抗滑挡土墙

对于多级滑坡或滑坡推力较大时，可分级布设抗滑挡 土墙。
1.2 抗滑挡土墙的设计程序
2 抗滑挡土墙的设计计算
2.1 抗滑挡土墙上力系分析与荷载确定 ➢力系分析 通常将作用于抗滑挡土墙上的力系分为基本力系和附加力系。
基本力系是指由滑坡体和抗滑挡土墙本身产生的下滑力和 阻滑力，它与滑体的大小、容重、滑动面形状和滑面(带) 的抗剪强度指标c、φ值等因素有关。 附加力系是作用于抗滑挡土墙上除基本力系外的其他力， 主要包括：
仰斜式挡墙
直立式挡墙
俯斜式挡墙
常用抗滑挡土墙的断面形式
衡重式挡墙
2. 特点及适用条件
抗滑挡土墙与一般挡土墙类似，但它又不同于一般挡土 墙，主要表现在抗滑挡土墙所承受的土压力的大小、方向、 分布和作用点等方面。一般挡土墙主要抵抗主动土压力，而 抗滑挡土墙所抵抗的是滑坡体的剩余下滑推力。一般情况下， 滑坡推力较主动土压力大。为满足抗滑挡土墙自身稳定的需 要，这要求通常抗滑挡土墙墙面坡度采用1:0.3～1:0.5，甚至 缓至1:0.75～1:1，有时为增强抗滑挡土墙底部的抗滑阻力， 将其基底做成倒坡(逆坡)，或锯齿形；而为了增加抗滑挡土 墙的抗倾覆稳定性和减少墙体圬工材料用量，有时可在墙后 设置1～2m宽的衡重台或卸荷平台。

1H
2
z0
Hka
2c
ka

1 2

H
2ka

2cH
ka

2c2

Ea

1 2

H

z0

Hka
2c
ka

1 2

H
2ka

2cH
ka

2c2

Ea 通过三角形压力分布图abc的形心，即
作用在离墙底 H z0 / 3
无粘性土的主动土压力与z成正比，沿墙高的土 压力是三角形分布。
Ti —第i条块自重Wi的切向分力，kN； Ti Wi sin i
Ni—第i条块自重Wi的法向分力，kN； Ni Wi cosi αi—第i条块滑动面的倾角； ci—第i条块滑动面土的粘聚力，kPa； φi—第i条块滑动面土的内摩擦角； Li—第i条块滑动面的长度，m。
当Ei为正值时，说明滑坡体有下滑力，是不稳定的， 应传给下一条块； Ei为负值时，表示第i条块以上滑坡体 处于稳定状态， Ei不能传递，即下条块计算时按上一条 块的推力为零考虑；Ei为零时，第i条块以上滑坡体也是 稳定的。
e B 6
式中：σmax /σmin —分别表示基底的最大和最小应力，kPa；
B —表示墙底宽度，m； Vk—表示作用在基底面上的竖向合力标准值，kN； e —表示作用在基底面上的竖向合力标准值作用点的偏心距，m；
ξ—合力作用点与墙前趾的距离，m；
MR MO Vk
MR—竖向合力标准值对墙底面前趾的稳定力矩，kN.m； MO—倾覆力标准值对墙底面前趾的倾覆力矩，kN.m。
1.1 抗滑挡土墙的类型、特点和适用条件
抗滑挡土墙是依靠挡墙的自身重量来抵抗滑坡体的推 力。一般情况下，挡墙设在滑坡体的前缘或坡脚部位。要 求挡墙有足够的进入稳定基岩的深度，以确保在挡墙根部 不会产生新的滑动面而失去抗滑作用，同时要保证不会产 生越过墙顶的滑体。
抗滑挡土墙是目前整治中小型 滑坡中应用最为广泛而且较为有效 的措施之一。
当挡土墙移离土体，土中发挥的剪应力使土压力降低，K值下降，直至 土的抗剪强度全部发挥出来，土体发生剪切破坏，达到朗肯主动状态，而 K达到Ka，称主动土压力系数。较为常见。
45o 2
1

3
tan2
45


2


2c
tan
45


2


3

1
tan2
2.2 抗滑挡土墙平面尺寸与高度的拟定
1. 抗滑挡土墙平面尺寸的拟定
由于一般情况下，滑坡推力较主动土压力大，合力作用 点高，因此抗滑挡土墙具有墙面坡度缓、外形矮胖、平面尺 度大的特点，以有利于抗滑挡土墙自身的稳定。故抗滑挡土 墙墙面坡度常采用1:0.3～1:0.5，甚至缓至1:0.75～1:1，其基 底常做成反坡(倒坡、逆坡) 或锯齿形，有时为了增加抗滑挡 土墙的抗倾覆稳定性和减少墙体圬工材料用量，还在墙后设 置1～2m宽的衡重台或卸荷平台。在平面上，抗滑挡土墙一 般应布置在滑坡前缘滑床平缓处。
Ea

