规范挡土墙

第1页共25页5.4挡土墙5.4.1一般规定1挡土墙类型应综合考虑工程地质、水文地质、冲刷深度、荷载作用情况、环境条件、施工条件、工程造价等因素，按表5.4.1规定选用。表5.4.1各类挡土墙适用条件挡墙类型适用条件重力式挡土墙适用于一般地区、浸水地区和地震地区的路肩、路堤和路堑等支挡工程。墙高不宜超过12m，干砌挡土墙的高度不宜超过6m。高速公路、一级公路不应采用干砌挡土墙。半重力式挡土墙适用于不宜采用重力式挡土墙的地下水位较高或较软弱的地基上。墙高不宜超过8m。悬臂式挡土墙宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方路段采用。墙高不宜超过5m。扶壁式挡土墙宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方路段采用。墙高不宜超过15m。锚杆挡土墙宜用于墙高较大的岩质路堑地段。可用作抗滑挡土墙。可采用肋柱式或板壁式单级墙或多级墙。每级墙高不宜大于8m，多级墙的上、下级墙体之间应设置宽度不小于2m的平台。锚定板挡土墙宜使用在缺少石料地区的路肩墙或路堤式挡土墙，但不应建筑于滑坡、坍塌、软土及膨胀土地区。可采用肋柱式或板壁式，墙高不宜超过10m。肋柱式锚定板挡土墙可采用单级墙或双级墙，每级墙高不宜大于6m，上、下级墙体之间应设置宽度不小于2m的平台。上下两级墙的肋柱宜交错布置。加筋土挡土墙用于一般地区的路肩式挡土墙、路堤式挡土墙。但不应修建在滑坡、水流冲刷、崩塌等不良地质地段。高速公路、一级公路墙高不宜大于12m，二级及二级以下公路不宜大于20m。当采用多级墙时，每级墙高不宜大于10m，上、下级墙体之间应设置宽度不小于2m的平台。桩板式挡土墙用于表土及强风化层较薄的均质岩石地基、挡土墙高度可较大，也可用于地震区的路堑或路堤支挡或滑坡等特殊地段的治理。2在勘测设计阶段，应对挡土墙地基基础进行综合地质勘察，查明地基地质条件和地基承载能力。设计中应分析预测挡土墙建设对环境产生的影响，确定必要的环境保护方案和植物措施；在施工阶段应采用合理施工方法，尽量减少对环境和相邻路基段的不利影响。3挡土墙可采用锥坡与路堤连接，墙端应伸入路堤内不应小于0.75m，锥坡坡率宜与路堤边坡一致，并宜采用植草防护措施。挡土墙端部嵌入路堑原地层的深度，土质地层不应小于1.5m；风化软质岩层不应小于1.0m；微风化岩层不应小于0.5m。第2页共25页4应根据挡土墙墙背渗水量合理布置排水构造。具有整体式墙面的挡土墙应设置伸缩缝和沉降缝。5挡土墙墙背填料宜采用渗水性强的砂性土、砂砾、碎（砾）石、粉煤灰等材料，严禁采用淤泥、腐殖土、膨胀土，不宜采用粘土作为填料。在季节性冻土区，不应采用冻胀性材料做填料。6路肩式挡土墙的顶面宽度不应占据硬路肩、行车道及路缘带的路基宽度范围，并应设置护栏。高速公路和一级公路的护栏设计应符合《高速公路交通安全设施及施工技术规范》的有关规定。5.4.2荷载1本规范采用以极限状态设计的分项系数法为主的设计方法。2挡土墙构件承载能力极限状态设计采用的一般表达式：RS0（5.4.2-1）),(dfkRRR（5.4.2-2）式中：0――结构重要性系数，按表5.4.2-1的规定采用；S——作用（或荷载）效应的组合设计值；R――挡土墙结构抗力函数；KR――抗力材料的强度标准值；f――结构材料、岩土性能的分项系数；d――结构或结构构件几何参数的设计值，当无可靠数据时，可采用几何参数标准值。表5.4.2-1结构重要性系数0墙高公路等级高速公路、一级公路二级及以下公路≤5.0ｍ1.00.95＞5.0ｍ1.051.0第3页共25页3施加于挡土墙的作用（或荷载），按性质分列于表5.4.2-2。