的坡度影響，采用擋土墻進行防護。進行擋墻布置后，剖出場平與原地面的相對高程關(guān)系剖面圖。根據(jù)原地面高程確定墻底高程線，考慮擋土墻埋深后根據(jù)場平高程線確定擋墻墻底線，如圖5.2所示。

圖5.2

2.定位擋土墻始點、終點以及墻高突變點，提取相關(guān)點坐標。

如圖5.3所示，對擋土墻始點、終點以及墻高突變點處進行標識（豎直線所示位置），并以擋土墻始點墻底處為坐標原點（1號點），提取各點的坐標（圖中數(shù)字標識處各點的坐標）。

圖5.3

3.運行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序，實現(xiàn)計算數(shù)據(jù)的標準化輸入。

各點的坐標，x值對應(yīng)樁號，y值對應(yīng)相對高差，完全地涵蓋了擋墻的墻高信息，通過轉(zhuǎn)化能夠與計算程序接口，實現(xiàn)標準化輸入。

4.選擇擋墻形式，分析安全截面。

本例中原地形高于場平高程，且后方為山坡，采用仰斜式擋土墻。根據(jù)地質(zhì)和荷載條件，間隔地分析不同墻高的安全截面，將安全截面作為程序計算的邊界條件，為下一步計算提供依據(jù)。

5.運行擋土墻墻身結(jié)構(gòu)尺寸計算程序，計算設(shè)計截面和工程量。

擋土墻程序計算是在后臺進行，能夠根據(jù)輸出的需要生成臨時的計算結(jié)果文件，為下一步標準化輸出做準備。

6.運行繪圖程序，輸出成果。

圖5.4表示了程序輸出圖形的基本效果，其中工程量表格和截面參數(shù)表格放大后如圖5.5和圖5.6所示，圖紙深度能夠達到基本的設(shè)計要求，大大減少了工作量。

圖5.4

圖5.5

圖5.6

7.圖紙修飾。

對輸出的圖紙進行排版整理，檢查并修改細節(jié)，使設(shè)計圖紙滿足出圖要求。

篇7

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路擋土墻設(shè)計土壓力庫倫理論穩(wěn)定截面強度措施

1前言

公路擋土墻是用來支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種構(gòu)造物。在路基工程中，擋土墻可用以穩(wěn)定路堤和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積，防止水流沖刷路基，并經(jīng)常用于整治坍方、滑坡等路基病害。

擋土墻的形式多種多樣，按其結(jié)構(gòu)特點，可分為：石砌重力式、石砌衡重式、加筋土輕型式、砼半重力式、鋼筋砼懸臂式和扶壁式、柱板式、錨桿式、錨定板式及垛式等類型；按其中路基橫斷面上的位置，又可分：路肩墻、路堤墻及路塹墻；按所處的環(huán)境條件，又可分為：一般地區(qū)擋墻、浸水地區(qū)擋土墻及地震地區(qū)擋土墻。考慮擋土墻設(shè)計方案時，應(yīng)與其他工程方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，分析其技術(shù)的可行性、可靠性及經(jīng)濟的合理性，然后才確定設(shè)計方案，并根據(jù)實際情況進行擋土墻的選型。

在山區(qū)公路中，由于地形條件更為復(fù)雜，地勢更為陡峭，因此，擋土墻的應(yīng)用更為廣泛。近幾年來，筆者參加了二十多段、共三百多公里的山區(qū)公路（二、三級）的設(shè)計，主要負責(zé)路基防護工程，特別是擋土墻的設(shè)計，對山區(qū)公路擋土墻的設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗與體會，在此提出，僅供同類工程設(shè)計時參考。

2擋土墻設(shè)計的基礎(chǔ)資料及設(shè)計參數(shù)

2.1基礎(chǔ)資料

擋土墻設(shè)計時，必須具備以下資料：路線平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖，地質(zhì)資料（包括工程地質(zhì)勘察報告、工程物探報告），地震勘探報告，水文資料，總體設(shè)計資料及構(gòu)造物一覽表等。

2.2設(shè)計參數(shù)的選取

2.2.1墻背填料的物理力學(xué)性質(zhì)對于山嶺重丘二、三級公路的擋土墻設(shè)計，當缺乏試驗數(shù)據(jù)時，填料的計算內(nèi)摩擦角及容重可參照表1及表2選用：

表1填料內(nèi)摩擦角ψ參考值

土的種類

塊石

大卵石、碎石類土

小卵石、礫石、粗砂、石屑

中、細砂、砂質(zhì)土

粉砂

粘土

內(nèi)摩擦角（°）

45

40

35

30

26

14-21

表2填料標準容重

土的種類

礫石、碎石、礫質(zhì)土

砂、砂質(zhì)土

粉土、粘性土

（ωl<50%）

石灰土

（石灰10%）

粉煤灰

容重（KN/m3）

20

19

18

18

15

2.2.2墻背摩擦角填土與墻背間的摩擦角δ應(yīng)根據(jù)墻背的粗糙程度及排水條件確定。山區(qū)公路中，對于漿砌片石墻體、排水條件良好，均可采用δ=ψ/2。

2.2.3基底摩擦系數(shù)基底摩擦系數(shù)μ應(yīng)依據(jù)基底粗糙程度、排水條件和土質(zhì)確定。

2.2.4地基容許承載力地基容許承載力可按照《公路設(shè)計手冊·路基》及有關(guān)設(shè)計規(guī)范規(guī)定選取。

2.2.5建筑材料的容重根據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)范規(guī)定選取。

2.2.6砌體的容許應(yīng)力和設(shè)計強度根據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)范規(guī)定選取。

2.2.7砼的容許應(yīng)力和設(shè)計強度根據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)范規(guī)定選取。

3擋土墻的選型

3.1材料選擇

漿砌片石擋土墻取材容易，施工簡便，適用范圍比較廣泛。山區(qū)公路中，石料資源較為豐富，在擋土墻高≤10米時，因地制宜，采用漿砌片石砌筑，可以較好地滿足經(jīng)濟、安全方面的要求。

