水工挡土墙设计规范(SL-379-2007)
本作品内容为水工挡土墙设计规范(SL-379-2007)，格式为 doc ，大小 455208 KB ，页数为 241页
("a中华人民共和国水利行业标准SL×××－××××水工挡土墙设计规范Designspecificationforhydraulicretainingwall(送审稿)××××－××－××发布××××－××－××实施《水工挡土墙设计规范》编制组2006年5月前言水利部水利水电规划设计管理局水规局科〖2001〗1号“关于下达2001年度水利水电勘测设计技术标准制定、修订项目计划及主编单位的通知”将《水工挡土墙设计规范》(以下简称“本规范”)列为水利行业标准的制定标准项目，并指定由江苏省水利勘测设计研究院负责编制。据此，编制本规范。aa本规范共9章17节175条和3个附录，其主要技术内容包括：总则、术语、级别划分、设计标准、工程布置、荷载、稳定计算、结构计算和地基处理等。本规范是我国首次编制的水工挡土墙设计规范。在编制过程中，总结了国内水工挡土墙的主要设计方法，参考了有关工程实践经验和科学研究成果，经多方面征求意见，并反复讨论和修改后，由本规范主持机构审定。本规范的强制性条款有：×××、×××、×××、..(条款号待定)，并以黑体字标识。本规范批准部门：中华人民共和国水利部本规范主持机构：水利部水利水电规划设计管理局本规范解释单位：水利部水利水电规划设计总院本规范主编单位：江苏省水利勘测设计研究院有限公司本规范出版、发行单位：中国水利水电出版社本规范主要起草人：张平易陈登毅许宗喜宦国胜顾美娟何定恩本规范审查会议技术负责人：×××本规范体例格式审查人：×××aa目次aa1总则┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(1)2术语┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(2)3级别划分┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(4)4设计标准┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(5)5工程布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(8)5.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(8)5.2结构布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(8)5.3防渗与排水布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(11)6荷载┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(13)6.1荷载分类及其组合┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(13)6.2荷载计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(14)7稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(15)7.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(15)7.2抗渗稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(16)7.3抗滑稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(17)7.4抗倾覆稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(20)7.5抗浮稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(21)7.6地基整体稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(21)7.7地基沉降计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(22)8结构计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(23)8.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(23)8.2结构应力分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(24)9地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(26)9.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(26)9.2岩石地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(26)9.3土质地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(26)附录Ａ土压力计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(32)附录Ｂ挡土墙稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(42)附录Ｃ挡土墙结构计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(48)本规范用词说明┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(54)条文说明┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(55)1总则aa1.0.1为适应水利水电工程建设需要，统一水工挡土墙的设计标准和技术要求，提高水工挡土墙设计水平，做到技术先进、安全可靠、实用耐久、经济合理、管理方便，特制定本规范。1.0.2本规范适用于新建、扩建的水工挡土墙设计。水工挡土墙的加固、改建设计可参照使用。对于有特殊要求的1级水工挡土墙设计，以及采用新型结构或受力复杂的挡土墙设计，应进行专门研究。aa1.0.3水工挡土墙设计应认真搜集和整理各项基本资料。选用的基本资料应准确可靠，满足设计要求，并与所属水工建筑物相协调。1.0.4水工挡土墙设计应从实际出发，广泛吸取工程实践经验，积极采用新结构、新材料、新技术、新工艺。1.0.5水工挡土墙的安全监测设计应与所属水工建筑物设计统一编制。1.0.6水工挡土墙设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。2术语2.0.1水工挡土墙hydraulicretainingwall附属于水工建筑物的承受土压力、防止土体塌滑的挡土建筑物。2.0.2永久性水工挡土墙permanenthydraulicretainingwall水利水电工程运用期间长期使用的挡土建筑物。2.0.3临时性水工挡土墙temporaryhydraulicretainingwall为水利水电工程施工及维修期间使用而修建的挡土建筑物。2.0.4岸墙sidewall修建在河岸或与水工建筑物相连接，用以挡土的建筑物。2.0.5翼墙wingwall修建在水工建筑物上、下游两侧，用以引导水流并兼有挡土及侧向防渗作用的建筑物。2.0.6重力式挡土墙gravityretainingwall由墙身和底板构成的、主要依靠自身重量维持稳定的挡土建筑物。2.0.7半重力式挡土墙semi－gravityretainingwall为减少圬工砌筑量而将墙背建造为折线型的重力式挡土建筑物。2.0.8衡重式挡土墙shelfretainingwsll墙背设有衡重台(减荷台)的重力式挡土建筑物。2.0.9悬臂式挡土墙cantileverretainingwall由底板及固定在底板上的悬臂式直墙构成的，主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。aa2.0.10扶壁式挡土墙(扶垛式挡土墙)counterfortretainingwall由底板及固定在底板上的直墙和扶壁构成的，主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。2.0.11空箱式挡土墙chamberretainingwall由底板、顶板及立墙组成空箱状的，依靠箱内填土或充水的重量维持稳定的挡土建筑物。2.0.12连拱式挡土墙multipearchretauningwall临土侧由倾斜连续拱圈组成的空箱式挡土建筑物。2.0.13板桩式挡土墙sheep-pileretainingwall利用板桩挡土，依靠自身锚固力或设帽梁、拉杆及固定在可靠地基上的锚碇墙维持稳定的挡土建筑物。aa2.0.14锚杆式挡土墙anchorretainingwall利用板肋式、格构式或排桩式墙身结构挡土，依靠固定在岩石或可靠地基上的锚杆维持稳定的挡土建筑物。2.0.15加筋式挡土墙reinforcedretainingwall利用较薄的墙身结构挡土，依靠墙后布置的土工织物减少土压力以维持稳定的挡土建筑物。