1 2

Hka
H

1 2

H
2
ka
Ea的作用点通过三角形压力分布图ABC的形心，距墙 底H/3处。
当无粘性土的填土表面为倾斜平面时(其倾角为β)，
主动土压力σa可按下式计算：
a


z cos
cos cos

cos2 cos2 cos2 cos2
上式算得的σa系作用于过墙踵的铅直截面上，z为 在此截面上的填土表面至考察点的距离(即深度)，σa
作用在挡土墙上的土压力
1.静止土压力合力 E0
如果挡土墙静止不动，在土压力的作用 下不向任何方向发生移动或转动（墙后土体 处于弹性平衡状态），此时作用在墙背上的 土压力称静止土压力合力。
刚度很大的挡土结构如果建筑在坚硬的岩 基上(如岩基上的重力式挡土墙)，或由于结构 构造特点使墙身在土压力作用下不能移动和转 动(如连底的船闸、涵洞的边墙等)，墙身变形 极小，墙后填土的变形也极小。
如果滑动面为折面，根据第i条块的受力情况，剩余下滑力为
Ei KTi Ei1 cos(i1 i ) [Ni Ei1 sin(i1 i )] tan i ci Li i cos(i1 i ) sin(i1 i ) tan i
Ei KTi (Ni tan i ci Li ) Ei1 i 式中： Ei—第i条块的剩余下滑力，kN；
计算断面中有反坡时，由于滑动面倾角为负值，因
而分块Wisinαi也为负值，即它已不是下滑力，而是抗滑 力了。在计算推力时，Wisinαi项就不应乘安全系数K。
➢设计推力的确定
当滑坡推力小于主动土压力时，应把主动土压力作 为设计推力进行设计，但当滑坡推力的合力作用点位置 较主动土压力的作用点高时，挡土墙的抗倾覆稳定性取 其力矩较大者进行验算。即，抗滑挡土墙设计既要满足 抗滑挡土墙的要求，又要满足普通挡土墙的要求。
设计时要求基底最大应力应小于地基承载力，即
max
σγ—地基承载力设计值，kPa
2.4 抗滑挡土墙的稳定性及强度验算
在通常情况下，滑坡推力一般大于主动土压力，但 对于一些中小型滑坡，有可能出现主动土压力大于滑坡 推力的情况。因此在抗滑挡墙设计时，除计算滑坡推力 外，还应计算支挡部位的主动土压力，在两者之间取其 大值进行抗滑挡墙的验算。
2. 抗滑挡土墙高度的拟定
抗滑挡土墙的高度如果不合理的话，尽
管它使滑坡体原来的出口受阻，但滑坡体 可能沿新的滑动面发生越过抗滑挡土墙的 滑动。因此，抗滑挡土墙的合理墙高应保 证滑坡体不发生越过墙顶的滑动。
合理墙高可采用试算的方法确定(如图所示)，先假定一适当的 墙高，过墙顶A点作与水平线成(45o-φ/2)夹角的直线，交滑动面于 a点，以Sa、Aa为最后滑动面，计算滑坡体的剩余下滑力。然后， 再自a点向两侧每隔5°作出Ab、Ac和Ab′、Ac ′…等虚拟滑动面 进行计算，直至出现剩余下滑力的负值低峰为止。若计算结果为 剩余下滑力为正值时，则说明墙高不足，应予增高；当剩余下滑 力为过大的负值时,则说明墙身过高，应予降低。
的方向假定与填土面平行。
若墙背倾斜，可从墙踵作一竖线与填土表面相 交，可将此认为是虚设的垂直光滑的挡土墙墙背， 求出AC面上的主动土压力E1 ，而后按静力平衡 条件计算作用在实际倾斜墙背上的土压力。
C
B
G
1.静止土压力及合力
在墙无任何位移的情况下，K值约为0.40，称为静土压力系数，用K0表示。
0 k0z
填土可视为半无限 弹性体
土类 K0
静止土压力系数K0值
砂土 轻亚粘土 亚粘土
粘土
0.43～0.54 0.54～0.67 0.67～0.82 0.82～1.00
E0