3.2截面形式選擇

根據(jù)擋土墻結(jié)構(gòu)類型及其特點分析，當墻高＜5時，采用重力式擋土墻，可以發(fā)揮其形式簡單，施工方便的優(yōu)勢。同時，由于山區(qū)公路地面橫坡比較陡峭，若采用仰斜式擋土墻，會過多增加墻高，斷面增大，造成浪費，采用俯斜式擋土墻會比較經(jīng)濟合理。一般在路塹墻、墻趾處地面平緩的路肩墻或路堤墻等情況下，才考慮采用仰斜式擋土墻。當墻高≥5且地基條件較好時，采用衡重式擋土墻，可以有效地減小截面，節(jié)省材料。

3.3位置選擇

在挖方邊坡比較陡峭時，采用路塹擋土墻，可以降低邊坡高度，減少山坡開挖，避免破壞山體平衡；在地質(zhì)條件不良情況下，還可以支擋可能坍滑的山坡土體。

對于采用路肩擋土墻或路堤擋土墻，應(yīng)結(jié)合具體條件考慮，必要時應(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟比較。因為路堤擋土墻承受荷載較大，受力條件較為不利，截面尺寸也較大，所以錄路堤墻與路肩墻的墻高或截面污工數(shù)量較為接近，基礎(chǔ)情況相仿時，采用路肩墻比較有利。

4土壓力的計算

擋土墻設(shè)計的經(jīng)濟合理，關(guān)鍵是正確地計算土壓力，確定土壓力的大小、方向與分布。土壓力計算是一個十分復(fù)雜的問題，它涉及墻身、填土與地基三者之間的共同作用。計算土壓力的理論和方法很多。由于庫倫理論概念清析，計算簡單，適用范圍較廣，可適用不同墻背坡度和粗糙度、不同墻后填土表面形狀和荷載作用情況下的主動土壓力計算，且一般情況下計算結(jié)果均能滿足工程要求，因此庫倫理論和公式是目前應(yīng)用最廣的土壓力計算方法。

4.1庫倫主動土壓力計算公式及計算簡圖

主動土壓力計算公式：

Eα=1/2γH2Ka

式中：Eα——主動土壓力(KN)，γ——土的容重（KN/m3），H——擋土墻高(m)，Ka——庫倫主動土壓力系數(shù)。

《公路設(shè)計手冊·路基》中，以庫倫理論為基礎(chǔ)，按墻后填土表面的形狀和車輛荷載分布情況的不同，推導(dǎo)出各種情況下的主動土壓力計算公式，設(shè)計時可根據(jù)實際情況查表計算。

4.2第二破裂面土壓力的計算

在擋土墻設(shè)計中，當墻背或假想墻背的傾角α1或α’1大于第二破裂面的傾角αi，或作用于墻背或假想墻背的土壓力對墻背法線的傾角δ’小于或等于墻背摩擦角δ時，就會出現(xiàn)第二破裂面，這種情況下，應(yīng)按破裂面出現(xiàn)的位置來求算土壓力。

對于一般常用的俯仰式擋土墻，不會出現(xiàn)第二破裂面，對于衡重臺較寬的衡重式擋土墻，則較易出現(xiàn)第二破裂面。各種邊界條件的第二破裂面主動土壓力計算公式詳見《公路設(shè)計手冊·路基》。

因此設(shè)計過程中，應(yīng)先采用試算的方法，判別第一破裂面出現(xiàn)的位置，計算破裂角，并根據(jù)計算所得的第二破裂面傾角判斷是否會出現(xiàn)第二破裂面，然后再選用合適的公式計算主動土壓力。

5擋土墻的穩(wěn)定驗算及強度驗算

擋土墻的設(shè)計應(yīng)保證其在自重和外荷載作用下不發(fā)生全墻的滑動和傾覆，并保證墻身截面有足夠的強度、基底應(yīng)力小于地基承載力和偏心距不超過容許值。因此在擬定墻身斷面形式及尺寸之后，應(yīng)進行墻的穩(wěn)定及強度驗算。擋墻的驗算方法有二種：一種是采用分項安全系數(shù)的極限狀態(tài)法，另一種是總安全系數(shù)的容許應(yīng)力法。目前國內(nèi)多數(shù)應(yīng)用容許應(yīng)力法設(shè)計擋土墻。下面是采用容許應(yīng)力法進行擋土墻驗算的簡介。

5.1滑動穩(wěn)定驗算

擋土墻沿基底的滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc應(yīng)不小于1.3。計算公式為：

Kc=（W+Ey）f/Ex

式中：W——擋土墻自重，衡重式時，包括衡重臺上的土重(KN)，Ex，Ey——主動土壓力的水平和垂直分力（KN），f——基底摩擦系數(shù)。

設(shè)計中，為增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，常將基底做成向內(nèi)傾斜，以增大滑動穩(wěn)定系數(shù)。基底斜坡坡度一般不超過1:5。

5.2傾覆穩(wěn)定驗算

擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定系數(shù)Ko應(yīng)不小于1.5。計算公式為：

Ko=（WZw+EyZx）/（ExZy）

式中：Zx——Ey對墻趾O點的力臂(m)，Zy——Ex對墻趾O點的力臂(m)，Zw——W對墻趾O點的力臂(m)。

5.3基底應(yīng)力及偏心驗算

基底的合力偏心距e。計算公式為：

e=B/2-Zn=B/2-（WZw+EyZx-ExZy）/（W+Ey）

在土質(zhì)地基上，e≤B/6；在軟弱巖石地基上，e≤B/5；在不易風(fēng)化的巖石地基上，e≤B/4。

當e≤B/6時，墻趾和墻踵處的法向壓應(yīng)力為：

σ1,2=（W+Ey）（1±6e/B）/B≤[σ]

式中，[σ]——地基土修正后的容許承載力（KPa）

[σ]=[σo]+K1γ1（B-2）

式中，[σo]——地基土的容許承載力（KPa），K1——地基土容許承載力隨基礎(chǔ)寬度的修正系數(shù)，γ1——地基土的天然容重（KN/m3）。

當e>B/6時，基底出現(xiàn)拉應(yīng)力，考慮到一般情況下地基與基礎(chǔ)間不能承受拉力，故不計拉力而按應(yīng)力重分布計算基底最大拉應(yīng)力：

