重力式挡土墙验证结果

挡土墙的截面尺寸一般按试算法确定，即先根据挡土墙场地的工程地质条件、填土性质以及墙身材料和施工条件等，凭经验初步拟定截面尺寸，然后进行验算。如不满足要求，则修改截面尺寸或采取其他措施。

作用在挡土墙上的荷载有：土压力Ea，挡土墙自重G。墙面埋入土中部分受有被动土压力，但一般可忽略不计，其结果偏于安全。

验算挡土墙的稳定性时，仍采用规范GB 50007—2002 的安全系数法，所以计算土压力及挡土墙所受到的重力时，其荷载分项系数采用1.0。验算挡土墙墙体的结构强度时，根据所用的材料，参照有关结构设计规范进行。土压力作为外荷载，应采用设计值，即乘以1.1～1.2 的土压力增大系数。

图5-20　挡土墙抗倾覆稳定验算示意图

1.抗倾覆稳定性验算

从挡土墙破坏的宏观调查来看，其破坏大部分是倾覆。要保证挡土墙在土压力作用下不发生绕墙趾O点的倾覆，如图5-20所示，需要求对O 点的抗倾覆力矩大于倾覆力矩。即抗倾覆安全系数Kt应满足：

式中 Eax——Ea的水平分力，Eax＝Eacos（α＋δ）；

Eaz——Ea的竖向分力，Eaz＝Easin（α＋δ）；

xf——xf＝b—ztgα；

zf——zf＝z—btgα0；

x0——挡土墙重心离墙趾的水平距离，m；

α0——挡土墙的基底倾角，（°）；

α——挡土墙的墙背与竖直线的夹角，（°）；

b——基底的水平投影宽度，m；

z——土压力作用点离墙踵的高度，m。

在软弱地基上倾覆时，墙趾可能陷入土中，力矩中心点内移，导致抗倾覆安全系数降低，有时甚至会沿圆弧滑动而发生整体破坏，因此验算时应注意土的压缩性。验算悬臂式挡土墙时，可视土压力作用在墙踵的垂直面上，将墙踵悬臂以上土重计入挡土墙自重。

若验算结果不能满足式（5-23）要求时，可按以下措施处理：

（1）增大挡土墙断面尺寸，使G 增大，但注意此时工程量也增大。

（2）加大x0，即伸长墙趾。

（3）墙背做成仰斜，可减小土压力。

（4）在挡土墙垂直墙背做卸荷台，形状如牛腿，如图5-21所示，或加预制的卸荷板。则平台以上土压力不能传到平台以下，总土压力减小，且抗倾覆稳定性加大。

图5-21　有卸荷台的挡土墙(www.xing528.com)

图5-22　挡土墙抗滑稳定验算示意图

2.抗滑动稳定性验算

在土压力作用下，挡土墙也有可能沿基础底面发生滑动，如图5-22所示，因此要求基底的抗滑力F1大于其滑动力F2，即抗滑安全系数Ks应满足：

表5-2　土对挡土墙基底的摩擦系数

注 1.对易风化的软质岩石和塑性指数Ip大于22 的粘性土，基底摩擦系数应通过试验确定。
2.对碎石土，可根据其密实度、填充物状况、风化程度等确定。

式中 Gn——G 垂直于墙底的分力，Gn＝Gcosα0；

Gt——G 平行于墙底的分力，Gt＝Gsinα0；

Ean——Ea垂直于墙底的分力，Ean＝Easin（α＋α0＋δ）；

Eat——Ea平行于墙底的分力，Eat＝Eacos（α＋α0＋δ）；

μ——土对挡土墙基底的摩擦系数，宜按试验确定，也可按表5-2 选用。

若验算不能满足式（5-24）要求时，则应采取以下措施加以解决。

图5-23　基底逆坡及墙趾台阶

土质地基n＝0.1；岩石地基n＝0.2；d∶a＝2∶1；a≥20cm

（1）修改挡土墙断面尺寸，以加大G 值。

（2）挡土墙底面做成砂、石垫层，以提高μ值。

（3）挡土墙底做成逆坡，如图5-23所示，以利用滑动面上部分反力来抗滑。

（4）在软土地基上，其他方法无效或不经济时，可在墙踵后加拖板，利用拖板上的土重来抗滑，拖板与挡土墙之间应用钢筋连接。

（5）加大被动土压力（抛石、加载等）。

3.地基承载力与墙身强度验算

挡土墙在自重及土压力的垂直分力作用下，基底压力按线性分布计算。其验算方法及要求完全同天然地基浅基础验算方法，同时要求基底合力的偏心矩不应大于0.25 倍基础的宽度，具体参见第7 章有关内容。挡土墙墙身材料强度应按《混凝土结构设计规范》和《砌体结构设计规范》中有关内容的要求验算。