1 2

H
2K0
2.主动土压力及合力
相同条件下
Ea ＜ E0 ＜ EP
土压力系数与墙变位的关系
朗肯土压力理论 (W. J. M. Rankine, 1857)
朗肯土压力理论是根据半空间的应力状态和土体 极限平衡理论建立的，即将土中某一点的极限平衡 条件应用到挡土墙的土压力计算中，其基本假设为：
1）挡土墙是无限均质土体的一部分； 2）墙背垂直光滑； 3）墙后填土面是水平的(也可是倾斜平面)。
如此反复调整墙高，经几次试算直至剩余下滑力为不大的负 值时，即可认为是安全、经济、合理的挡土墙高度。
2.3 地基强度验算
抗滑挡土墙的基底应力、合力偏心距及地基强度验算与
普通重力式挡土墙的验算相同。
max/ min

Vk B
1
6e B
e B 6
max

2Vk
3
min 0
4 边坡工程防治技术
—抗滑挡土墙设计与施工
1 概述
减滑工程
滑
坡
通过排除地表水工程(水沟、防渗工程)、排除
整
地下水工程、截断地下水工程、刷方减重等工程措
治 工
施，而使滑坡运动得以停止或缓和。
Βιβλιοθήκη Baidu
程
抗滑工程
抗滑工程则在于利用抗滑构筑物来支挡滑坡体 运动的一部分或全部，使其附近及该地区的设施及 人民生命财产等免受危害。常用的抗滑工程主要有 抗滑挡土墙和抗滑桩等。
1. 类型
结构 形式
重力式抗滑挡土墙
锚杆式抗滑挡土墙 加筋土抗滑挡土墙
材料
板桩式抗滑挡土墙
浆砌条石抗滑挡土墙 混凝土抗滑挡土墙 钢筋砼抗滑挡土墙 加筋土抗滑挡土墙
重力式抗滑挡土墙
俯斜式挡土墙
墙 仰斜式挡土墙
背 倾
直立式挡土墙
斜
衡重式挡土墙
其它组合式挡土墙
应根据滑坡的性质、类型、自然地质条件、当地的材 料供应情况等条件，综合分析，合理确定。
45


2


2c
tan
45


2

1

3
tan2
45


2

3

1
tan2 45


2

a 3
粘性土： a zka 2c ka
无粘性土：
a zka
a ——主动土压力,单位为（kPa）；
z0

对于深层滑坡体和正在滑移的滑动体，可能因修建挡 土墙进行基础开挖时，加剧滑坡体的滑动，因此这类滑坡 不宜采用抗滑挡土墙，而宜采用其它抗滑整治措施（如抗 滑桩等）。
用抗滑挡土墙整治滑坡，对于小型滑坡(5m)，可直接 在滑坡下部或前缘修建抗滑挡土墙 。对于中、大型滑坡， 抗滑挡土墙常与排水工程、刷土减重工程等整治措施联合 适用。
滑坡推力的计算是在已知滑动 面形状、位置和滑动面(带)上土的 抗剪强度指标的基础上进行的，计 算方法一般采用剩余下滑力法。
如果滑动面为单一平面时，滑坡推力为
E KW sin (W cos tan cL)
式中： E—滑坡体下滑力，kN； W —滑坡体重，kN； α—滑动面与水平面间的倾角； L—滑动面长度，m； c—滑动面土的粘聚力，kPa； φ—滑动面土的内摩擦角； K—安全系数。
（1）作用于滑体上的外加荷载：如：建筑物自重、汽车荷 载等；（可加入自重中） （2）对于水库岸坡，水库蓄水时滑体有水，且与滑带水连 通时，应考虑的动水压力和浮力； （3）滑体两端有贯通主滑带的充水裂隙，则应考虑裂隙水 对滑体的静水压力； （4）其他偶然荷载：如地震力和其他特殊力。
➢滑坡推力的计算
2.主动土压力合力 Ea
如果挡土墙向离开土体方向 移动或转动，墙后土压力逐渐 减小。当位移达到一定值时， 墙后土体即将出现滑裂面（墙 后填土处于主动极限平衡状 态），此时作用在墙背上的土 压力称为主动土压力合力。
E 3.被动土压力合力 P 挡土墙在外力作用下，向 墙背方向移动或转动时，墙挤 压土体，墙后土压力逐渐增大， 当达到某一位移量时，土体即 将上隆（墙后土体处于被动极 限平衡状态），此时土压力达 到最大值，该土压力称为被动 土压力合力。

2c ka
c ——填土的粘聚力，单位为（kPa）；
ka
——主动土压力系数，
ka

tan
2

45o


2

；
——填土的内摩擦角，单位为（ °）。
粘性土主动土压力包括两部分： 一部分是由粘聚力引起的负侧压 力（△ade），一部分是由土的自 重引起的正侧压力（△ abc）。
Ea