σ1=2（W+Ey）/3Zn≤[σ]

若出現(xiàn)負偏心，則上式的Zn改為（B-Zn）。

5.4墻身截面強度驗算

通常選取一、兩個截面進行驗算。驗算截面可選在基礎(chǔ)底面、1/2墻高處或上下墻交界處等。

墻身截面強度驗算包括法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的驗算。剪應(yīng)力包括水平剪應(yīng)力和斜剪應(yīng)力兩種，重力式擋土墻只驗算水平剪應(yīng)力，而衡重式擋土墻還需進行斜截面剪應(yīng)力的驗算。

6采取措施

完成了擋土墻截面設(shè)計及穩(wěn)定、強度驗算之后，必須采取必要的措施，以保證擋土墻的安全性。

6.1基礎(chǔ)加固措施

6.1.1為減少基底壓應(yīng)力，增加抗傾覆的穩(wěn)定性，在墻趾處伸出一臺階，以拓寬基底。墻趾臺階的寬度不小于20cm，臺階高寬比可采用3:2或2:1。

6.1.2地基為軟弱土層時，可用砂礫、碎石、礦渣或灰土等質(zhì)量較好的材料換填，以擴散基底壓應(yīng)力，滿足設(shè)計要求。

6.2排水措施

對于漿砌石擋土墻，應(yīng)在墻前地面以上設(shè)置一排泄水孔。墻較高時，可在墻上部加設(shè)泄水孔。泄水孔采用10×10cm的方孔或圓孔，孔眼間距2~3米，上下排泄水孔錯開設(shè)置。泄水孔進水口應(yīng)設(shè)置反濾材料。

6.3沉降縫與伸縮縫的設(shè)置

為避免地基不均勻沉降引起墻身開裂，需按墻高和地基性質(zhì)的變異，設(shè)置沉降縫，同時，為了減少圬工砌體因收縮硬化和溫度化作用而產(chǎn)生裂縫，需設(shè)置伸縮縫。擋土墻的沉降縫和伸縮縫設(shè)置在一起，每隔10~15m設(shè)置一道，縫寬2~3cm，自墻頂做至基底，縫內(nèi)宜用瀝青麻絮、瀝青竹絨或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料，沿墻的內(nèi)、外、頂三側(cè)填塞，填塞深度不小于15cm。

6.4墻頂與路面的銜接

當墻頂寬大于土路肩寬度時，擋土墻侵入土路肩部分應(yīng)預(yù)留出相當于路面結(jié)構(gòu)厚度部分以鋪筑路面。

6.5車輛安全行駛保障措施

對于路肩墻，其墻頂面以下50cm采用C20砼澆筑，并預(yù)埋鋼筋，在其上設(shè)置防撞欄或防撞墻。

7材料要求

7.1石料須經(jīng)過挑選，質(zhì)地均勻，無裂縫，不易風(fēng)化。

7.2石料的抗壓強度應(yīng)不低于30MPa。

7.3盡量采用較大的石料砌筑，塊石應(yīng)大致方正，其厚度不小于15cm，寬度和長度相應(yīng)為厚度的1.5~2.0倍和1.5~3.0倍。

7.4采用7.5號砂漿砌筑，10號砂漿勾縫。

8設(shè)計體會

8.1設(shè)計參數(shù)的選取

因用于計算主動土壓力的庫倫理論較適用于砂性土，而對于粘性土的壓力計算會存在一定的誤差，所以對于以粘性土做填料的擋土墻計算，設(shè)計參數(shù)如填料的內(nèi)摩擦角等的取值應(yīng)相對保守。由于庫倫理論是一種簡化的土壓力計算方法，所以對于以砂性土做填料的擋土墻，設(shè)計參數(shù)也應(yīng)根據(jù)實際情況取相對保守值。

8.2安全系數(shù)的選取

對墻高≥6m的擋土墻，實際設(shè)計時建議將安全系數(shù)提高20%，以保證其安全性。

8.3墻面坡的選取

出于美觀和施工方便的考慮，一段擋土墻通常都采用一個墻面坡。對于山區(qū)公路擋土墻，采用較陡的墻面坡，可有效減小墻高，節(jié)省材料。一般情況下，重力式擋土墻（俯傾式）、衡重式擋土墻墻面坡取1:0.05，仰斜式擋土墻的墻面坡取1:0.25，均能滿足設(shè)計要求。

8.4墻背坡的選取

仰斜式擋土墻的墻背坡一般不超過1:0.3，具體結(jié)合開挖的臨時邊坡選取。

俯斜式擋土墻的墻背坡一般取1:0.2，隨著墻高增加，墻頂寬度相應(yīng)增大。

對于衡重式路肩擋土墻，當墻高≤8m時，上墻背坡取1:0.25，墻高＞8m而≤10m時，上墻背坡取1:0.3；下墻背坡取1:0.25。若為路堤墻，則上墻背坡應(yīng)相應(yīng)加大。

8.5設(shè)計控制重點

對于俯斜式擋土墻，由于所受土壓力較大，所以設(shè)計時應(yīng)注意其穩(wěn)定和抗傾覆的驗算。對于衡重式擋土墻，一般較容易滿足穩(wěn)定要求，墻身斷面的強度成為擋土墻設(shè)計中主要的控制指標，所以一定要采用高強度的材料砌筑。

篇8

關(guān)鍵詞：減壓式擋土墻 優(yōu)化設(shè)計 風(fēng)險決策研究 黃壁莊水庫

1 問題與思路

1.1 問題的提出

為建設(shè)黃壁莊水庫副壩防滲墻，擬在副壩下游側(cè)樁號2+000和3+750處的壓坡平臺上興建2座產(chǎn)量200m3/h的大型混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)含2個長×寬×高為60×60×8.4m一次儲量7000m3的儲料場和2座2×1.5m3的強制式機組的拌和樓見圖1。由于副壩是整個水庫工程存在隱患最多的部位，水庫主管單位對在壓坡平臺上興建工程嚴加限制：一不得深挖；二不得寬挖。保證在除險加固完成前副壩的安全度汛。在地形條件受限制的情況下，如何確保儲料場按計劃完成，關(guān)鍵在擋土墻設(shè)計。

