沿海地区挡土墙的设计与稳定计算

1 基本情况 近年来，沿海地区修建，复建了较多的排水、防潮闸及橡胶坝等挡水建筑物。在运用过程中，出现质量问题较多的是建筑物两岸及上下游的挡土墙。在对 22 座建筑物的统计中，有 20％的挡土墙出现不同程度的沉降、滑坡、断裂、倾斜现象。其主要原因是：1 地质条件差，地震及其余震时常出现，地基沉降比较严重。海陆交互相地质经 2000 年复测沉降值达 0．11m。2 设计断面不合理，安全系数偏低。3 设计阶段对施工质量及关键环节法律规范不足。因此，选择合理的设计方案和严格的稳定计算是保证挡土墙安全运用的关键。 2 挡土墙设计 （1）挡土墙的形式 工程中基本采纳重力式挡土墙，它具有墙背粗糙地基牢，稳定斜坡推力小的特点。墙背倾斜又分为 3 种形式：直立、前倾、后倾。如图 1 中的（a）、（b）、（c）所示。 （2）挡土墙设计特点 沿海地区地基大部分呈流塑状态，以上 3 种结构型式很难满足设计法律规范要求。经过实践，我们选择了薄壁变异式挡土墙，如图 1 中的（d）所示，即在原重力式挡土墙的基础上，减小壁厚，加大基础面积。这样不仅减小了自身重量，还具有安全稳定减少工程投资的特点。 3 薄壁变异式挡土墙的结构及稳定计算 （1）墙体自重 计算简图如图 2 所示。 其中 W——墙体自重 W——墙体自重加上墙后土的重量 （2）墙侧向土压力 水平地震作用下的总土压力 P′： P′=（1±KhCuCatgφ）P′ （1）式中“＋”和“” 号分别对应于主、被动土压力 Cu——综合影响系数，取 1／4 Ca——地震动土压力系数，查系数表得 4．75 Kh——水平向地震系数，与设计烈度有关，7°以下取 0．1，8、9 度分 另取 0．2 和 0．4 P——静力土压力 P=1／2rH2Ka （2）式中 r ——土的容重 H ——挡土墙的总高度 Ka——静土压力系数。通过试验求得松砂土为 0．4 密砂土为0．7，粘土为 0．5，也可用近似公式计算 Ka=1 sinφ′ （3）式中 φ′——填土的内摩擦角 P′作用在基底以上 1／2H（矩形）或 1／3H（三角形），作用方向与水平方向夹角为 β： β=ε＋φO （4）式中 ε——挡土墙背连线与竖直墙的夹角 φO——墙背面与土之间的内摩擦角，竖直混凝土墙背面 φO=1／3φ′～1／2φ′ （3）挡土墙抗倾覆抗滑动计算 采纳法律规范公式：式中 b ——基底倾覆与墙体形心水平距离 a ——基底倾覆点与土压力作用点距离 Ex、Ey ——土压力的水平、竖直分力 h ——土压力...