2.0.16前趾foretoe为调整挡土建筑物重心，其底板向墙前挑出一定长度的部分。3级别划分3.0.1水工挡土墙应根据所属水工建筑物的设计级别，按挡土墙的作用和重要性划分级别，其级别应按表3.0.1确定。表3.0.1水工挡土墙级别划分所属水工建筑物级别永久性挡土墙级别临时性挡土墙级别主要部位挡土墙次要部位挡土墙1134223433454455555─注：1、主要部位挡土墙是指处于水工建筑物防渗段范围内的岸墙、翼墙，以及一旦失事将直接危及所属水工建筑物安全或严重影响工程效益的挡土墙；2、次要部位挡土墙是指失事后不致直接危及水工建筑物安全或对工程效益影响不大并易于修复的挡土墙。aa所属水工建筑物的级别可分别按现行的国家标准《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288－99)、《堤防工程设计规范》(GB50286－98)、《泵站设计规范》(GB/T50265－97)和现行的水利行业标准《水利水电工程等级划分及设计标准》(SL252－2000)、《水闸设计规范》(SL265－2001)、《溢洪道设计规范》(SL253－2000)等标准的规定确定。3.0.2城市防洪工程中水工挡土墙的级别，应按现行的行业标准《城市防洪工程设计规范》(CJJ50－92)的规定确定。、3.0.3对于特别重要的特大型水利水电工程，其临时性挡土墙的级别，应根据被保护对象的规模、作用及重要性研究确定，但其最高级别不应高于或等同于被保护对象的级别。3.0.4位于防洪(挡潮)堤上具有直接防洪(挡潮)作用的水工挡土墙，其级别不应低于所属防洪(挡潮)堤的级别。3.0.5对失事后直接危及所属水工建筑物安全，或采用实践经验较少的新型结构的2～5级永久性挡土墙，经论证并报主管部门批准后可提高一级设计；对失事后造成损失不大或影响较小的1～4级永久性挡土墙，经论证并报主管部门批准后可降低一级设计。4设计标准aa4.0.1永久性水工挡土墙的洪水标准应与所属水工建筑物的洪水标准一致。所属水工建筑物的洪水标准应按现行的国家标准《防洪标准》(GB50201－94)、GB50288－99、GB50286－98、GB/T50265－97和现行的水利行业标准SL252－2000、SL265－2001、SL253－2000等标准的规定确定。4.0.2城市防洪工程中永久性水工挡土墙的洪水标准，应按现行的行业标准CJJ50－92的规定确定。4.0.3临时性水工挡土墙的洪水标准应根据水文、气象等条件，结合当地工程经验，按表4.0.3的规定幅度合理选定。对失事后果严重的重要工程，应考虑遭遇超标准洪水的应急措施。表4.0.3临时性水工挡土墙洪水标准aa临时性挡土墙级别45洪水重现期(a)10～55～3对于特别重要的特大型水利水电工程中的临时性挡土墙，其洪水标准应作专门研究。4.0.4不允许漫顶的水工挡土墙墙前有挡水或泄水要求时，墙顶的安全加高值不应小于表4.0.4规定的下限值。表4.0.4水工挡土墙墙顶安全加高下限值(m)运用情况挡土墙级别12、34、5挡水正常运行水位0.70.50.3最高挡水位0.50.40.2泄水设计洪水位1.51.00.5校核洪水位1.00.70.4城市防洪工程中的水工挡土墙，其墙顶安全加高值应按现行的行业标准CJJ50－92的规定确定。aa4.0.5永久性水工挡土墙的抗震设防标准应根据现行的国家标准《中国地震动参数区划图》(GB18306－2001)确定，并应与所属水工建筑物的抗震设防标准相协调。4.0.6对于砌石挡土墙，不论其级别，其结构构件强度安全系数应按表4.0.6的规定采用。表4.0.6砌石挡土墙结构构件强度安全系数受力特征荷载组合基本特殊受压2.402.00受拉、受弯和受剪3.302.604.0.7混凝土挡土墙结构构件强度安全系数应按表4.0.7的规定采用。表4.0.7混凝土挡土墙结构构件强度安全系数受力特征挡土墙级别及荷载组合12、34、5基本特殊基本特殊基本特殊按抗压强度计算的受压、局部承压构件1.801.651.701.551.601.45按抗拉强度计算的受压、受弯、受拉构件2.802.302.652.202.502.104.0.8钢筋混凝土挡土墙结构构件强度安全系数应按表4.0.8的规定采用。表4.0.8钢筋混凝土挡土墙结构构件强度安全系数受力特征挡土墙级别及荷载组合12、34、5基本特殊基本特殊基本特殊偏心受压构件、局部承压、斜截面受剪、受扭1.701.551.601.451.501.40受弯构件1.651.451.501.401.401.35aa4.0.9不允许出现裂缝的钢筋混凝土挡土墙结构构件，其抗裂安全系数应按表4.0.9的规定采用。表4.0.9钢筋混凝土挡土墙结构构件抗裂安全系数受力特征挡土墙级别12、34、5小偏心受拉1.251.201.15受弯、偏心受压、大偏心受拉1.151.101.054.0.10需要验算裂缝开展宽度的钢筋混凝土挡土墙结构构件，其最大裂缝宽度的计算值不应大于表4.0.10规定的允许值。表4.0.10钢筋混凝土挡土墙结构构件最大裂缝开展宽度的允许值结构所处条件最大裂缝开展宽度的允许值(mm)经常处于水下水质无侵蚀性水力梯度小于或等于200.30水力梯度大于200.20水质有侵蚀性水力梯度小于或等于200.25水力梯度大于200.15水位变动区水质无侵蚀性年冻融循环次数小于或等于500.25年冻融循环次数大于500.15水质有侵蚀性或海水0.15经常处于水上0.30aa4.0.11沿挡土墙基底面的抗滑稳定安全系数不应小于表4.0.11规定的允许值。表4.0.11沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数的允许值荷载组合土质地基岩石地基挡土墙级别按公式(7.3.5-1)计算时按公式(7.3.6)计算时挡土墙级别12、34、512、34、5基本组合1.351.251.151.101.051.003.00特殊组合Ⅰ..1.201.101.051.051.001.002.50Ⅱ..1.101.051.001.002.30注：..特殊组合Ⅰ..适用于施工情况及校核洪水位情况，..特殊组合Ⅱ..适用于地震情况。aa4.0.12当土质地基上的挡土墙沿软弱土体整体滑动时，按瑞典圆弧法或折线滑动法计算的抗滑稳定安全系数不应小于表4.0.11规定的允许值。4.0.13当岩石地基上的挡土墙沿软弱结构面整体滑动时，按公式(7.3.6)计算的稳定安全系数允许值，可按表4.0.11中相应规定的允许值降低0.5采用。4.0.14有锚碇的板桩式挡土墙，其锚碇墙抗滑稳定安全系数不应小于表4.0.14规定的允许值。表4.0.14锚碇墙抗滑稳定安全系数的允许值荷载组合挡土墙级别12、34、5基本组合1.501.401.30特殊组合1.401.301.204.0.15对于加筋式挡土墙，不论其级别，基本荷载组合条件下的抗滑稳定安全系数不应小于1.40，特殊荷载组合条件下的抗滑稳定安全系数不应小于1.30。4.0.16挡土墙的抗倾覆安全系数不应小于表4.0.16规定的允许值。表4.0.16挡土墙抗倾覆安全系数的允许值荷载组合挡土墙级别12、34、5基本组合1.601.501.40特殊组合1.501.401.30aa4.0.17对于空箱式挡土墙，不论其级别和地基条件，基本荷载组合条件下的抗浮稳定安全系数不应小于1.10，特殊荷载组合条件下的抗浮稳定安全系数不应小于1.05。5工程布置5.1一般规定5.1.1水工挡土墙布置应根据工程所在地的地形、地质、水流等条件以及所属水工建筑物的总体布置、功能、特点、运用要求等确定，做到紧凑合理、协调美观。5.1.2水工挡土墙按其所在位置、功能要求可分为岸墙和翼墙两种类型。5.1.3水工挡土墙按其受力条件可采用重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、空箱式、板桩式、锚杆式或加筋式等断面结构型式。根据工程需要，水工挡土墙也可采用由两种以上基本结构型式组成的组合式挡土结构。设计水工挡土墙时应认真分析现场地形、地质条件、填土性质、荷载种类以及建筑材料来源等，合理确定挡土墙的型式和结构尺寸。5.2结构布置5.2.1用作岸墙的挡土墙，宜采用直线式布置；根据工程需要，也可采用直线与圆弧(椭圆弧)组合的布置型式。5.2.2用作翼墙的挡土墙，按所属水工建筑物的总体布置要求，可采用圆弧(椭圆弧)式、直线与圆弧(椭圆弧)组合式、曲线式、折线式、扭曲面式等型式。5.2.3水工建筑物的上游(进水侧)翼墙宜采用圆弧(椭圆弧)式或直线与圆弧(椭圆弧)组合式布置，下游(出水侧)翼墙宜采用直线与圆弧(椭圆弧)组合式、圆弧(椭圆弧)式、曲线式或折线式布置；当挡土高度不大、且地质条件较好时，水工建筑物的翼墙也可采用扭曲面式布置。5.2.4设有通航孔的水工建筑物，其上、下游翼墙兼作导航墙时，可根据通航要求设置助航设施。5.2.5结合岸墙、翼墙的布置设置鱼道、小型水力发电机组或抽水机组的水工建筑物，其岸墙、翼墙应根据工程需要，分别兼顾鱼道、小型水力发电机组或抽水机组以及进、出水管路的布置特点和水流条件等要求布置。5.2.6重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式和空箱式挡土墙结构的重心均宜与底板中心相接近。5.2.7土质地基上挡土墙的结构型式，可根据地质条件、挡土高度等选用。1在中等坚实地基上，挡土高度在aa6m以下时，宜采用重力式、半重力式或悬臂式结构；挡土高度在6m以上时，可采用扶壁式结构；当挡土高度较大、且地基条件不能满足上述结构型式要求时，可采用空箱式或空箱与扶壁组合式结构。2在松软地基上，宜采用空箱式结构，也可采用板桩式结构。