重力式挡土墙稳定构造措施

挡土墙的构造必须满足强度和稳定性的要求，同时应考虑就地取材、经济合理、施工方便。

1.墙背的倾斜型式

墙型的合理选择，对挡土墙设计的安全和经济有较大的影响，如果按照相同的计算方法和计算指标进行计算，主动土压力以仰斜为最小，直立居中，俯斜最大。因此，就墙背所受主动土压力而言，仰斜墙背较为合理。然而墙背的倾斜型式还应根据使用要求、地形和施工等条件综合考虑确定。一般挖坡建墙宜用仰斜，其土压力小，且墙背可与边坡紧密贴合，墙背仰斜时其坡度不宜缓于1∶0.25（高宽比），且坡面应尽量与墙背平行。如果在填方地区筑墙，可采用直立或俯斜型式，便于施工易使墙后填土夯实，俯斜墙背的坡度不大于1∶0.36。而在山坡上建墙，宜采用直立墙，因为俯斜墙土压力较大，而用仰斜墙时，其墙身较高，使砌筑的工程量增加。

2.墙顶的宽度和墙趾台阶

挡土墙的顶宽如无特殊要求，对于一般块石挡土墙不宜小于0.4m；混凝土挡土墙不宜小于0.2m。当墙高较大时，基底压力常常是控制截面的重要因素。为了使基底压力不超过地基土的承载力，在墙趾处宜设台阶，如图5-23所示。

3.基底逆坡及基底埋置深度

为了增加挡土墙的抗滑稳定性，常将基底做成逆坡，如图5-23所示。但是基底逆坡过大，可能使墙身连同基底下的一块三角形土体一起滑动，因此，一般土质地基的基底逆坡不宜大于1∶10，岩石地基不宜大于1∶5。挡土墙基底埋置深度（如基底倾斜，则基底埋深从最浅的墙趾处计算），应根据地基的承载力、冻结深度、岩石的风化程度、水流冲刷等因素确定，在土质地基中基底埋置深度不宜小于0.5m，在软质岩地基中不宜小于0.3m。

此外，重力式挡土墙每隔10～20m设置一道伸缩缝。当地基有变化时宜加设沉降缝。在拐角处应适当采取加强的构造措施。

4.排水措施及填土质量要求

挡土墙常因排水不良而大量积水，使土的抗剪强度指标下降，土压力增大，导致挡土墙破坏。因此挡土墙应设置泄水孔，其间距宜取2～3m，外斜坡度宜为5%，孔眼尺寸不宜小于100mm。墙后要做好反滤层和必要的排水盲沟，在墙顶地面宜铺设防水层。当墙后有山坡时，还应在坡下设置截水沟。图5-24 给出了两个排水处理工程的实例。

图5-24　挡土墙排水措施举例

墙后填土宜选择透水性较强的填料，如砂土、砾石、碎石等，因这类土的抗剪强度较稳定，即内摩擦角受浸水的影响很小，而且它们的内摩擦角较大，能够显著减小主动土压力。当采用粘性土填料时，宜掺入适量的块石。在季节性冻土地区，墙后填土应选用非冻胀性填料（如炉渣、碎石、粗砂等）。对于重要的、高度较大的挡土墙，不宜采用粘性土填料，因粘性土的性能不稳定，干缩湿胀，这种交错变化将使挡土墙产生较大的侧压力，而在设计中无法考虑，其数值也可能较计算压力大许多倍，以导致挡土墙外移，甚至失去控制发生事故。此外，墙后填土要分层夯实，以提高填土质量。

【例5-4】 某挡土墙高6m，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，用毛石和M5 水泥砂浆砌筑。砌体抗压强度fk＝1.07MPa，砌体重度γk＝22kN/m3，砌体的摩擦系数μ1＝0.6，填土的内摩擦角φ＝40°，c ＝0，γ＝19kN/m3，基底摩擦系数μ＝0.5，地基承载力特征值fa＝180kPa，试设计此挡土墙。

解（1）挡土墙截面尺寸的选择。根据规范要求，初步选择顶宽0.7m，底宽b＝2.5m。

（2）主动土压力计算。由已知符合朗肯理论条件，则有

Ea的作用点距墙底的距离

（3）挡土墙自重及重心。将挡土墙截面分成一个三角形和一个矩形，如图5-25（a）所示，分别计算它们的自重：

W1和W2的作用点离O 点的距离分别为

（4）抗倾覆稳定验算。

（5）抗滑动稳定验算。

（6）地基承载力验算，如图5-25（b）所示。作用在基底的总垂直力

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图5-25　挡土墙稳定性验算示意图

合力作用点离O 点的距离

偏心矩

则基底边缘最大、最小压力为

满足要求。

（7）墙身强度验算。取离墙顶3m处截面I—I，如图5-25（c）所示，验算该截面最大压力Pmax是否小于等于砌体的抗压强度fk；验算主动土压力在截面I—I 处产生的剪应力是否小于等于该截面处的摩擦阻力。

截面I—I以上的主动土压力为

Ea1作用点距I—I截面的距离x1＝1m。

截面I—I以上挡土墙自重为

W3和W4作用点离O1点的距离为

截面I—I上的总法向压力为

N1作用点离O1点的距离为

偏心矩

截面I—I上的最大最小压力为

截面I—I上由W3＋W4产生的摩擦阻力τ1为

截面I—I上由主动土压力Ea1产生的剪应力τ为