重力式挡土墙

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。

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：R S ≤0γ （5.4.2-1）),(d fkR R R αγ= （5.4.2-2）式中：0γ――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；K R ――抗力材料的强度标准值；f γ――结构材料、岩土性能的分项系数；d α――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0γ3 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。

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（°）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。

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：γqh =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2 m ，取20kN/m 2；墙高大于10 m ，取10kN/m 2；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/m 2；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 。

γ——墙背填土的重度（kN/m 3）。

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5.4.3 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：ddN Me =0 （5.4.3-1）式中：N d ——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 γ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σ应按下列公式计算：6B e ≤时，⎪⎭⎫⎝⎛±=B e A N d 61,21σ （5.4.3-2） 位于岩石地基上的挡土墙6B e >时，1132ασd N =，02=σ（5.4.3-3）012e B -=α （5.4.3-4）式中：1σ――挡土墙趾部的压应力（kPa ）； 2σ――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（m 2）。

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[]0σ；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[]0σ＞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5 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：()[]()0tan 1.1tan tan 1.121010201>+-++-++p Q x Q y Q p Q x yQ E E E G E E EG γγαγμαγαγ （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；y E ——墙后主动土压力的竖向分量（kN ）；x E ——墙后主动土压力的水平分量（kN ）；p E ――墙前被动土压力的水平分量（ｋN ），当为浸水挡土墙时，p E ＝0；0α——基底倾斜角（°），基底为水平时， 0α=0；21,Q Q γγ――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； μ――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；表5.4.3-2基底与基底土间的摩擦系数μ2） 抗滑动稳定系数c K 按下式计算：()[]0tan tan αμαN E E E EN K x p p xc -'+'-+=（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；p E '――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>+-+pp Q y x x y Q GZE Z E Z E GZγγ （5.4.3-7）式中：G Z ――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）；x Z ――墙后主动土压力的竖向分量到墙趾的距离（ｍ）；y Z ――墙后主动土压力的水平分量到墙趾的距离（ｍ）； p Z ――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：yx ppx y GZ E Z E Z E GZK '++=0 （5.4.3-8）8 在本规范规定的墙高范围内，验算挡土墙的抗滑动和抗倾覆稳定时，稳定系数不宜小于表5.4.3-3的规定。

表5.4.3-3抗滑动和抗倾覆的稳定系数9 设置于不良土质地基、表土下为倾斜基岩地基及斜坡上的挡土墙，应对挡土墙地基及填土的整体稳定性进行验算，其稳定系数不应小于1.25。

5.4.4重力、半重力式挡土墙设计计算1 构造要求1) 墙顶宽度，当墙身为混凝土浇筑时，不应小于0.4m ；当为浆砌时，不应小于0.5m ；当为干砌圬工时，不应小于0.6m 。

2) 应根据墙趾处地形情况及经济比较，合理选择重力式挡土墙墙背坡度。

3) 衡重式路肩挡土墙的衡重台与上墙背相交处应采取适当的加强措施，提高该处墙身截面的抗剪能力。

4) 半重力式挡土墙应按弯曲抗拉强度和刚度计算要求，确定立壁与底板之间的转折点数。

端部厚度不应小于0.4m ，底板的前趾扩展长度不宜大于1.5m 。

2 设计计算1） 重力式、半重力式挡墙的作用（或荷载）计算，应符合第5.4.2条的规定。

2） 重力式、半重力式挡墙应满足第5.4.3条基础设计与稳定性计算的规定。

3） 重力式挡土墙、半重力式挡土墙的墙身材料强度可按现行《公路砖石混凝土桥涵设计规范》的规定采用。

必要时应做墙身的剪应力检算。

4） 重力式挡土墙按承载能力极限状态设计时，在某一类作用（或荷载）效应组合下，作用（或荷载）效应的组合设计值，可按公式（5.4.4—1）计算。

圬工构件或材料的抗力分项系数f γ，按表5.4.4-1采用。

∑∑+=)(Qik iQ Gik G ZLS S S γγψ（ 5.4.4—1）式中 S ——作用（或荷载）效应的组合设计值；Qi G 、γγ——作用（或荷载）的分项系数，按表5.4.2—5采用；Gik S ——第i 个垂直恒载的标准值效应；Qik S ——土侧压力、水浮力、静水压力、其他可变作用（或荷载）的标准值效应。