如何在眾多形式的擋土墻中選擇一種適合現(xiàn)場條件的檔土墻結(jié)構(gòu)是當前必須研究的課題。檔土墻作為一般攔土結(jié)構(gòu)物，常用在閘壩的翼墻和渡槽、倒虹吸的進出口邊墻及其他路堤擋土部位等。對這類工程的優(yōu)化設(shè)計問題往往易被忽視。我們的實踐表明，各類擋土墻的技術(shù)經(jīng)濟效益有著相當大的差別。本項研究，從工程實際出發(fā)，意圖在如減壓式擋土墻、重力式擋土墻、懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻等四種結(jié)構(gòu)中進行雙向優(yōu)選，即進行本類的優(yōu)選設(shè)計和各類之間的優(yōu)選比較，最后確定一種技術(shù)、經(jīng)濟狀況最優(yōu)、現(xiàn)場適應(yīng)性最好的擋土墻方案用于本工程。現(xiàn)將研究過程介紹如下。

1.2 課題研究思路

該課題的研究思路分三步的研究思路。

第一步，首先確定方案比選的統(tǒng)一標準。過去人們的觀點認為擋土墻形狀各異，結(jié)構(gòu)不同，各有優(yōu)缺點，要比較相當困難。實際上任何形式的擋土墻功能都是擋土攔土，因此研究認為，它們的正常擋土狀態(tài)就應(yīng)當是一個統(tǒng)一標準，而這個正常的擋土狀態(tài)正是現(xiàn)行的規(guī)范狀態(tài)，在規(guī)范狀態(tài)下這些參與比選的各類擋土墻是處在同一個設(shè)計水平上，因而可以比較。

第二步，確定優(yōu)化設(shè)計的風(fēng)險決策方法。眾所周知，任何擋土墻的穩(wěn)定性特征值都是擋土墻背填土物理力學(xué)特性的函數(shù)，同時又受地基結(jié)構(gòu)特性的約束；對于擋土墻的經(jīng)濟造價，又與結(jié)構(gòu)特征相關(guān)的工程量及市場物價相關(guān)的分析單價密不可分。顯然，這些都是描述擋土墻特征的隨機變量。鑒于擋土墻具有上述特點，因此可以認為每類擋土墻也是離散隨機變量，采用數(shù)學(xué)期望準則和優(yōu)勢比較準則完全能夠?qū)⒑x散隨機變量的各個方案進行優(yōu)劣比較，按照定義，離散隨機變量的一切可能值Xi與對應(yīng)的概率P（ζ=Xi）的乘積之和稱為數(shù)學(xué)期望，記為Mζ。如果隨機變量只取得有限個值：X1、X2、X3、……Xi，而取得這些值的概率分別是P（x1）、P（x2）、P（x3）……P（xi）則

Mζ=X1P（x1）+X2P（x2）+X3P（x3）……XiP（xi）

運用到風(fēng)險決策中來，以Mζ值最小為最優(yōu)方案。

優(yōu)勢比較準則實際是將方案的技術(shù)效益或造價進行比較。當方案Ⅰ的隨機變量S1、S2、S3、……Si與方案Ⅱ的隨機變量S1、S2、S3、……Si對應(yīng)相減，其值為“0”或“+”值，則方案Ⅰ有優(yōu)勢；若相減后其值為“0”“0”“+”“-”或“0”“0”“-”“-”，則方案Ⅰ不存在優(yōu)勢。

第三步，選取擬比較的能反映方案特性的隨機變量可能值。研究認為，方案的規(guī)范狀態(tài)，擋土墻的墻基應(yīng)力，墻基對圍巖的擾動度參數(shù)——擋土墻的寬高比B/H和相對避擾度、工程造價及相對效益A等值，基本能描述擋土墻的特征，而且這些變量在分析過程中都能一一取得。故以它們作為研究比較的隨機變量是合理的。

第四步，搜索各類擋土墻的規(guī)范狀態(tài)并按數(shù)學(xué)期望準則和優(yōu)勢比較準則分別考核各個待選方案。選出最優(yōu)秀方案。

轉(zhuǎn)貼于 2 各類擋土墻的設(shè)計指標

2.1 確定計算擋土墻的土壓力理論

目前計算土壓力的理論有多種，而各種理論又用各自不同的假設(shè)分析方法來求算土壓力。根據(jù)初步篩選，除減壓式擋土墻外，其余重力式擋土墻，懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻背墻頂與墻踵連線傾角均大于臨界角εer，本工程εer=45-ψ/2。盡管一些方案的墻背可能出現(xiàn)第二滑裂面，盡管采用的計算公式可能出現(xiàn)誤差，為方便起見確定統(tǒng)一采用郎肯主動土壓力理論來計算各類擋土墻的主動±壓力。初步分析估算，計算誤差不會導(dǎo)致大方案比較結(jié)果出現(xiàn)錯位。

有關(guān)郎肯主動土壓力計算公式詳見圖2。

2.2 現(xiàn)行規(guī)范（SD133-84）指標與現(xiàn)場地質(zhì)的物理力學(xué)特性。

現(xiàn)行規(guī)范（SD133-84）指標與現(xiàn)場地質(zhì)的物理力學(xué)特性見表1。

2.3 四種擋土墻的現(xiàn)行規(guī)范狀態(tài)的計算成果

根據(jù)前述2.1和2.2節(jié)確定的數(shù)學(xué)模型和物理力學(xué)指標，無論用手算方式還是計算機搜索都可得到現(xiàn)行規(guī)范狀態(tài)下的擋土墻計算成果。詳見圖2、表2和表3。