3在松软地基上采用板桩式挡土墙时，可根据土质条件和施工方法选用打入式或现浇式(地下连续墙)墙体，并可根据结构稳定要求选用无锚或有锚结构。4在坚实地基和人工加固地基上，挡土墙的结构型式可不受挡土高度的限制，但应考虑材料特性的约束条件。aa5当墙后为稳定的岩质或土质边坡采用锚杆式挡土墙时，其墙体应根据墙后岩土分布状况选用板肋式、格构式或排桩式结构。墙后为岩质边坡时，可采用板肋式或格构式结构；墙后为土质边坡时，宜采用排桩式结构。新回填的土质边坡不宜采用锚杆式挡土墙。6在稳定的地基上建造挡土建筑物时，可采用加筋式挡土墙结构。加筋式挡土墙的墙面宜采用带企口的预制混凝土块砌筑，但应妥善处理好墙面结构的防渗或导滤问题，并可根据墙后填土的潜在破坏面的形状选用刚性筋式或柔性筋式，前者采用加筋带或刚性大的土工格栅，后者采用土工织物。7当需要结合布置鱼道、小型水力发电机组或抽水机组时，挡土墙可采用空箱式或空箱与扶壁组合式结构。8冻胀土或膨胀土地基上的挡土墙宜选用能适应地基变形的整体结构。9地震区的挡土墙宜选用钢筋混凝土整体结构，8度及8度以上地震区的挡土墙不宜采用砌石结构。5.2.8岩石地基上挡土墙结构型式的选用可不受挡土高度的限制，但应考虑地基及材料特性的约束条件。5.2.9挡土墙的墙顶不宜低于墙后填土平台的高程。当墙前挡水时，挡土墙的墙顶高程不应低于所属水工建筑物正常运行水位(或最高挡水位)加波浪计算高度与相应安全加高值之和；当墙前泄水时，挡土墙的墙顶高程不应低于设计洪水位(或校核洪水位)与相应安全加高值之和。挡土墙墙顶安全加高值不应小于本规范表4.0.4规定的下限值。挡土墙墙顶高程的确定，还应考虑下列因素：──软弱地基上地基沉降的影响；──多泥沙河流上、下游河道变化引起水位升高或降低的影响；──防洪(挡潮)堤上水工建筑物两侧堤顶可能加高的影响等。墙前有挡水或泄水要求的挡土墙，可在墙顶设置挡浪板，其板顶应满足上述挡土墙墙顶高程的aa要求。5.2.10挡土墙的墙顶宽度应根据墙体建筑材料和填土高度合理确定。混凝土或钢筋混凝土挡土墙的墙顶宽度不应小于0.3m，砌石挡土墙的墙顶宽度不宜小于0.5m；墙后填土不到顶时，墙顶宽度宜适当放宽。5.2.11挡土墙底板的埋置深度应根据地形、地质、水流冲刷条件，以及结构稳定和地基整体稳定要求等确定。1当挡土墙墙前有可能被水流冲刷的土质地基，挡土墙墙趾埋深应低于计算冲刷深度以下1.0m，否则应采取可靠的防冲护砌措施。2无论是岩石地基或土质地基，挡土墙底板顶面均不应高于墙前地面高程；对于无底板的挡土墙，其墙趾埋深应至少低于墙前地面以下0.5～1.0m。3当挡土墙布置在沿墙长方向的纵向坡上时，其底部可按阶梯形分段布置。每个台阶长度不应小于aa2.0m，相邻台阶高差不宜大于2.0m。挡土墙除应满足墙趾埋深的要求外，还应满足挡土墙纵向稳定的要求。4对于冻胀土或膨胀土地基上的挡土墙，应重视墙前地基土层冻胀或膨胀对结构稳定的不利影响，其底板顶面高程应置于可能被冻胀或膨胀的土层以下，否则应采取工程措施。5.2.12挡土墙的底板厚度应根据结构强度要求确定。混凝土或钢筋混凝土挡土墙的底板厚度不宜小于0.3m，砌石挡土墙的底板厚度不宜小于0.5m，采用桩基础时底板宜加厚；底板的前趾伸出长度及宽度应根据结构稳定要求确定。土质地基上的挡土墙底板底部宜设置齿墙，齿墙深度可采用0.5～1.0m。5.2.13挡土墙的迎水面宜采用略向后倾(坡比1:0.05～1:0.1)或垂直的结构型式。5.2.14重力式挡土墙墙身宜采用直线形背坡，半重力式挡土墙墙身宜采用折线形背坡。重力式、半重力式挡土墙墙底宽度和半重力式挡土墙背坡折点处的墙身宽度应根据结构强度要求确定。5.2.15衡重式挡土墙尺寸应根据结构稳定和地基强度的要求确定。衡重台可设置在0.4～0.5倍墙高处，衡重台以上为梯形断面，衡重台以下为4:1～5:1的倒坡。5.2.16悬臂式挡土墙墙体可采用上薄下厚的结构型式，其墙体截面厚度应根据结构强度要求确定。5.2.17扶壁式挡土墙墙体可采用等厚度或上薄下厚的结构型式；扶壁宜为等厚度，扶壁坡比可根据挡土墙的结构稳定要求确定。墙体与扶壁、墙体与底板之间宜设贴角。墙体及扶壁的截面厚度应根据结构强度要求确定。5.2.18空箱式挡土墙墙体宜采用等厚度的结构型式，其水平截面的布置及尺寸应根据结构稳定和强度的要求确定。墙体与墙体、墙体与底板之间宜设贴角。空箱式挡土墙的前墙留有进水孔时，前墙上部应留有足够面积的排气孔。连拱空箱式挡土墙宜采用有前墙的结构型式。连拱宜采用等截面圆弧拱，前墙、隔墙宜采用等厚度的结构型式，隔墙坡比可根据挡土墙的结构稳定要求确定。aa5.2.19板桩式挡土墙的厚度应根据结构稳定、强度及耐久性的要求确定。钢板桩的最小厚度不宜小于12mm，钢筋混凝土板桩的最小厚度不宜小于0.3m，板桩的宽度及搭接型式可根据施工工艺条件确定。板桩式墙体结构除应考虑自身稳定外，还应采取防止墙后土体由墙体接缝中流失的措施。地下连续墙墙体的最小厚度不宜小于0.4m。有锚结构的拉杆中部应设置可施加预紧力的装置，拉杆和预紧装置宜采用高强度钢材。钢制构件还应考虑在使用周期内可能引起的腐蚀量。5.2.20锚杆式挡土墙尺寸除应满足强度、刚度和抗裂要求外，还应满足挡墙立柱基础、锚杆钻孔锚固和防腐蚀要求。挡墙立柱间距不宜大于aa8m；预应力锚杆自由段长度不应小于5m，且应超过潜在滑裂面；土层锚杆的锚固段长度不应小于4m，岩石锚杆的锚固段长度不应小于3m。5.2.21加筋式挡土墙的墙体及其基础的断面、以及加筋材料和长度应根据作用于墙上的各项荷载分别按墙体外部稳定性和筋材内部稳定性试算确定。墙体基础宜采用预制混凝土结构，其宽度不应小于0.3m，厚度不应小于0.2m，埋深不应小于0.6m。面板宜采用预制钢筋混凝土结构，厚度不宜小于0.15m。筋材长度不应小于墙高的0.7倍，且不应短于2.5m；当墙顶以上有超载时，加筋材料长度不应短于墙高的0.8倍。5.2.22采用组合式结构时，应按上述各条规定综合考虑结构的强度、稳定及耐久性要求。采用新型或特殊的结构型式应经技术论证确定。5.2.23挡土墙的分段长度应根据结构和地基条件以及材料特性确定。对于钢筋混凝土挡土墙，当建筑在坚实或中等坚实的土质地基上时，其分段长度不宜大于20m；当建筑在或岩石地基上时，其分段长度不宜大于aa15m。对于混凝土结构、砌石或混凝土砌体结构的挡土墙，以及建筑在松软土质地基上的钢筋混凝土挡土墙，其分段长度应适当减短。采用沉井基础的挡土墙分段长度应与沉井尺寸协调，且应考虑材料特性的约束条件。5.2.24挡土墙与所属水工建筑物、挡土墙与挡土墙之间应留有永久缝(伸缩－沉降缝)，永久缝的缝宽可采用2～2.5cm。5.2.25挡土墙的安全监测应与所属水工建筑物一并考虑，但大、中型水工建筑物的挡土墙至少应设沉降、位移及地下水位的观测项目。1挡土墙的沉降可通过埋设沉降标点进行观测。测点可布置在挡土墙顶部的端点，施工期可先埋设在底板面层，在工程竣工后、放水前再引接到挡土墙的顶部。2挡土墙的水平位移宜与沉降测点共用同一标点。3大、中型水工建筑物的挡土墙，其墙后地下水位的观测可结合所属水工建筑物侧向绕流观测布置，并通过埋设测压管或渗压计进行观测；对于水位变化频繁或透水性甚小的粘土地基上的挡土墙，其墙后地下水位观测宜采用渗压计。aa5.3防渗与排水布置5.3.1挡土墙的防渗与排水布置应根据地基条件和墙前、墙后水位差等因素，结合所属水工建筑物的总体布置要求分析确定。当建筑物总体布置要求设防渗与排水时，挡土墙的防渗与排水可按本规范5.3.2～5.3.12条的规定布置。5.3.2当地基为粉砂、细砂、砂质粉土，且墙前、墙后水位差较大时，挡土墙底板下宜设置垂直防渗体(钢筋混凝土板桩、水泥砂浆帷幕或混凝土防渗墙等)，墙前渗流出逸处应设滤层。在地震区粉砂、细砂地基上，挡土墙底板下外侧的垂直防渗体应构成封闭圈。5.3.3当地基下卧层为深厚的相对透水层时，尚应验算墙前覆盖土层的抗浮稳定性。位于所属水工建筑物下游的挡土墙，必要时可在墙前设置深入相对透水层的排水井或排水沟，并采取防止被淤堵的措施。5.3.4当地基下卧层为深厚的相对不透水层时，挡土墙底板下宜设置嵌入相对不透水层深度不小于1.0m的垂直防渗体；当地基为深厚的砂砾石层时，挡土墙底板下宜设置悬挂式防渗墙；当地基为深厚的粒径较大的砂砾石层或粗砾夹卵石层时，挡土墙底板前后两端宜设置深齿墙。墙前渗流出逸处应设滤层。5.3.5当地基为薄层粘性土和砂性土互层时，宜在挡土墙底板下加设一道垂直防渗体。位于所属水工建筑物下游的挡土墙，必要时可在墙前设置排水沟或排水浅井，并采取防止被淤堵的措施。5.3.6岩石地基上的挡土墙，可根据防渗需要在挡土墙底板高水位侧设置水泥灌浆帷幕。5.3.7aa采用砌石材料或混凝土预制块修建的挡土墙，其墙顶应设置混凝土或钢筋混凝土盖顶，盖顶宜突出墙面5～10cm；墙体应采取有效的防渗措施。5.3.8建筑在行泄洪道滩地上的水利水电工程，当挡土墙墙顶有过水要求时，墙后填土面顶层应设置钢筋混凝土或土工膜防冲盖顶，盖顶厚度及防护范围应根据防冲或防渗需要确定。5.3.9挡土墙与所属水工建筑物、挡土墙与挡土墙之间的永久缝缝间应铺贴沥青油毡或其他柔性材料。有防渗要求的永久缝内还应设止水，非临土面垂直永久缝宜采用微膨胀性材料封口。5.3.10当挡土墙墙前无水或水位较低而墙后水位较高时，可在墙体内埋设一定数量的排水管。排水管可沿墙体高度方向分排布置，排水管排距及间距宜采用1.0～2.0m。排水管宜采用直径50～80mm的塑料管材，从墙后至墙前应设不小于3％的纵坡，排水管后应设级配良好的滤层及集水良好的集、排水体。5.3.11挡土墙墙后填土面应设置排水良好的地表排水设施。地表排水设施可采取明排或暗排方式，将地表水集中排出。5.3.12当挡土墙墙前最高水位高于排水管出口或地表水排水出口时，排水管出口或地表水排水出口处应布置止逆控制装置。