表5.4.2-2荷载分类作用（或荷载）分类作用（或荷载）名称永久作用（或荷载）挡土墙结构重力填土（包括基础襟边以上土）重力填土侧压力墙顶上的有效永久荷载墙顶与第二破裂面之间的有效荷载计算水位的浮力及静水压力预加力混凝土收缩及徐变基础变位影响力可变作用（或荷载）基本可变作用（或荷载）车辆荷载引起的土侧压力人群荷载、人群荷载引起的土侧压力其他可变作用（或荷载）水位退落时的动水压力流水压力波浪压力冻胀压力和冰压力温度影响力施工荷载与各类型挡土墙施工有关的临时荷载偶然作用（或荷载）地震作用力滑坡、泥石流作用力作用于墙顶护栏上的车辆碰撞力4荷载效应组合作用在一般地区挡土墙上的力，可只计算永久作用（或荷载）和基本可变作用（或荷载），浸水地区、地震动峰值加速度值为0.2ｇ及以上的地区、产生冻胀力的地区等，尚应计算其它可变作用（或荷载）和偶然作用（或荷载），作用（或荷载）组合可按表5.4.2-3进行。第4页共25页表5.4.2-3常用作用（或荷载）组合表注：1）洪水与地震力不同时考虑；2）冻胀力、冰压力不与流水压力或波浪压力同时考虑；3）车辆荷载与地震力不同时考虑；5挡土墙上受地震力作用时，应符合现行《公路工程抗震设计规范》的规定。6用于具有明显滑动面的抗滑挡土墙，荷载计算应符合第5.7、7.2节的有关规定。泥石流地段的路基挡土墙，应符合第7.4节的规定。7浸水挡土墙墙背为岩块和粗粒土（粉砂除外）时，可不计墙身两侧静水压力和墙背动水压力。8墙身所受浮力，应根据地基地层的浸水情况按下列原则确定：1)砂类土、碎石类土和节理很发育的岩石地基，按计算水位的100%计算。2)岩石地基按计算水位的50%计算。9作用在墙背上的主动土压力，可按库仑理论计算。应进行墙后填料的土质试验，确定填料的物理力学指标，当缺乏可靠试验数据时，填料内摩擦角可参照表5.4.2-4选用。表5.4.2-4填料内摩擦角或综合内摩擦角（°）填料种类综合内摩擦角φ0内摩擦角φ重度kN/m3粘性土墙高H≤6ｍ35～40――17～18墙高H＞6ｍ30～35――碎石、不易风化的块石――45～5018～19大卵石、碎石类土、不易风化的岩石碎块――40～4518～19小卵石、砾石、粗砂、石屑――35～4018～19中砂、细砂、砂质土――30～3517～18注：填料重度可根据实测资料作适当修正，计算水位以下的填料重度采用浮重度。组合作用（或荷载）名称I挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、填土重力、填土侧压力及其他永久荷载组合II组合I与基本可变荷载相组合III组合II与其他可变荷载、偶然荷载相组合第5页共25页10挡土墙前的被动土压力可不计算，当基础埋置较深且地层稳定、不受水流冲刷和扰动破坏时，可计入被动土压力，但应按表5.4.2-5的规定计入作用分项系数。11车辆荷载作用在挡土墙墙背填土上所引起的附加土体侧压力，可按式（5.4.2—3）换算成等代均布土层厚度计算：qh0（5.4.2—3）式中：0h——换算土层厚度(m)；q——车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m，取20kN/m2；墙高大于10m，取10kN/m2；墙高在2m～10m之内时，附加荷载强度用直线内插法计算。作用于墙顶或墙后填土上的人群荷载强度规定为3kN/m2；作用于挡墙栏杆顶的水平推力采用0.75kN/m，作用于栏杆扶手上的竖向力采用1kN/m。——墙背填土的重度（kN/m3）。12挡土墙按承载能力极限状态设计时，除另有规定外，常用作用（或荷载）分项系数可按表5.4.2-5的规定采用。表5.4.2-5承载能力极限状态作用（或荷载）分项系数情况荷载增大对挡土墙结构起有利作用时荷载增大对挡土墙结构起不利作用时组合I，IIIIII，IIIII垂直恒载G0.901.20恒载或车辆荷载、人群荷载的主动土压力1Q1.000.951.401.30被动土压力2Q0.300.50水浮力3Q0.951.10静水压力4Q0.951.05动水压力5Q0.951.205.4.3基础设计与稳定性计算1基底合力的偏心距ｅ0可按下式计算：第6页共25页ddNMe0（5.4.3-1）式中：Nd——作用于基底上的垂直力组合设计值（kN/m）；Μd——作用于基底形心的弯矩组合设计值（MPa）。