表2中的“GF”是“規(guī)范”二字的漢語拼音縮寫；“圍巖相對避擾度”意思指“圍巖避免擾動的相對程度”，此相對值越大表明圍巖受擾動越小，反之則越大。

3 擋土墻優(yōu)化設(shè)計的風(fēng)險決策

3.1 按數(shù)學(xué)期望準則的風(fēng)險決策

采用數(shù)學(xué)期望準則風(fēng)險決策之前先將表2中的第（2）項和第（5）項、表3中的第（12）項集中到表4來，并認為表中所有隨機變量X1、X2、X3的概率P（x1）、P（x2）、P（x3）值均為0.333，則可算出a、b、c、d各方案的數(shù)學(xué)期望Mζ值，詳見表4。

由表4可見，減壓式擋土墻Mζ值較小，而懸臂式擋土墻的Mζ值較大。比較結(jié)果表明，減壓式擋土墻在這四種擋土墻方案中為最優(yōu)方案。

3.2 按優(yōu)勢比較準則的風(fēng)險決策

在進行優(yōu)勢比較準則決策之前，先將表2中的第（3）項第（6）項和表5中的第（13）項集列成表5并進行優(yōu)勢比較。詳見表5。

將表5中各個隨機變量相互比較發(fā)現(xiàn)，減壓式擋土墻對其他三類擋土墻比較均得到“0”“0”“+”“+”，表明減壓式擋土墻方案比較優(yōu)秀，為首選方案。重力式擋土墻和扶臂式擋土墻方案對懸臂式擋土墻，比較結(jié)果也顯示“0”“0”“+”“+”，表明該兩者也有一定優(yōu)勢，可作為備選方案。

總之，無論采用數(shù)學(xué)期望準則還是采用優(yōu)勢比較準則分別對減壓式擋土墻，重力式擋土墻、懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻進行分析，結(jié)果基本一致。在規(guī)范狀態(tài)下，減壓式擋土墻方案對圍巖土擾動較小、較好地適應(yīng)現(xiàn)場受限制的地形條件、工程量及造價較低，是被考核的四個擋土墻方案最具優(yōu)勢者。

4 減壓式擋土墻在黃壁莊水庫除險加固工程混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

4.1 減壓式擋土墻設(shè)計應(yīng)注意事項

混凝土標號應(yīng)為C20以上。進行配筋計算時宜取安全系數(shù)K≥1.4。并且墻底不得有虛土。

4.2 減壓式擋土墻的施工

注意墻體分段施工程序：先澆筑Ⅰ墻基底板——Ⅱ垂直墻體下半部分——Ⅲ減壓平臺以下的土方回填夯實——Ⅳ澆筑減壓平臺——Ⅴ澆筑垂直墻體上半部——Ⅵ減壓平臺以上回填。

4.3 減壓式擋土墻應(yīng)用效果

在儲料場的兩端，總長4×40m=160m，墻高8.4m，墻基寬2.51m的減壓式擋土墻于1998年11月建成投入運用。當儲料7000m3時，減壓平臺以上儲料高度h＞4m，墻頂變形2mm，墻基變形為0，運行正常。此種結(jié)構(gòu)應(yīng)用在儲料場工程，減壓平臺可以代替部分混凝土硬化地面的工程量，一舉兩得，技術(shù)和經(jīng)濟效益明顯。

5 結(jié)語

本項研究采用數(shù)學(xué)期望準則和優(yōu)勢比較準則對不同類型擋土墻方案進行風(fēng)險決策獲得滿意的效果，使工程實際中提出的問題得到解決，是對擋土墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的有益嘗試。

減壓式擋土墻是本項風(fēng)險決策研究比選的出的優(yōu)秀擋土墻方案。在黃壁莊水庫工程應(yīng)用結(jié)果表明，它的擋土效果與其他重力式擋土墻、懸臂擋土墻和扶壁式擋土墻相當，而工程造價僅為其他三類擋土墻的57%—81%、對圍巖的擾動影響僅為其他三類擋土墻的41%—44%，對受限制的土基條件適應(yīng)性較好，技術(shù)和經(jīng)濟效益明顯。宜作閘壩翼墻及一般渠系建筑物進出口過渡段工程的選擇方案。

參考文獻

[1]武漢水利電力學(xué)院.土力學(xué)及巖石力學(xué)[M].北京：水利電力出版社，1979.

篇9

關(guān)鍵詞: 扶壁式擋土墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)點

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A

在我國目前來看由于擋土墻具有結(jié)構(gòu)靈活，減少土石方，增加建筑面積等優(yōu)點，這使擋土墻在實際工程中的應(yīng)用越來越廣泛。在對擋土墻采用一些處理措施后，還能減少地下水和雨水對邊坡的侵蝕作用，有利于邊坡的穩(wěn)定。

一、扶壁式擋土墻的優(yōu)點

鋼筋混凝土扶壁式擋土墻是一種新型擋土支護結(jié)構(gòu)，它沿墻長方向，在懸臂式擋墻的基礎(chǔ)上，每隔一定距離加設(shè)扶壁而成，通過扶壁的連接，立板和墻踵板能夠形成一個受力的整體結(jié)構(gòu)，而扶壁的存在，能大大的提高擋土墻的剛度和整體性，并且扶壁能分擔(dān)相當一部分的土壓力，從而達到減小立板的變形的目的。與其他類型的擋土墻支護結(jié)構(gòu)相比，鋼筋混凝土扶壁式擋土墻具有以下優(yōu)點：

（1）擋土墻可用高度范圍較大，適用范圍廣。鋼筋混凝土扶壁式擋土墻能很好地利用材料的物理力學(xué)性能，充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性能和混凝土的抗壓性能，擋土墻高度可以做的很高。通過調(diào)整扶壁式擋土墻墻趾板的懸臂長度，可以調(diào)整擋土墻的底板的地基反力，使地基反力呈近似均勻分布，較大限度地減小擋土墻基底反力的數(shù)值，從而達到充分利用地基承載性能的目的，使擋土墻能克服地基承載力較低的問題，進而得到廣泛的應(yīng)用。

（2）與重力式擋土墻相比，采用扶壁式擋土墻能節(jié)省大量石料和人工，環(huán)境效益也較好。

（3）施工速度快，能較大幅度的提高施工速度。扶壁式擋土墻工程的主要工程是鋼筋綁扎和混凝土澆注，不像其他類型的擋土墻在施工時，擋土墻墻身施工和填土的回填需要同時交叉進行，施工技術(shù)較成熟，能采用機械化施工，從而大大的縮短工期。

