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砌石挡土墙稳定的几点经验 ? 砌石挡土墙稳定的几点经验 周郁文 （迪庆州水利水电勘察设计所） 摘要：对江岸式防洪砌石挡土墙进行稳定分析，找出影响其稳定安全的原因，提出解决的措施。 关键词：砌石挡土墙 迪庆州 1　问题的提出 迪庆州所辖金沙江沿岸是香格里拉的鱼米之乡，这里分布着大片肥沃农田和几十个美丽富饶的村庄。是我州经济文化比较发达的地区和粮食主产区，也是洪灾区。每年洪水期间，咆哮的江水总会淹没或冲毁农田，甚至影响村镇的沿江建筑物。多少年来，我们水利部门一直为此修建砌石防洪挡土墙。我们发现在沿江一线修建浆砌石挡土墙时，多数由于基础处理不当或结构设计不合理，有45%以上的挡土墙存在质量问题，有的沉陷变形，有的产生裂缝，甚至倾覆倒塌，造成工程设施局部或整体损坏。而经我在2005年春天设计施工的几处沿江村镇浆砌石挡土墙，由于经过稳定验算，设计合理，对几个关键技术问题进行了处理，工程一直运行良好，特简介如下。 2　地质条件与参数的选取 以我们设计的上江乡士旺防洪挡土墙为例进行计算分析。根据勘测资料，当地土的物理性质为：干容重1.56t/m3，天然湿容重1.85t/m3，饱和容重2.15t/m3，内摩擦角26.5°，粘聚力很小忽略为0，挡土墙基础滑动面上的抗剪摩擦系数为0.4。 江岸滩地的土质属淤泥质土层，是软粘土的一种典型代表，其力学性质主要有：（1）强度极低，标准贯入击数n＜3，故承载力极低。从河海大学《土力学》中选取值一般为9～10t/m2。⑵压缩性很大，压缩系数＞0.05cm2/kg，因此基础沉降很大。⑶渗透性很小。因而固结过程需要较长时间，沉降较慢。 3　结构断面尺寸的选择与比较 3.1普通重力式挡土墙 (1)荷载组合,取完建期（没有江水顶托，属不利运行状态）的情况进行稳定计算与比较，作用的荷载有：挡土墙自重，墙背填土重，水平土压力。由于完建期是在枯水期，故基底浮托力不计。 (2)土压力,按主动土压力公式：pa=0.5rh2ka=9.58t。式中ka为主动土压力系数。ka＝tg2(45-0.5ψ)=0.3829 (3)结构受力分析，如表1。 表1完建期重力式挡土墙受力情况表（取单位长度，对迎水面趾脚求矩） 荷载名称 计算式 竖直力（t） 水平力（t） 力臂（m） 力矩（t-m） 向下 向上 向右 向左 顺时针 逆时针 水平土压力 0.5×1.85×5.22×0.3829 ? ? ? 9.58 1.73 ? 16.57 土重 三角形 0.5×1.8×4.2×1.85 6.99 ? ? ? 2.10 14.68 ? 矩　形 4.2×0.2×1.85 1.55 ? ? ? 2.8 4.34 ? 自重 底板 2.9×1×2.5 7.25 ? ? ? 1.45 10.51 ? 直墙 0.5×4.2×2.5 5.25 ? ? ? 0.65 3.41 ? 斜墙 0.5×1.8×4.2×2.5 9.45 ? ? ? 1.50 14.18 ? 合计 ? 30.49 ? ? 9.58 ? 47.12 16.57 (4)安全验算 合力的偏心距：e=b/2－∑m/∑G=0.45m（偏临水面），其中b为底板宽度。 地基反力：最大бmax＝∑G/A（1＋6e/b）=20.30(t/m2) 最小бmin＝∑G/A（1－6e/b）=0.73(t/m2)，其中A为底板单位长度面积。 压力分布不均匀系数η＝бmax/бmin =27.81＞2,不满足。 平均基底压力б＝(бmax+бmin)/2=10.52，太大，也不满足。 抗滑稳定安全系数kc=f∑G/∑h=1.27＞1.25，满足。 倾稳定安全系数k＝抗倾力矩/倾覆力矩=2.84＞1.20，满足。 从上可看出，基底应力大于淤泥土的允许承载力，且分布不均。故需要进行地基处理。目前工程上常用的一种经济可行的处理方法为“垫层法”。它是以“就地取材”为原则，把靠近基底的淤泥挖去，而代之以人工回填的砂土层作为持力层，其作用有三：①增加地基稳定性。②减少基础沉降量。③加速软土地基的固结，提高地基的强度。 砂垫层设计时，有两种处理办法：一种是假定垫层是基础土质的一部分；一种是假定垫层是建筑基础的一部分。目前通常把砂垫层作为“基础”来考虑。详见后面的计算。 3.2衡重式挡土墙 ??? (1)荷载组合,亦取完建期的情况，荷载与重力式挡土墙大致相同。 (2)水平水压力，与重力式挡土墙相同，为9.58t。 (3)受力分析,如表2。 表2完建期衡重式挡土墙受力情况（取单位长度，对迎水侧趾脚求矩） 荷载名称 计算式 竖直力（t） 水平力（t） 力臂（m） 力矩（t-m） 向下 向上 向右 向左 顺时针 逆时针 水平土压力 0.5×1.85×5.22×0.3829 ? ? ? 9.58 1.73