2挡土墙地基计算时，各类作用（或荷载）组合下，作用效应组合设计值计算式中的作用分项系数，除被动土压力分项系数3.02Q外，其余作用（或荷载）的分项系数规定均等于1。3基底压应力应按下列公式计算：6Be时，BeANd61,21（5.4.3-2）位于岩石地基上的挡土墙6Be时，1132dN，02（5.4.3-3）012eB（5.4.3-4）式中：1――挡土墙趾部的压应力（kPa）；2――挡土墙踵部的压应力（kPa）；B――基底宽度（ｍ），倾斜基底为其斜宽；A――基础底面每延米的面积，矩形基础为基础宽度B×1（m2）。基底合力的偏心距0e，对土质地基不应大于B/6；岩石地基不应大于B/4。基底压应力不应大于基底的容许承载力0；基底容许承载力值可按现行《公路桥涵地基与基础设计规范》的规定采用，当为作用（或荷载）组合Ⅲ及施工荷载时，且0＞150kPa时，可提高25%。4挡土墙宜采用明挖基础。基底建筑在大于5%纵向斜坡上的挡土墙，基底应设计为台阶式。基础位于横向斜坡地面上时，前趾埋入地面的深度和距地表的水平距离应满足表5.4.3-1的要求。表5.4.3-1斜坡地面基础埋置条件土层类别最小埋入深度ｈ（ｍ）距地表水平距离L（ｍ）第7页共25页较完整的硬质岩石0.250.25～0.50一般硬质岩石0.600.60～1.50软质岩石1.001.00～2.00土质≥1.001.50～2.505基础的埋置深度应符合下列要求：1)当冻结深度小于或等于1ｍ时，基底应在冻结线以下不小于0.25ｍ，并应符合基础最小埋置深度不小于1ｍ的要求。2)当冻结深度超过1ｍ时，基底最小埋置深度不小于1.25ｍ，还应将基底至冻结线以下0.25ｍ深度范围的地基土换填为弱冻胀材料。3)受水流冲刷时，应按路基设计洪水频率计算冲刷深度，基底应置于局部冲刷线以下不小于1ｍ。4)路堑式挡土墙基础顶面应低于路堑边沟底面不小于0.5ｍ。5)在风化层不厚的硬质岩石地基上，基底一般应置于基岩表面风化层以下；在软质岩石地基，基底最小埋置深度不小于1ｍ。6挡土墙的滑动稳定方程与抗滑稳定系数按下列公式计算：1）滑动稳定方程：0tan1.1tantan1.121010201pQxQyQpQxyQEEEGEEEG（5.4.3-5）式中：G——作用于基底以上的重力（kN），浸水挡土墙的浸水部分应计入浮力；yE——墙后主动土压力的竖向分量（kN）；xE——墙后主动土压力的水平分量（kN）；pE――墙前被动土压力的水平分量（ｋN），当为浸水挡土墙时，pE＝0；0——基底倾斜角（°），基底为水平时，0=0；21,QQ――主动土压力分项系数、墙前被动土压力分项系数，可按表5.4.2-5的规定采用；――基底与地基间的摩擦系数，当缺乏可靠试验资料时，可按表5.4.3-2的规定采用；第8页共25页表5.4.3-2基底与基底土间的摩擦系数μ地基土的分类摩擦系数μ软塑粘土0.25硬塑粘土0.30砂类土、粘砂土、半干硬的粘土0.30～0.40砂类土0.40碎石类土0.50软质岩石0.40～0.60硬质岩石0.60～0.702）抗滑动稳定系数cK按下式计算：00tantanNEEEENKxppxc（5.4.3-6）式中：N――作用于基底上合力的竖向分力（ｋN），浸水挡土墙应计浸水部分的浮力；pE――墙前被动土压力水平分量的0.3倍（ｋN）。7挡土墙的倾覆稳定方程与抗倾覆稳定系数按下列公式计算：1)倾覆稳定方程：08.021ppQyxxyQGZEZEZEGZ（5.4.3-7）式中：GZ――墙身重力、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）；xZ――墙后主动土压力的竖向分量到墙趾的距离（ｍ）；yZ――墙后主动土压力的水平分量到墙趾的距离（ｍ）；pZ――墙前被动土压力的水平分量到墙趾的距离（ｍ）；2)抗倾覆稳定系数0K按下式计算：yxppxyGZEZEZEGZK0（5.4.3-8）8在本规范