6荷载6.1荷载分类及其组合6.1.1作用在挡土墙上的荷载可分为基本荷载和特殊荷载两类。1基本荷载主要有下列各项：aa1)挡土墙结构及其底板以上填料和永久设备的自重；2)挡土墙墙后填土破裂体范围内的车辆、人群荷载；3)相应于正常运行水位、设计洪水位或墙后正常地下水位情况下挡土墙底板上的水重；4)相应于正常运行水位、设计洪水位或墙后正常地下水位情况下的静水压力；5)相应于正常运行水位、设计洪水位或墙后正常地下水位情况下的扬压力(即浮托力与渗透压力之和)；6)相应于正常运行水位、设计洪水位或墙后正常地下水位情况下的土压力；7)淤沙压力；8)相应于正常运行水位、设计洪水位情况下的风浪压力；9)冰压力；10)土的冻胀力；aa11)其它出现机会较多的荷载等。2特殊荷载主要有下列各项：1)相应于校核洪水位或墙后地下高水位情况下挡土墙底板上的水重；2)相应于校核洪水位或墙后地下高水位情况下的静水压力；3)相应于校核洪水位或墙后地下高水位情况下的扬压力；4)相应于校核洪水位或墙后地下高水位情况下的土压力；5)相应于校核洪水位情况下的风浪压力；6)地震荷载；7)其它出现机会较少的荷载等。6.1.2挡土墙设计时，应将可能同时作用的各种荷载进行组合。荷载组合可分为基本组合和特殊组合两类。基本组合由基本荷载组成；特殊组合由基本荷载和一种或几种特殊荷载组成，但地震荷载只应与正常运行水位情况下的相应荷载组合。计算挡土墙稳定和应力时的荷载组合可按表6.1.2的规定采用。并应验算施工期(墙前无水和墙后部分填土)和检修期(墙前无水和墙后有地下水)等情况。位于行洪河道堤防上的挡土墙，还应按特殊荷载组合计算墙前由设计洪水位(或最高挡水位)骤降至正常运行水位时的不利情况。表6.1.2荷载组合表aa荷载车荷载组合计算情况自重辆、人群荷aa水重静水压力扬压力土压力淤沙压力风浪压力冰压力土的冻胀力地震荷载其它说明载完建情况√√√√√√－－－－－√必要时，可考虑地下水产生的扬压力基本组合正常运行水位情况√√√√√√√√－－－√按正常运行水位组合计算水重、静水压力、扬压力、土压力及风浪压力设计洪水位情况√√√√√√√√－－－－按设计洪水位组合计算水重、静水压力、扬压力、土压力及风浪压力冰冻情况√√√√√√√－√√－√按正常运行水位组合计算水重、静水压力、扬压力、土压力及冰压力施工情况√√－－－√－－－－－√应考虑施工过程中各个阶段的临时荷载特殊组合核洪水位情况√√√√√√√√－－－－按校核洪水位组合计算水重、静水压力、扬压力、土压力及风浪压力aa地震情况√－√√√√√√－－√－按正常运行水位组合计算水重、静水压力、扬压力、土压力及风浪压力6.1.3作用在挡土墙上的车辆、人群荷载、风浪压力及地震荷载等，应根据稳定或结构计算时各自的最不利受力情况确定其是否叠加。6.2荷载计算6.2.1挡土墙结构及其上部填料的自重应按其几何尺寸及材料重度计算确定。永久性设备应采用铭牌重量。6.2.2作用在挡土墙墙后填土破裂体范围内的车辆、人群荷载，可按国家现行的有关标准的规定，简化为等代荷载，作为一种超荷载。6.2.3作用在挡土墙底板上的水重应按其实际体积及水的重度计算确定。多泥沙河流上的挡土墙还应考虑含沙量对水的重度的影响。6.2.4作用在挡土墙上的静水压力应根据挡土墙不同运用情况时的墙前、墙后水位组合条件计算确定。多泥沙河流上的挡土墙还应考虑含沙量对水的重度的影响。6.2.5作用在挡土墙基底面的扬压力应根据地基类别、防渗与排水布置及墙前、墙后水位组合条件计算确定。6.2.6作用在挡土墙上的土压力应根据墙后填土性质、挡土高度、填土内的地下水位、填土顶面坡角及超荷载等计算确定。对于土质地基上向外侧移动或转动的挡土墙，可按主动土压力计算；对于岩石地基上的挡土墙，可按静止土压力计算；对于沉井基础、板桩和锚碇墙结构的土抗力，可按被动土压力计算。土压力计算公式见附录Ａ。aaaa6.2.7作用在挡土墙上的淤沙压力应根据墙前可能淤积的厚度及泥沙重度等计算确定。6.2.8作用在挡土墙上的风浪压力，应根据墙前风向、风速、风区长度(吹程)、风区内的平均水深以及墙前实际波态的判别等，按国家现行的有关标准的规定计算确定。6.2.9作用在挡土墙上的冰压力、土的冻胀力、地震荷载以及其它荷载，可按国家现行的有关标准的规定计算确定。施工过程中各个阶段的临时荷载应根据工程实际情况确定。7稳定计算7.1一般规定7.1.1水工挡土墙的稳定计算应根据地基情况、结构特点及施工条件进行，其内容应包括：水工挡土墙的抗渗稳定计算、抗滑稳定计算、抗倾覆稳定计算、抗浮稳定计算、地基整体稳定计算、地基沉降计算以及根据挡土墙的不同结构型式应进行的其他计算等。在施工期、完建期及各种运用情况下，挡土墙地基应能满足承载力、稳定和变形的要求。7.1.2岩石可按新鲜岩石的单轴饱和极限抗压强度值分为硬质岩石和软质岩石两个类别。土类可按土的颗粒组成及其特征、天然含水量、塑性指标、有机物含量等分为有机质土及泥炭、淤泥土、粘性土、粉土、砂土和碎石土等六个类别。岩土的分类标准可参见表7.1.2的规定。aa表7.1.2岩土的分类标准岩土类别岩土名称分类标准岩石硬质岩石单轴饱和极限抗压强度≥30MPa软质岩石单轴饱和极限抗压强度＜30MPa块石、漂石粒径大于200mm颗粒占总质量50％以上碎石土碎石、卵石粒径大于20mm颗粒占总质量50％以上角砾、圆砾粒径大于2mm颗粒占总质量50％以上砾砂粒径大于2mm颗粒占总质量25％～50％粗砂粒径大于0.5mm颗粒占总质量50％以上砂土中砂粒径大于0.25mm颗粒占总质量50％以上细砂粒径大于0.075mm颗粒占总质量85％以上粉砂粒径大于0.075mm颗粒占总质量50％以上粉土砂质粉土粒径大于0.075mm颗粒占总质量50％以下，塑性指数小于等于10，粒径小于0.005mm的粘粒含量占总质量3％～10％粘质粉土粒径大于0.075mm颗粒占总质量50％以下，塑性指数小于等于10，粒径小于0.005mm的粘粒含量占总质量10％～15％粘性土粉质粘土塑性指数10～17粘土塑性指数大于17淤泥质土天然含水量36％～55％，孔隙比1.0～1.5淤泥土淤泥天然含水量55％～85％，孔隙比1.5～2.4流泥天然含水量85％～150％浮泥天然含水量大于150％有机质土及泥炭有机质土及泥炭有机物含量大于等于5％aa7.1.3土质地基上挡土墙的计算应根据地基土和填料土的常规物理力学性质试验指标进行。地基土的专门试验项目(如地基土对混凝土板的抗滑强度试验、砾砂地基的管涌试验等)应根据工程具体情况确定。7.1.4地基土的剪切试验方法可按现行的水利行业标准SL265－2001的规定选用。基岩物理力学性质指标的试验方法可按现行的电力行业标准《水利水电工程岩石试验规程》(DL5006－92)的规定选用。7.1.5挡土墙墙后填料土应根据防渗排水要求及土料来源等因素，综合选用抗剪强度指标较高的土料，但不应选用腐殖质土、膨胀土等土料。填料土抗剪强度试验指标可按下列的规定选用：1对于施工期、完建期，宜采用饱和快剪试验指标；2其它运用情况下，宜采用饱和固结快剪试验指标；3对于已建挡土墙的填料土抗剪强度指标，宜采用直剪仪进行饱和快剪试验测定，也可采用三轴剪力仪进行测定。7.1.6挡土墙墙后回填土控制含水量与土料最优含水量的允许偏差宜为±3%。墙后填土应分层碾压或夯实，分层厚度不宜大于0.3m，其压实度应按挡土墙级别分别满足以下规定的要求：1级挡土墙不宜小于0.94；2、3级挡土墙不宜小于0.92；4、5级挡土墙不宜小于0.90。aa7.1.7挡土墙稳定计算的荷载组合可按本规范表6.1.2的规定采用。7.1.8挡土墙稳定计算单元应根据其结构及布置型式确定。重力式、半重力式、衡重式、悬臂式和无锚碇的板桩式挡土墙可取1延长米作为计算单元；扶壁式、空箱式、组合式挡土墙可取两相邻永久缝之间的挡土区段作为计算单元；有锚碇的板桩式挡土墙和锚杆式挡土墙可取一个锚碇区段作为计算单元；圆弧段挡土结构宜按整体进行计算。7.1.9凡属下列情况之一者，可不进行地基沉降计算：1岩石地基；2碎石土地基；3砾砂、中砂、粗砂地基；4标准贯入击数大于15击的粉砂、细砂、粉土地基和标准贯入击数大于10击的粘性土地基。7.1.10挡土墙应避免建在半岩半土或半硬半软的地基上。建于回填土地基上的挡土墙，应对回填土地基进行人工加固。7.2抗渗稳定计算7.2.1岩石地基上挡土墙基底渗透压力计算可采用全截面直线分布法，但应考虑设置防渗帷幕及排水孔时对降低渗透压力的作用和效果。土质地基上挡土墙基底渗透压力计算宜采用改进阻力系数法。挡土墙基底渗透压力可按现行的水利行业标准SL265－2001的规定计算。7.2.2当挡土墙墙后地下水位高于墙前水位时，应验算挡土墙基底的抗渗稳定性，必要时可采取有效的防渗排水措施。位于所属水工建筑物防渗段的挡土墙，应进行墙后侧向渗流计算。7.2.3验算土质地基上挡土墙基底的抗渗稳定性时，水平段和出口段的渗流坡降应分别小于表7.2.3规定的水平段和出口段允许渗流坡降值。表7.2.3水平段和出口段允许渗流坡降值aa地基类别允许渗流坡降值水平段出口段粉砂0.05～0.070.25～0.30细砂0.07～0.100.30～0.35中砂0.10～0.130.35～0.40粗砂0.13～0.170.40～0.45砾砂0.17～0.220.45～0.50碎石土0.22～0.280.50～0.55砂质粉土0.15～0.250.40～0.50粘质粉土0.25～0.350.50～0.60粉质粘土、软粘土0.30～0.400.60～0.70坚硬粘土0.40～0.500.70～0.80极坚硬粘土0.50～0.600.80～0.90注：当渗流出口处设滤层时，表列数值可加大30%。aa7.2.4验算砾砂或碎石土地基上挡土墙基底出口段抗渗稳定性时，应首先判别可能发生的渗流破坏形式(流土或管涌)：当4Pf(1-n)>10.