（4）施工可靠度較高，工程質(zhì)量容易控制。在我國，鋼筋混凝土工程的施工應(yīng)用的已經(jīng)非常廣泛，施工技術(shù)也很成熟，施工質(zhì)量一般也能得到保證，施工過程也相對簡單，國內(nèi)的施工隊伍一般較好地完成。而其他類型擋土墻施工工藝相對比較復(fù)雜，對施工人員的技術(shù)要求較高。

圖 1扶壁式擋土墻示意圖

二、扶壁式擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1工程概況

根據(jù)工程勘察報告得知，本工程扶壁式擋土墻所在位置的地層從上往下分別為：

（1）粉質(zhì)粘土，褐色，軟塑，含大量有機質(zhì)及植物根系，韌性中等，分布連續(xù)，層厚 10.5～12.0m。

（2）中砂，局部分布，黃褐色，稍密，稍濕，主要成分為石英、長石，上部為細砂，厚度為 0.5~0.8m，含礫砂和卵石，粘粒含量在 5%左右。層厚 2.5~4.10m。

（3）花崗巖，肉紅色―灰色，粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，巖心呈短，柱長一般5~15mm，主要礦物以石英長石為主，節(jié)理裂隙不發(fā)育，濕，中風(fēng)化。勘察時，此層未穿透。

（4）填土物理參數(shù)如下:內(nèi)摩擦角 φ=35°，重度 γ=19kN/m3，填土與墻背間的內(nèi)摩擦角可取 17.5°。

2扶壁式擋土墻的墻身配筋設(shè)計方法及構(gòu)造要求

扶壁式擋土墻是由立板板、墻踵板、墻趾板和扶壁四部分組成。在進行配筋設(shè)計和裂縫開展寬度驗算前，首先要確定各構(gòu)件的內(nèi)力，然后根據(jù)內(nèi)力計算結(jié)果進行配筋設(shè)計，配筋設(shè)計完成后，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）中的規(guī)定進行裂縫寬度驗算。在進行內(nèi)力計算時，應(yīng)將土壓力作為永久荷載來考慮。在進行地基承載力驗算時，作用在結(jié)構(gòu)上的荷載應(yīng)取荷載效應(yīng)的基本組合，對應(yīng)的永久荷載效應(yīng)的分項系數(shù)取 1.35。在進行裂縫寬度驗算時，作用在結(jié)構(gòu)上的荷載應(yīng)選取荷載效應(yīng)的標準組合，另外考慮到長期作用的影響，對結(jié)構(gòu)剛度應(yīng)進行一定的折減。

1）立板的設(shè)計

扶壁處立板的外伸長度，宜符合懸臂端支座處的彎矩與立板的跨中彎矩相等的原則，一般可取 0.35 倍的扶壁凈距。在進行立板內(nèi)力計算時，一般將其簡化為連續(xù)板或者一邊自由、三邊固定的板。如果立板的高度/立板間距大于 2 時，立板可以按單向連續(xù)板進行計算，但必須考慮底板的約束作用。根據(jù)工程經(jīng)驗，在實際工程設(shè)計中，通常可先將立板劃分成多個水平連續(xù)板帶，然后再進行內(nèi)力計算，這時，將扶壁視作水平連續(xù)板帶的支座。

2）扶壁的設(shè)計

扶壁的作用是與立板形成一整體結(jié)構(gòu)共同承受側(cè)向土壓力，然后將所受到的側(cè)向土壓力傳遞給底板。扶壁可以簡化為 T 形截面梁進行配筋設(shè)計，將扶壁視為T 形梁的腹板，將扶壁兩邊部分立板視為 T 形梁的翼緣。對扶壁進行配筋設(shè)計時，主要考慮的是彎矩和剪力，通常認為，扶壁的根部處的彎矩和剪力為最大。

3）踵板的設(shè)計

墻踵板一般也可以按一邊自由、三邊固定的板或按連續(xù)板進行計算，將扶壁視作墻踵板的支座。墻踵板厚應(yīng)根據(jù)計算確定，板厚不應(yīng)小于 200mm。墻踵板在地基反力和填土的共同作用下，所受外力作用方向一般為豎直向下。

考慮到墻踵板的受力特性，對于平行于立板方向鋼筋，墻踵板應(yīng)雙向設(shè)置受力鋼筋，板上部受拉鋼筋應(yīng)按墻踵板所受最大正彎矩進行配筋設(shè)計，一般應(yīng)通長設(shè)置，如需截斷，則應(yīng)在扶壁中心線附近截斷，墻踵板下部受拉鋼筋一般應(yīng)按支座最大負彎矩進行配筋計算，同時，也可僅在扶壁兩邊各 0.25 范圍內(nèi)設(shè)置。對于垂直于擋土墻立板方向配筋，可僅在墻踵板的板頂配置水平受力鋼筋，具體配筋參數(shù)由立板與墻踵板交點處的彎矩確定，墻踵板受力鋼筋伸入立板深度不應(yīng)小于鋼筋的錨固長度，如有需要，鋼筋可在墻踵板 1/2 位置處截斷。其它位置應(yīng)按構(gòu)造設(shè)置分布鋼筋。

4）趾板的設(shè)計

在進行墻趾板設(shè)計時，可以將其簡化為懸臂板進行內(nèi)力分析，墻踵板在地基反力和填土的共同作用下，所受外力作用方向一般為豎直向下。在進行趾板內(nèi)力計算時，一般都取單位寬度趾板進行受力分析。

考慮到墻趾板的受力特性，墻趾板的受力鋼筋一般設(shè)置在趾板下部，方向為垂直于立板方向。具體配筋參數(shù)由單位寬度趾板的最大彎矩確定，受力鋼筋伸入立板深度不應(yīng)小于鋼筋的最小錨固長度，如果要截斷，一般可將鋼筋在趾板 1/2位置處截斷一半。其它配筋應(yīng)符合構(gòu)造要求。