时，为流土破坏；当4Pf(1-n)<10.时，为管涌破坏。砾砂或碎石土地基上挡土墙基底出口段防止流土破坏的允许渗流坡降值即表7.2.3所列的出口段允许渗流坡降值。砾砂或碎石土地基上挡土墙基底出口段防止管涌破坏的允许渗流坡降值可按公式(7.2.4-1)、(7.2.4-2)计算：7d5]2[]J=Kdf[4Pf(1-n)(7.2.4-1)d=13.dd(7.2.4-2)式中[J]──防止管涌破坏的(f)允许渗流坡(15)降(85)值；df──地基土的粗细颗粒分界粒径(mm)；Pf──小于df的土粒百分数含量(％)；n──地基土的孔隙率；d5、d15、d85──地基土颗粒级配曲线上小于含量5％、15％、85％的粒径(mm)；K──防止管涌破坏的安全系数，可采用1.5～2.0。aa7.3抗滑稳定计算7.3.1土质地基上的挡土墙基底应力计算应满足下列要求：1在各种计算情况下，挡土墙平均基底应力不大于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍；2挡土墙基底应力的最大值与最小值之比不大于表7.3.1规定的允许值。表7.3.1土质地基上挡土墙基底应力最大值与最小值之比的允许值地基土质荷载组合基本组合特殊组合松软1.502.00中等坚实2.002.50坚实2.503.00注：对于地震区的挡土墙，其基底应力最大值与最小值之比的允许值可按表列数值适当增大。7.3.2岩石地基上的挡土墙基底应力计算应满足下列要求：1在各种计算情况下，挡土墙最大基底应力不大于地基允许承载力；2除施工期和地震情况外，挡土墙基底不应出现拉应力；在施工期和地震情况下，挡土墙基底拉应力不应大于100kPa。aa7.3.3挡土墙基底应力应按公式(7.3.3)计算：.G.MPmax=±(7.3.3)minAW式中Pmax──挡土墙基底应力的最大值或最小值(kPa)；min.G──作用在挡土墙上全部垂直于基底面的荷载(kN)；.M──作用在挡土墙上的全部荷载对于基底面平行前墙墙面方向形心轴的力矩之和(kN-m)；A──挡土墙基底面的面积(m2)；W──挡土墙基底面对于基底面平行前墙墙面方向形心轴的截面矩(m3)。7.3.4挡土墙沿基底面的抗滑稳定安全系数不应小于本规范表4.0.11规定的允许值。7.3.5土质地基上挡土墙沿基底面的抗滑稳定安全系数，应按公式(7.3.5-1)或(7.3.5-2)计算：f.GaaKc=(7.3.5-1).HKc=tgf0.G＋C0A(7.3.5-2).H式中Kc──挡土墙沿基底面的抗滑稳定安全系数；f──挡土墙基底面与地基之间的摩擦系数，在没有试验资料的情况下，可按本规范表7.3.5的规定选用；.H──作用在挡土墙上全部平行于基底面的荷载(kN)；..f0──挡土墙基底面与土质地基之间的摩擦角(°)，可按本规范7.3.8条的规定采用；C0──挡土墙基底面与土质地基之间的粘结力(kPa)，可按本规范7.3.8条的规定采用。粘性土地基上的1、2级挡土墙，沿其基底面的抗滑稳定安全系数宜按公式(7.3.5-2)计算。表7.3.5f值地基类别f值软弱粘土0.20～0.25粉质粘土0.25～0.35坚硬粘土0.35～0.45粘质粉土0.25～0.40砂质粉土、粉砂0.35～0.40细砂0.40～0.45中砂、粗砂0.45～0.50砾砂0.40～0.50碎石土0.40～0.55软质岩石极软0.40～0.45软0.45～0.55较软0.55～0.60硬质岩石较坚硬0.60～0.65坚硬0.65～0.70aa7.3.6岩石地基上挡土墙沿基底面的抗滑稳定安全系数，应按公式(7.3.5-1)或公式(7.3.6)计算：f￠.G＋C￠AKc=(7.3.6).H式中f￠──挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数，可按本规范7.3.9条的规定选用；C￠──挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断粘结力(kPa)，可按本规范7.3.9条的规定选用。7.3.7当挡土墙基底面倾斜时，沿该基底面的抗滑稳定安全系数可按公式(7.3.7)计算：f(.Gcosa＋.Hsina)Kc＝(7.3.7)aa.Hcosa－.Gsina式中a──基底面与水平面的夹角(°)，土质地基不宜大于7°，岩石地基不宜大于12°。7.3.8挡土墙基底面与土质地基之间摩擦角f0值和粘结力C0值可根据土质地基类别按表7.3.8的规定采用。表7.3.8f0、C0值土质地基类别f0值C0值粘性土0.9f(0.2～0.3)C砂性土(0.85～0.9)f0注：f为室内饱和固结快剪(粘性土)或饱和快剪(砂性土)试验测得的内摩擦角(°)，C为室内饱和固结快剪试验测得的粘结力(kPa)。按表7.3.8的规定采用f0值和C0值时，应按公式(7.3.8)折算挡土墙基底面与土质地基之间的综合摩擦系数。tgf0.G＋C0Aaaf0=(7.3.8).G式中f0──挡土墙基底面与土质地基之间的综合摩擦系数。对于粘性土地基，如折算的综合摩擦系数大于0.45；或对于砂性土地基，如折算的综合摩擦系数大于0.50，采用的f0值和C0值均应有论证。对于特别重要的1、2级挡土墙，采用的f0值和C0值宜经现场地基土对混凝土板的抗滑强度试验验证。7.3.9挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数f￠值和抗剪断粘结力C￠值可根据室内岩石抗剪断试验成果，并参照类似工程实践经验及表7.3.9所列数值选用。但选用的f￠、C￠值不应超过挡土墙基础混凝土本身的抗剪断参数值。表7.3.9f￠、C￠值岩石地基类别f￠值C￠值(MPa)硬质岩石坚硬1.5～1.31.5～1.3较坚硬1.3～1.11.3～1.1软质岩石较软1.1～0.91.1～0.7软0.9～0.70.7～0.3极软0.7～0.40.3～0.05注：如岩石地基内存在结构面、软弱层(带)或断层的情况，f￠、C￠值应按现行的国家标准《水利水电工程地质勘察规范》GB50287－99的规定选用。aa7.3.10对于板桩式挡土墙，应验算板桩入土深度以保证其自身稳定性。有锚碇的板桩式挡土墙还应验算锚碇的稳定性。计算公式见附录B。7.3.11对于采用桩基础的挡土墙，其抗滑稳定性应按桩体材料的变形限制条件控制，并应考虑挡土墙底板对桩顶的嵌固作用，按群桩计算桩基的允许水平承载力。7.3.12对于采用沉井基础的挡土墙，其稳定计算宜按以下规定进行：1当沉井埋置深度较小时，可将沉井与墙体视为一整体挡土墙进行计算。其埋深部位的土压力，井前侧可按被动土压力计算，井后侧可按主动土压力计算；2当沉井埋置深度较大时，可按深埋刚性基础计算，并考虑井侧土的弹性抗力，分别验算基底竖向应力和井侧水平应力。计算公式见附录B。7.3.13当沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数计算值小于允许值时，可采用下列一种或几种抗滑措施：1适当增加底板宽度；2适当加深基底齿墙的深度；3墙后增设阻滑板或锚杆(但此时墙身的自身抗滑稳定安全系数应大于1.0)；4墙后改填摩擦角较大的填料，并增设排水；5在回填土层间敷设土工合成材料；6在不影响挡土墙正常运用的条件下，适当限制墙后的填土高度，或在墙后采用其它减载措施。aa7.4抗倾覆稳定计算7.4.1挡土墙的抗倾覆稳定安全系数，应按公式(7.4.1)计算。抗倾覆稳定安全系数的计算值不应小于本规范4.0.16条规定的允许值。.MVK0=(7.4.1).MH式中K0──挡土墙抗倾覆稳定安全系数；.MV──对挡土墙基底前趾的抗倾覆力矩(kN-m)；.MH──对挡土墙基底前趾的倾覆力矩(kN-m)。7.4.2对于衡重式挡土墙，应验算衡重平台板向后倾覆的稳定性。抗倾覆稳定安全系数的计算值不应小于本规范4.0.16条规定的允许值。计算公式见附录B。aa7.4.3土质地基上的挡土墙，在满足本规范7.3.1条2款规定的要求时，可不进行抗倾覆稳定计算。7.5抗浮稳定计算7.5.1当沉井采用混凝土封底时，应按公式(7.5.1)进行施工期沉井抗浮稳定计算。抗浮稳定安全系数的计算值不应小于本规范4.0.17条规定的允许值。.VKf=(7.5.1).U式中Kf──施工期沉井抗浮稳定安全系数；.V──作用在沉井上全部向下的垂直力之和(kN)；.U──作用在沉井基底面上的扬压力(kN)。7.5.2当空箱式挡土墙检修时，亦应按公式(6.8.4)进行抗浮稳定计算，此时式中Kf为空箱式挡土墙抗浮稳定安全系数；.V为作用在空箱式挡土墙上全部向下的垂直力之和(kN)；.U为作用在空箱式挡土墙基底面上的扬压力(kN)。抗浮稳定安全系数的计算值不应小于本规范4.0.17条规定允许值。7.6地基整体稳定计算7.6.1岩石地基和碎石土地基的允许承载力可根据岩石类别、岩石风化程度和碎石土的密实度按现行的水利行业标准SL265－2001的规定确定。7.6.2在竖向对称荷载作用下，可按限制塑性区开展深度的方法计算土质地基的允许承载力；在竖向荷载和水平向荷载共同作用下，可按CK法验算土质地基的整体稳定，也可按汉森公式计算土质地基的允许承载力。地基允许承载力可按现行的水利行业标准SL265－2001的规定计算。aa7.6.3土质地基上挡土墙的地基整体抗滑稳定可采用瑞典圆弧滑动法计算。当持力层内夹有软弱土层时，还应采用折线滑动法(复合圆弧滑动法)对软弱土层进行地基整体抗滑稳定验算。地基整体抗滑稳定安全系数的计算值不应小于本规范表4.0.11规定的允许值。7.6.4当岩石地基持力层范围内存在软弱结构面时，应对软弱结构面进行整体抗滑稳定验算。