5）鋼筋混凝土樁的設(shè)計

（1） 樁配筋要求

a.對于端承樁，受力鋼筋宜通長配置；

b.對于水平荷載作用下的摩擦型樁，受力鋼筋長度長度宜采用 4.0/α（α 為樁水平變形系數(shù)）；對于承受較大的豎向荷載的摩擦端承樁，受力鋼筋宜沿樁身分段配筋，樁身局部配筋需加密；對承受負摩阻力和滑坡推力的的鋼筋混凝土樁，受力鋼筋宜應(yīng)通長配置；

c.對于抗拔樁，受力鋼筋宜應(yīng)通長配置；如果由于地震作用或者膨脹作用而導(dǎo)致樁承受拔力，需要配置抗拉筋，抗拉筋可以通常配置，也可以局部配置；

d.對于受水平荷載的樁,主筋應(yīng)采用 HRB335 或 HRB400 型號鋼筋，直徑不宜小于 10mm，根數(shù)不宜小于 8 根；對于抗壓樁和抗拔樁主筋直徑不宜小于 10mm，根數(shù)不宜小于 6 根；縱向主筋應(yīng)沿樁身周邊均勻布置，其凈距不應(yīng)小于 60mm,并盡量減少鋼筋接頭；

e.箍筋宜采用 HPB235 型號鋼筋，直徑為 6~8mm,,每 200~300mm 設(shè)置一道,并宜采用螺旋式箍筋；如果樁基承受的水平荷載比較大或者受地震作用影響，樁頂 3~5 樁徑范圍內(nèi)的箍筋應(yīng)適當進行加密；如果鋼筋籠長度超過 4m，鋼筋籠應(yīng)每隔 2m 設(shè)置一道直徑為 12~18mm 的 HRB335 或 HRB400 型號鋼筋作為焊接加勁箍筋。

（2） 樁身混凝土及保護層厚度要求

a.樁身混凝土標號不得低于 C15；如果在水下灌注混凝土，混凝土標號不得低于 C20；如果采用預(yù)制樁，混凝土標號不得低于 C30;

b.鋼筋混凝土樁主筋的混凝土保護層厚度一般不應(yīng)小于 35mm；對于水下灌注的混凝土樁，混凝土保護層厚度一般不得小于 50mm。

結(jié)論

就目前情況看，現(xiàn)有理論缺乏實際工程數(shù)據(jù)的支持，其適用性還需要進一步的探討。同時，我們也需進一步的完善樁基扶壁式擋土墻的內(nèi)力計算理論。

參考文獻

[1]李家興,趙振興.水力學(xué)[M].南京:河海大學(xué)出版社,2001:40一80.

[2] 《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》（SL 379-2007）

篇10

【關(guān)鍵詞】變電站；擋土墻設(shè)計；計算方法；重力式擋土墻；衡重式擋土墻

衡重式擋土墻和重力式擋土墻是兩種比較常見的擋土墻支護方式。筆者在本文中，以衡重式擋土墻和重力式擋土墻研究對象，分析了它們的結(jié)構(gòu)特點，并在此基礎(chǔ)上探討了衡重式擋土墻和重力式擋土墻的設(shè)計問題，同時對設(shè)計當中的計算方法也進行了闡述。

一、擋土墻基本概述

擋土墻通常是保證構(gòu)建于高差較大、起伏不平等非平坦開闊地帶的變電站工程質(zhì)量的施工措施之一。擋土墻的結(jié)構(gòu)類型相對比較多，但是比較常見的擋土墻結(jié)構(gòu)類型主要包括以下幾種：衡重式擋土墻、重力式擋土墻、懸臂式擋土墻、錨定板式擋土墻、錨桿式擋土墻、樁板式擋土墻、土釘式擋土墻、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式擋土墻、加筋土式擋土墻以及扶壁式擋土墻等。擋土墻的結(jié)構(gòu)類型不同，其適合的地貌特征、工程項目也就不同，具體需要確定在變電站當中使用何種擋土墻，需要綜合考慮以下因素：當?shù)丨h(huán)境、水文地質(zhì)、擋土墻用途、施工經(jīng)驗、技術(shù)經(jīng)濟條件、施工工藝、施工材料尤其是墻址地形。

利用擋土墻，在設(shè)計和建設(shè)變電站工程時，我們不僅能夠在最大程度上降低工程的占地面積、減少變電站的征地面積，同時也可以有效減少挖方施工量，盡可能維持填方和挖方的平衡。為了更好地掌握擋土墻的功能，我們需要對其有比較深入的了解。擋土墻主要包括墻背、墻頂、墻底、墻踵和墻趾等共五個部分，其中，墻背主要是指擋土墻的墻身主體備依靠山體或者填土一側(cè)的工作側(cè)；墻頂主要是擋土墻的頂面部分；墻底主要是指擋土墻的底面部分；墻踵主要是指擋土墻的墻背和墻底之間的交線部位；墻趾主要是指擋土墻的墻面和墻底之間的交線部分。

為了擋土墻設(shè)計計算的方便，我們需要了解以下內(nèi)容：（1）墻背傾角（用 表示），主要是指擋土墻的墻背和豎直面之間形成的夾角；（2）墻高（用 表示），主要是指擋土墻的墻踵到墻頂?shù)拇怪本嚯x；（3）地面傾角（用 表示）；（4）墻背摩擦角（用 表示），主要是指擋土墻的墻背和山體或者填土之間的摩擦角；（5）施工中常用 表示擋土墻的單位墻高和擋土墻長度之間的比。

二、重力式擋土墻的設(shè)計與計算分析

（一）重力式擋土墻的設(shè)計

重力式擋土墻具有結(jié)構(gòu)形式簡單、能夠就地取材、工程適應(yīng)范圍廣、施工容易等優(yōu)點，獲得了廣泛地應(yīng)用，是目前一種最為常見的擋土墻結(jié)構(gòu)形式。重力式擋土墻所需要的砌體既可以選用混凝土預(yù)制塊，也可以選用當?shù)厥希踔聊軌蚶没炷吝M行現(xiàn)場澆注。根據(jù)不同的墻背傾角，我們通常將重力式擋土墻劃分為以下三種：俯斜重力式擋土墻、仰斜重力式擋土墻與豎直重力式擋土墻。在設(shè)計變電站擋土墻所需類型時，應(yīng)該注意，俯斜重力式擋土墻和豎直重力式擋土墻適合在填方邊坡工程中應(yīng)用，而仰斜重力式擋土墻則適合在挖方邊坡工程當中應(yīng)用。需要注意的是，單純根據(jù)主動土的壓力大小這一個指標，建議采用的重力式擋土墻結(jié)構(gòu)類型優(yōu)先等級（從優(yōu)至劣）依次為：仰斜重力式擋土墻豎直重力式擋土墻俯斜重力式擋土墻。另外，仰斜重力式擋土墻雖然墻背承受的土壓力相對比較大，但是后續(xù)的填土壓實施工難度較大，然而相對俯斜重力式擋土墻可以節(jié)省約1/2左右的施工材料；俯斜重力式擋土墻的墻背承受的土壓力相對比較小，但是它的墻身斷面要大于仰斜重力式擋土墻。

重力式擋土墻所采用的填料應(yīng)該具有良好的透水性、穩(wěn)定性以及抗剪強度，如果不能夠滿足以上要求，則非常容易導(dǎo)致重力式擋土墻出現(xiàn)吸水膨脹或者冬季冰脹現(xiàn)象，影響了重力式擋土墻的穩(wěn)定性，所以選擇碎石、礫石或者砂類土作為填料，并進行填夯處理。如果不得已要采用透水性差的粘性土，則應(yīng)該加入一定比例的碎石、礫石或者砂類土進行調(diào)兌。

設(shè)計重力式擋土墻時需要注意，墻背坡度通常采用1：0.25仰斜，仰斜重力式擋土墻的墻背坡度建議不要緩于1：03，俯斜重力式擋土墻的墻背坡度建議保持在1：0.25至1：0.4的范圍之內(nèi)。

（二）重力式擋土墻的計算

第一，規(guī)范推薦按平面滑裂面假設(shè)，計算主動土壓力，是庫侖土壓力的一種改進方法。

圖1 重力式擋土墻主動土壓力計算簡圖

如圖1所示，我們可以得到下述公式：

（2）

在上述公式當中， 表示墻背與水平面的夾角（單位：°）； 表示填土表面與水平面的夾角（單位：°）； 表示墻背與填土之間的摩擦角（單位：°）； 表示填土的內(nèi)摩擦角（單位：°）； 表示填土的粘聚力（單位：kN/m2）。

填料的內(nèi)摩擦角愈大，主動土壓力就愈小；而填料的容重愈大，主動土壓力就愈大。當擋土墻條件符合朗肯或庫侖條件時，可以按照朗肯或庫侖土壓力理論計算主動土壓力。

第二，抗滑移穩(wěn)定性計算。

圖2 重力式擋土墻抗滑移穩(wěn)定性計算簡圖

當抗滑移穩(wěn)定驗算不滿足時，可以采取以下構(gòu)造措施以滿足抗滑移的要求。第一，在基底做向內(nèi)傾斜的逆坡，但傾斜坡度不宜過大，以免墻趾前的土體發(fā)生剪切破壞。對于土質(zhì)地基，基底逆坡坡度不宜大于1：10，對于巖質(zhì)地基，基底逆坡坡度不宜大于1：5。第二，當擋土墻基底摩擦系數(shù)較小時，可以在基底夯填一層150毫米后礫砂或級配碎石，以提高基底摩擦系數(shù)。

三、衡重式擋土墻的設(shè)計與計算分析

（一）衡重式擋土墻的設(shè)計

當擋土墻墻身較高時，可以采用衡重式擋土墻，衡重式墻背在上下墻間設(shè)有衡重臺，利用衡重臺上填土的重力使全墻重心后移，增加了墻身的穩(wěn)定。因采用陡直的墻面，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，在材料用量上比重力式少。

衡重式擋土墻下墻墻背坡度多采用1：0.25至1：0.3仰斜，上墻墻背坡度受墻身強度控制，根據(jù)上墻高度，采用1：0.25至1：0.45俯斜。衡重式擋土墻墻面坡度采用1：0.05，衡重式擋土墻上墻與下墻高度之比，一般采用4：6較為經(jīng)濟合理。

（二）衡重式擋土墻的計算

圖3 衡重式擋土墻計算簡圖

如圖3所示，計算上墻的土壓力時，可以不考慮下墻的影響，可以采用上述的土壓力計算公式進行計算。下墻的土壓力計算較為復(fù)雜，多采用簡化的計算方法，可以采用延長墻背法進行計算。AE為上墻墻背， BC為下墻墻背。先將上墻視為獨立的墻背，用一般的方法求出主動土壓力E1，土壓應(yīng)力分布圖形為abc。計算下墻土壓力時，首先延長下墻墻背CB，交填土表面于D點；以DC為假想墻背，用一般庫倫土壓力理論求算假想墻背的土壓力，其土壓應(yīng)力分布圖形為de；f截取其中與下墻相應(yīng)的部分，即hefg，其合力即為下墻吐壓力E2。

四、結(jié)束語

電力行業(yè)的快速發(fā)展促使得變電站工程數(shù)量不斷增多，變電站工程的選址和施工問題也相應(yīng)地增加不少。因為我國地域廣闊、地形復(fù)雜、現(xiàn)有變電站的地理位置以及周圍建筑群的影響，不是所有的變電站都可以建設(shè)在平坦開闊的地方。所以，建造于非平坦開闊地帶的變電站工程在開工之后，會有較多的挖方施工，形成高度各異的填土邊坡，為了確保變電站工程的絕對安全，需要對這些填土邊坡進行必要的處理，例如，防護、加固或者支擋等。但是施工人員為了降低填土邊坡的占地和開挖施工量問題，通常會采用擋土墻進行支護。合理的設(shè)計和計算是確保擋土墻發(fā)揮其作用的先決條件，在本文中，通過分析和探討衡重式擋土墻和重力式擋土墻的設(shè)計和計算問題，希望能夠為類似工程提供借鑒。

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