7.6.5对于地质条件较差或结构复杂的1、2级挡土墙，其地基整体抗滑稳定计算应作专门研究。7.7地基沉降计算7.7.1土质地基上挡土墙的地基沉降可只计算最终沉降量，并应选择底板的角点进行计算，计算时应考虑相邻结构的影响。7.7.2土质地基上挡土墙的最终地基沉降量可按公式(7.7.2)计算：S=m.ne-eihi(7.7.2)aa式中S￥──最终地基沉降量(m)；s=￥iiie+11211n──地基压缩层计算深度范围内的土层数；e1i──基底面以下第i层土在平均自重应力作用下，由压缩曲线查得的相应孔隙比；e2i──基底面以下第i层土在平均自重应力加平均附加应力作用下，由压缩曲线查得的相应孔隙比；hi──基底面以下第i层土的厚度(m)；ms──地基沉降量修正系数，可采用1.0～1.6(坚实地基取较小值，软土地基取较大值)。aa7.7.3对于一般土质地基，当挡土墙基底压力小于或接近于地基未开挖前作用于该基底面上土的自重压力时，土的压缩曲线宜采用e～p回弹再压缩曲线；但对于软土地基，土的压缩曲线宜采用e～p压缩曲线。7.7.4土质地基压缩层计算深度可按计算层面处土的附加应力与自重应力之比为0.10～0.20(软土地基取小值，坚实地基取大值)的条件确定。地基附加应力可按现行的水利行业标准SL265－2001的规定计算。7.7.5土质地基允许最大沉降量和最大沉降差，应以保证挡土墙安全和正常使用为原则，根据具体情况研究确定。土质地基上挡土墙地基最大沉降量不宜超过15cm，相邻部位的最大沉降差不宜超过5cm。7.7.6对于软土地基上的挡土墙，当地基最大沉降量或相邻部位最大沉降差的计算值大于本规范7.7.5条规定的允许值时，宜采用下列一种或几种措施：1变更结构型式(采用轻型结构或板桩式结构等)或加强结构刚度；2调整基础尺寸与埋置深度；3必要时对地基进行人工加固。aa8结构计算8.1一般规定8.1.1水工挡土墙的结构计算内容应包括：建筑材料的选择和结构应力分析等。8.1.2挡土墙结构计算的荷载组合可按本规范表6.1.2的规定采用。8.1.3挡土墙应根据结构挡土高度、工程地质、建筑材料来源及施工条件等，经综合分析后选用砌石、混凝土、钢筋混凝土或其他建筑材料。8.1.4当挡土墙挡土高度不大、地基条件较好、且当地石料供应或开采便利时，其墙身可采用以条石或块石为主材的砌石结构。土质地基上的砌石挡土墙宜采用混凝土或钢筋混凝土底板结构，且墙身底部砌石应嵌入混凝土或钢筋混凝土底板内。8.1.5当挡土墙挡土高度较大、地基条件较好、但当地石料供应困难，或挡土高度较大、地基条件较差、需要采用轻型结构时，挡土墙宜采用混凝土或钢筋混凝土结构。位于高烈度地震区的挡土墙宜采用钢筋混凝土结构。8.1.6当挡土墙墙身采用砌石结构时，选用的条石或块石应能抗风化，冻融损失率应小于1％，单块重量不宜小于30kg。砌石结构的粘结材料应采用砂浆或灌砌混凝土，砌筑用砂浆强度等级不应低于M7.5，灌砌混凝土强度等级不应低于C10。砌石结构应采取有效的防渗排水措施；严寒、寒冷地区建在冻胀土地基上的砌石结构，应根据气温及冻胀土级别等情况，采取必要的保温防冻措施。aaaaaa8.1.7当挡土墙采用混凝土或钢筋混凝土结构时，除应满足强度和抗裂(或限裂)要求外，还应根据工作条件、地区气候和环境等情况，分别满足抗渗、抗冻等要求。对混凝土、钢筋混凝土结构的强度、抗裂(或限裂)、抗渗、抗冻等要求应符合现行的水利行业标准《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191－96)的规定。8.1.8当地基土质较差、需采用板桩作为挡土构筑物时，可根据施工方法和材料供应条件，选用钢筋混凝土或钢质材料。选用的钢筋混凝土材料应能满足结构强度、抗裂(或限裂)、抗渗、抗冻等要求；选用的钢质材料除应符合国家现行的有关标准规定外，还应根据使用要求满足结构变形及耐久性要求，并采取有效的防腐蚀措施。8.1.9当采用钢筋混凝土和钢质材料的组合结构时，选用的钢筋混凝土或钢质材料应分别符合本规范8.1.7条和8.1.8条的规定。8.1.10位于地震区地震设防烈度为7度及7度以上的挡土墙，除应认真分析地震作用和做好抗震计算外，尚应采取安全可靠的抗震措施。地震设防烈度6度及以下的挡土墙可不进行抗震计算，但应采取适当的抗震措施。8.2结构应力分析8.2.1挡土墙结构应力分析应根据结构布置型式、尺寸、受力特点及工程地质条件进行。8.2.2土质地基上重力式、半重力式挡土墙底板的前趾可简化为固支在墙体上的悬臂板，按受弯构件计算；墙底及墙身截面变化处应按偏心受压构件核算截面应力，砌石或混凝土结构还应验算水平截面的剪应力。重力式、半重力式挡土墙结构内力计算公式见附录C。8.2.3土质地基上衡重式挡土墙的衡重平台可简化为固支在墙体上的悬臂板，按受弯构件计算；墙底及墙身截面变化处应按偏心受压构件核算截面应力，砌石或混凝土结构还应验算水平截面的剪应力。衡重式挡土墙结构内力计算公式见附录C。8.2.4土质地基上悬臂式挡土墙的前趾和底板可简化为固支在墙体上的悬臂板，按受弯构件计算；墙身可按固支在底板上的悬臂板按受弯构件计算，或按偏心受压构件核算截面应力。悬臂式挡土墙结构内力计算公式见附录C。8.2.5土质地基上扶壁式挡土墙底板的前趾可简化为固支在墙体上的悬臂板，按受弯构件计算；底板、墙身距墙身和底板交线1.5倍扶壁间距以内部分可简化为三边固支、一边自aa由的弹性板，按双向板计算，其余部分按单向板计算；扶壁可简化为固支在底板上的悬臂梁，按受弯构件计算，但应加强斜面钢筋布置，并应按中心受拉构件分段计算扶壁与墙身的水平连接强度、扶壁与底板的垂直连接强度。扶壁式挡土墙结构内力计算公式见附录C。8.2.6土质地基上空箱式挡土墙底板的前趾可简化为固支在墙体上的悬臂板，按受弯构件计算；底板的空箱部分可简化为四边固支在墙体上的弹性板，按双向板计算；墙身下部1.5倍隔墙间距以内部分可简化为三边固支、一边自由的弹性板，按双向板计算，其余部分按单向板计算；墙身也可沿水平向截条按框架计算。空箱式挡土墙结构内力计算公式见附录C。土质地基上连拱空箱式挡土墙原则上与扶壁式挡土墙计算相同；但拱圈可按支承在侧墙上的两铰拱计算。8.2.7土质地基上板桩式挡土墙应根据有锚碇或无锚碇情况分别计算。无锚碇的板桩式挡土墙应按悬臂结构计算。有锚碇的板桩式挡土墙应按施工顺序，在拉杆未受力前可按悬臂结构计算；拉杆受力后，应按有锚结构计算。拉杆应按受拉杆件计算。锚碇墙可按立置的弹性基础板计算。板桩式挡土墙结构内力计算公式见附录C。板桩式挡土墙还应验算桩顶的水平位移，并控制入土点的变位值不宜大于aa10mm。8.2.8土质地基上锚杆式挡土墙应根据采用的结构型式，按不同计算工况，分别验算其结构应力。锚杆式挡土墙结构可按现行的国家标准《建筑边坡工程技术规范》(GB50330－2002)的规定计算。8.2.9土质地基上加筋式挡土墙应根据采用的结构型式和土工织物的材质，按不同计算工况，分别验算其结构应力。加筋式挡土墙结构可按现行的水利行业标准《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》(SL/T225－98)的规定计算。8.2.10土质地基上组合式挡土墙应根据不同的结构组合型式，确定其底板和墙身应力的计算方法。受力条件复杂的组合式挡土墙还宜按整体结构采用空间有限单元法进行复核。8.2.11岩石地基上挡土墙底板应力分析可按基床系数法计算，墙身应力可根据墙身结构型式确定相应的计算方法。8.2.12为减少挡土墙的温度裂缝，宜采用下列一种或几种防裂措施：1适当减小挡土墙分段长度；2在可能产生温度裂缝的部位增设插筋或构造补强钢筋；3结合工程具体情况，采取控制和降低混凝土浇筑温度的工程措施，并加强混凝土养护；4严寒、寒冷地区的挡土墙，其冬季施工期和冬季运用期均应采取适当的保温防冻措施。9地基处理aa9.1一般规定9.1.1当挡土墙天然地基各项物理力学指标较差或为回填土地基时，应根据工程具体情况，因地制宜地作出地基处理设计。经处理后的人工地基应能满足承载力、稳定和变形的要求。9.1.2确定地基处理方案时，应避免因地基处理污染地表水和地下水或损坏周围已有建筑物，防止振动噪音对周围环境产生不良影响。9.2岩石地基处理9.2.1对岩石地基中的全风化带宜予清除，强风化带或弱风化带可根据挡土墙的受力条件和重要性进行适当处理。9.2.2对裂隙发育的岩石地基，可采用固结灌浆处理。固结灌浆孔可按梅花形或方格形布置，孔距、排距可取3～aa4m，孔深可取3～5m。灌浆压力应以不掀动基础岩体和混凝土盖重为原则，无混凝土盖重时不宜小于100kPa，有混凝土盖重时不宜小于200kPa。9.2.3对岩石地基中的泥化夹层和缓倾角软弱带，应根据其埋藏深度和对地基稳定的影响程度采取不同的处理措施。在埋藏深度较浅且不能满足地基稳定要求时，应予全部清除；在埋藏深度较深或埋藏深度虽较浅但能满足地基稳定要求时，可全部保留或部分保留，但应有防止恶化的工程措施。9.2.4对岩基中的断层破碎带，应根据其分布情况和对挡土墙结构安全的影响程度采取不同的处理措施，通常以开挖为主，开挖深度可取破碎带宽度的1～1.2倍，并用混凝土回填，必要时可铺设钢筋。在灌浆帷幕穿过断层破碎带的部位，帷幕灌浆孔应适当加密。9.2.5对地基整体稳定有影响的溶洞或溶沟，可根据其位置、大小、埋藏深度和水文地质条件等，分别采取挖填、压力灌浆等处理方法。9.3土质地基处理9.3.1土质地基处理方法的选择，应根据地基处理目的和要求、地基条件、材料和机具来源以及工程投资等进行综合分析，选择一种或多种地基处理方法。土质地基常用处理方法见表9.3.1。表9.3.1土质地基常用处理方法分类aaaa处理方法分?类原理及作用适用范围夯实法夯实、强力夯实通过机械夯击，压实表层地基土，并利用夯击能在地基中产生冲击波和动应力，使土体固结密实，提高持力层的承载力，减少沉降量适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和度的粘性土、杂填土等地基，对饱和粘性土地基也可采用(但有效夯实深度内存在软粘土层时不宜采用)垫层法砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等以砂、碎石、素土、灰土等强度较高的材料，置换地基表层软土，提高持力层的承载力，减少沉降量适用于各类软土地基，对局部有暗沟、暗塘等缺陷的地基也可采用置换及搅拌法振冲置换、深层搅拌、高压喷射注浆等采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软土地基中部分软土，或在部分软土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与周边土组成复合地基，提高地基的承载力，减少沉降量适用于粘性土、冲填土、粉砂、细砂等地基振冲挤密法振冲挤密砂石桩等采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体孔隙减少，强度提高；也可在振动挤密的过程中，回填碎石、黄砂等，与地基土组成复合地基，提高地基的承载力，减少沉降量适用于松砂、粉土、杂填土、湿陷性黄土等地基桩基础预制桩、灌注桩、沉管桩等通过施加的预制桩、灌注桩或沉管桩等，增加地基承载力，减少沉降量，提高抗滑稳定性适用于较深厚的松软地基，尤其适用于上部为松软土层、下部为硬土层的地基沉井基础──沉井基础除具有与桩基础相同作用外，对防止地基渗透变形有利适用于上部为软土层或粉砂、细砂层、下部为硬土层或岩层的地基aa9.3.2强力夯实法地基处理设计应满足下列规定：1强力夯实法处理地基应根据地基土质及处理要求选择合适的锤重和落距。对于粘性土、湿陷性黄土地基，最后两遍平均夯沉量不宜大于1.0～2.0cm；对于砂性土，不宜大于0.5～1.0cm。2强力夯实法的有效处理深度可按公式(9.3.2)计算：WhH＝a(9.3.2)10式中H──有效处理深度(m)；aaW──夯锤重(kN)；h──落距(m)；a──折减系数，粘性土可取0.5，砂性土可取0.7；有条件时宜通过试验确定。3强力夯实法地基处理范围应大于挡土墙基底范围，每边应超出挡土墙基底外缘的宽度为设计要求处理深度的1/3～1/2，且不应少于3.0m。4挡土墙地基经强力夯实处理结束后，应进行现场地基检测；重要的1、2级挡土墙，还应进行现场载荷试验。5强力夯实法地基处理设计应有防止对周围已有建筑物产生有害影响的措施。9.3.3垫层法地基处理设计应满足下列规定：1垫层材料应就地取材，采用砂、碎石、素土、灰土及其它性能稳定、无侵蚀性的材料。经常位于水下的挡土墙，其垫层不应采用以石灰拌合的灰土材料。2垫层厚度应根据地基土质情况、结构型式、荷载大小等因素，按公式(9.3.3－1)计算确定，但最大深度不宜大于3.0m。对于条形基础，垫层底面处土的附加应力可按公式(9.3.3-2)计算；对于矩形基础，可按公式(9.3.3－3)计算。aascz＋sz≤fz(9.3.3-1)(p－s)bsz＝c(9.3.3-2)b＋2ztanq(p－c)blsz＝(9.3.3-3)(b＋2ztanq)((s)l＋2ztanq)式中fz──垫层底面处土层的允许承载力(kPa)；scz──垫层底面处土的自重应力(kPa)；sz──垫层底面处土的附加应力(kPa)，可分别按公式(9.3.3-2)和公式(9.3.3-3)计算。p──基础底面的平均应力(kPa)；..sc──基础底面处土的自重应力(kPa)；..l──基础底面的长度(m)；b──基础底面的宽度(m)；z──垫层的厚度(m)；q──垫层的应力扩散角，可按表aa9.3.3选取。表9.3.3应力扩散角bz/垫层材料中砂、粗砂、砾砂、碎石土、石屑素土灰土0.2520°..6°..30°..≥0.5030°..23°..──..注：1当bz/＜0.25时，..除灰土应力扩散角仍可取30°..外，..其余材料均取0°；2当0.25＜..bz/＜0.50时，..应力扩散角可用内插法求得。3素土垫层压实度不应小于0.94，重要的1、2级挡土墙，其素土垫层压实度不应小于0.96；..砂垫层应有良好的级配，相对密度不应小于0.75，强地震区挡土墙砂垫层相对密度不应小于0.8；碎石垫层的级配和相对密度要求可参照砂垫层的规定执行；灰土垫层的压实度要求可参照素土垫层的的规定执行。4对于重要的1、2级挡土墙，垫层的压实效果应经现场试验验证。aa5位于所属水工建筑物防渗段范围内的挡土墙，其垫层设计应能满足地基防渗要求，必要时应采取有效的防渗措施。6挡土墙地基采用垫层法处理后，应按分层总和法计算地基最终沉降量。9.3.4深层搅拌法地基处理设计应满足下列规定：1深层搅拌法处理地基应根据地基土质及处理要求合理确定水泥的掺量，其水泥掺入量最低不应小于12％，最高不宜超过18％。2深层搅拌桩桩距可采用0.8～2.0m，按正方形或梅花形布置。搅拌桩布置范围应超出挡土墙基底外缘，每侧超出的最小宽度可按公式(9.3.4-1)计算。bmin＝htgf(9.3.4-1)式中bmin──搅拌桩布置范围每侧超出挡土墙基底外缘的最小宽度(m)；..h──搅拌桩的深度(m)；..f──桩间土的内摩擦角(°)。3深层搅拌桩的复合地基承载力可按公式(9.3.4-2)计算，单桩竖向承载力应通过现场单桩载荷试验确定，也可按公式(9.3.4-3)和公式(9.3.4-4)计算，并取其中较小值。fsp,k＝mRkd＋b(1－m)fs,k(aa9.3.4-2)ApRkd＝hfcu,kAp(9.3.4-3)Rkd＝qsUpl＋aApqp(9.3.4-4)式中fsp,k──复合地基的允许承载力(kPa)；..m──面积置换率；Rkd──单桩竖向允许承载力(kN)；Ap──搅拌桩横截面面积(m2)；f,──桩间土的允许承载力(kPa)；b(sk)──桩间土的承载力折减系数。当桩间土为软土时，可取0.5～1.0；当桩间土为硬土时，可取0.1～0.4；当不考虑桩间土作用时，可取零；fcu,k──与搅拌桩桩身加固土相同配比的室内加固土试块立方体(其每边长70.7mm或aa50mm)28天龄期的无侧限抗压强度平均值(kPa)；h──强度折减系数，可取0.35～0.50；qs──桩周土允许侧阻力的加权平均值(kPa)，对淤泥可取5～8kPa，对淤泥质土可取8～12kPa，对粘性土可取12～18kPa；U──桩周长(m)；l(p)──桩长(m)；qp──桩端土的允许承载力(kPa)，可按现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)的规定确定；a──桩端土的承载力折减系数，可取0.4～0.6(承载力高时取较小值，承载力低时取较大值)。4对于重要的1、2级挡土墙，经深层搅拌法处理后的复合地基承载力应进行现场载荷试验验证。9.3.5振冲挤密法地基处理设计应满足下列规定：1振冲挤密法处理地基应根据地基条件选择碎石、黄砂等合适的材料作填料。2对于振冲挤密桩，碎石桩桩径宜采用0.7～1.2m，砂桩桩径宜采用0.3～0.6m。桩的间距和排距可分别按公式(9.3.5-1)和公式(9.3.5-2)计算。l＝0.95d[lcgd()]1/2maxmaxddcglg－(9.3.5-1)l1＝aa0.886l(9.3.5-2)式中l──桩的间距(m)；d──桩孔直径(m)；lc──地基挤密后，桩间土的平均压实度，可取0.93；gdmax──桩间土的最大干密度(kN/m3)；gd──地基挤密前土的平均干密度(kN/m3)；l1──桩的排距(m)。3振冲挤密法处理地基的适宜深度宜为14～16m，每m桩长的填料量宜为0.7～0.8m3，置换率宜控制在10％～30％。4振冲挤密法地基处理范围应超出挡土墙基底外缘1.0m以上。5对于重要的1、2级挡土墙，经振冲挤密法处理后的地基承载力应进行现场试验验证。9.3.6桩基础设计应满足下列规定：1挡土墙桩基础通常宜采用摩擦型桩(包括摩擦桩和端承摩擦桩)。2桩的根数和尺寸宜按承担底板底面以上的全部荷载确定。3预制桩的中心距不应小于3倍桩径或边长，钻孔灌注桩(包括沉管桩)的中心距不应小于2.5倍桩径。4桩的平面布置宜使桩群形心与底板底面以上基本荷载组合的合力作用点相接近，单桩的竖向荷载最大值与最小值之比不宜大于本规范表7.3.1规定的允许值。aa5在同一块底板下，不应采用直径、长度相差过大的摩擦型桩，也不应同时采用摩擦型桩和端承型桩(包括端承桩和摩擦端承桩)。6位于所属水工建筑物防渗段的挡土墙底板下采用端承型桩时，应采取防止底板底面接触冲刷的措施。7单桩的竖向荷载和水平向荷载以及允许的竖向承载力和水平向承载力，可按现行的国家标准GB50007－2002的规定计算。如采用钻孔灌注桩(包括沉管桩)，桩顶不可恢复的水平位移值宜控制不超过0.5cm；如采用预制桩，宜控制不超过1.0cm。8深厚的松软土基上的桩基础，当桩的中心距小于6倍桩径或边长、桩数超过9根(含9根)时应作为群桩基础，其桩尖平面处的地基压应力和沉降量不应大于该平面处地基土的允许承载力和允许沉降量。9.3.7沉井基础设计应满足下列规定：1沉井平面布置应简单对称，其长宽比不宜大于3.0。2沉井井壁及隔墙厚度应根据结构强度和刚度、下沉需要的重量以及施工要求等因素确定。隔墙与井壁所分隔的井口尺寸应能满足施工操作要求，井壁外侧面应尽量做到平整光滑。aa3沉井分节浇筑高度应根据地基条件、控制下沉速度等因素确定。4沉井应按均衡下沉设计。下沉系数(即沉井自重与井壁摩阻力之比)可采用1.15～1.25。井壁单位面积摩阻力可根据地基土类别由表9.3.7查得。表9.3.7井壁单位面积摩阻力地基土类别井壁单位面积摩阻力(kPa)泥浆套3～5软土10～12较软粘性土12～25较硬粘性土25～50砂土12～25碎石土18～30注：12泥浆套即灌注在沉井井壁外侧的触变泥浆，作为助沉材料。碎石土包括角砾、圆砾、碎石、卵石，不包括块石、漂石。aa5沉井宜下沉到下卧硬土层或岩层，是否封底应根据工程具体情况研究确定。6当地基存在承压水层且影响地基抗渗稳定性时，不宜采用沉井基础。aaaa附录Ａ土压力计算Ａ.0.1当墙后填土为均质无粘性土时，作用在重力式、半重力式、悬臂式、扶壁式、空箱式挡土墙结构上的主动土压力可根据挡土墙的结构型式、墙后填土性质、挡土高度、填土内的地下水位、填土顶面坡角及超荷载等因素，分别按下列规定进行计算：1作用在挡土墙上的主动土压力可按公式(Ａ.0.1-1)计算；2对于重力式挡土墙，当墙后填土面倾斜时，主动土压力系数可按公式(Ａ.0.1-2)计算(计算简图见图Ａ.0.1-1)；3对于半重力式、悬臂式、扶壁式、空箱式挡土墙，当墙后填土面倾斜时，主动土压力系数可按公式(Ａ.0.1-3)计算(计算简图见图Ａ.0.1-2)；4对于重力式、半重力式、悬臂式、扶壁式、空箱式挡土墙，当墙后填土表面水平时，主动土压力系数可按公式(Ａ.0.1-4)计算(计算简图见图Ａ.0.1-3)；5当挡土墙墙后有较陡峻的稳定岩石坡面，且岩坡的坡角q>(45°+f/2)时，宜取岩石坡面为破裂面，按有限范围填土计算主动土压力。主动土压力系数可根据稳定岩石坡面与填土间的摩擦角，按公式(Ａ.0.1-5)计算(计算简图见图Ａ.0.1-4)。墙后水位图Ａ.0.1-1墙后水位图Ａ.0.1-2墙后水位图Ａ.0.1-3填土墙后水位岩石边坡墙后水位图Ａ.0.1-4aaaaaEqHKhKhhKh2K122212121=+g+g+g￠(Ａ.0.1-1)()()()()()aa222coscossinsincoscos1cos()ú.ùê.é+-+-++-=edebfdfbeedfeaK(Ａ.0.1-2)bbfbbfb2222coscoscoscoscoscoscos+---=aK(Ａ.0.1-3)÷...è=.°-2tg2aa45faK(Ａ.0.1-4)coscos()sin()cos()cos()sin()2eqeddqbqeebqd-------=rraK(Ａ.0.1-5)式中aE──作用在挡土墙上的主动土压力(kN/m)，其作用点距墙底为h(土压力图形的形心至挡土墙底的距离)，按公式(Ａ.0.1-2)和公式(Ａ.0.1-5)计算时，其作用方向与水平面呈(d＋e)夹角；按公式(Ａ.0.1-3)和公式(Ａ.0.1-4)计算时，其作用方向与填土表面平行；q──作用在墙后填土面上的均布荷载(kN/m2)；H──土压力计算高度(m)；aaKa──主动土压力系数；g──挡土墙墙后填土重度(kN/m3)；g￠──挡土墙墙后地下水位以下填土浮重度(kN/m3)；h1──墙后地下水位以上土压力的计算高度(m)；h2──墙后地下水位至基底面土压力的计算高度(m)；b──挡土墙墙后填土表面坡角(°)；aae──挡土墙墙背面与铅直面的夹角(°)；f──挡土墙墙后回填土的内摩擦角(°)；d──挡土墙墙后填土对墙背的外摩擦角(°)，可按表Ａ.0.1采用；dr──挡土墙墙后填土对稳定岩石坡面的外摩擦角(°)，可取dr=0.33f；q──稳定岩石坡面坡角(°)。表Ａ.0.1d值挡土墙墙背面排水状况d值墙背光滑，排水不良(0.00～0.33)f墙背粗糙，排水良好(0.33～0.50)f墙背很粗糙，排水良好(0.50～0.67)f墙背与填土之间不可能滑动(0.67～1.00)fＡ.0.2当墙后填土为均质粘性土时，作用在重力式、半重力式、悬臂式、扶壁式、空箱式挡土墙上的主动土压力可根据墙后填土性质、挡土高度、填土内的地下水位等因素，分别按下列规定进行计算(计算简图见图Ａ.0.2)。墙顶水平面以上的填土及超荷载可近似折算成等同于填土重度的等代填土高度。1作用在挡土墙上的主动土压力可按公式(Ａ.0.2-1)计算。2主动土压力系数可按公式(Ａ.0.1-4)计算。3考虑墙后填土的粘结力作用时，主动土压力为零处的深度可按公式(Ａ.0.2-2)计算。4墙顶水平面以上的等代填土高度可近似按公式(Ａ.0.2-3)计算。aa墙后水位图Ａ.0.21212Ea=gh3Ka+gh3h2Ka+g￠h2Ka(Ａ.0.2-1)222ch=(Ａ.0.2-2)cgaaKah0=q1(Ａ.0.2-3)g式中c──墙后填土的粘结力(kPa)；h3──墙后地下水位至主动土压力为零处的高度(m)；hc──考虑墙后填土的粘结力作用时，主动土压力为零处的深度(m)，当墙顶水平面以上有填土及超荷载作用时，填土面应按近似折算后的等代填土高度计算；h0──墙顶水平面以上的等代填土高度(m)；q1──墙顶水平面以上的荷载(包括土重)换算的均布荷载(kN/m2)。5当挡土墙墙后填土为粘性土时，也可采用等值内摩擦角法(又称等代内摩擦角法)计算作用于挡土墙上的主动土压力。等值内摩擦角可根据挡土结构高度、墙后所填粘性土性质及其浸水情况等因素，参照已建工程实践经验确定。6当挡土墙墙后填土表面有车辆荷载作用时，也可将车辆荷载近似地换算成作用于填土表面上的等代填土高度。aaaaaaＡ.0.3当墙后土体为物理力学指标不同的多层非均质土时，宜分层计算土压力。为简化计算，也可以各层土的物理力学指标和厚度为权重，加权平均计算土层的综合物理力学指标，按均质土计算土压力。Ａ.0.4当距挡土墙墙顶a处作用有宽度b的局部均布荷载qL时，附加主动土压力可按公式(Ａ.0.4)计算(计算简图见图Ａ.0.4)：图Ａ.0.4haLe=Kq(Ａ.0.4)式中he──h范围内最大附加主动土压力强度(kPa)；Lq──局部均布荷载强度(kPa)。Ａ.0.5当距挡土墙墙顶a处作用有线荷载LQ时，附加主动土压力可按公式(Ａ.0.5-1)、(Ａ.0.5-2)和(Ａ.0.5-3)计算(计算简图见图Ａ.0.5)：图Ａ.0.5aLhKhQe÷...è￠=.2(Ａ.0.5-1)h=a(tgq－tgf)(Ａ.0.5-2)q=90°-arctgKa(Ａ.0.5-3)式中he￠──h范围内中点处附加主动土压力强度(kPa)；h──附加主动土压力分布范围(m)；LQ──线荷载强度(kN/m)；a──作用在墙顶填土面的线荷载至墙顶的水平距离(m)；q──墙后填土破坏面与水平面的夹角(°)，当墙背垂直光滑且填土面水平时，取245fq＝°＋。Ａ.0.6当挡土墙墙后填土为斜坡面或水平面与斜坡面组合时，作用在挡土墙墙背上的主动土压力强度可近似按公式(Ａ.0.6-1)、(Ａ.0.6-2)和(Ａ.0.6-3)计算(计算简图见图Ａ.0.6)：(a)(b)aa(c)图Ａ.0.6注：图中阴影线部分为相应假定情况下主动土压力的近似分布图形adae=gHK1(Ａ.0.6-1)aae2H0K=g(Ａ.0.6-2)aae=gzK3(Ａ.0.6-3)式中a1e──填土高度为dH、填土面为水平面计算的主动土压力强度(kPa)；a2e──填土高度为0H、填土面为水平面计算的主动土压力强度(kPa)；a3e──填土面坡角为b、填土高度z以上的主动土压力强度(kPa)；dH──挡土墙高度(m)；H0──挡土墙的高度与超过墙顶的填土高度之和(m)；z──墙顶填土斜坡面与墙背连线交点至墙底的深度(m)。Ａ.0.7对于填土面或墙背面轮廓复杂的挡土墙，其墙后主动土压力宜采用楔体试算法进行计算。也可按前述公式作适当简化进行计算。Ａ.0.8对于衡重式挡土墙，其主动土压力系数可近似按公式(Ａ.0.1-4)计算，并分别计算衡重台上下的主动土压力。衡重台以上的主动土压力可按公式(Ａ.0.8-1)计算；衡重台以下的主动土压力，以衡重台底面的水平面，按作用有强度gh1+q的均布荷载，按公式(Ａ.0.8-2)计算(计算简图见图Ａ.0.8)，衡重台以下主动土压力强度图形的折点深度可按公式(Ａ.0.8-3)和(Ａ.0.8-4)计算。图Ａ.0.8aaEa1=(qh1＋1gh12)Ka(Ａ.0.8-1)2Ea=3322222hhhhggg＋＋éê.1212()＋12(gh2＋gh3＋q＋gHd)(Hd－h1－h2－h3)ú.ùKa(Ａ.0.8-2)h2=btgf(Ａ.0.8-3)bh3=tg(45°-f/2)－h2(aaＡ.0.8-4)式中Ea1、Ea2──分别为衡重式挡土墙衡重台上下的主动土压力(kN/m)；h1──衡重台以上挡土墙的高度(m)；h2、h3──分别为图Ａ.0.8所示衡重台下主动土压力图形的折点分段高度(m)；Hd──衡重式挡土墙的高度(m)；b──衡重台悬臂长度(m)。Ａ.0.9对于板桩式挡土墙、锚碇墙或锚杆式挡土墙，其墙后主动土压力仍可按本规范A.0.1条～A.0.6条的规定计算，也可根据当地经验，对土压力进行修正计算或采用考虑墙体弯曲变形的其它土压力计算公式。当填土面为水平、墙背为垂直时，可按下列规定进行计算(计算简图见图Ａ.0.9)：1作用在挡土墙上的主动土压力可按公式(Ａ.0.9-1)计算。2主动土压力系数可按公式(Ａ.0.9-2)计算。3考虑墙后填土的粘结力作用时，主动土压力为零处的深度可按公式(Ａ.0.9-4)计算。4墙顶水平面以上的等代填土高度可近似按公式(Ａ.0.9-5)计算。aa板桩墙图Ａ.0.9dgcos2121aaxhKE=(Ａ.0.9-1)aK1cosê.é+=d()22cossinsincosú.ù+dfdff(Ａ.0.9-2)h1chH-=(Ａ.0.9-3)hcdfgdfcoscos)sin(12++=c(Ａ.0.9-4)h0=gq(Ａ.0.9-5)式中axE──主动土压力水平分力(kN/m)；H──墙前地面至墙顶的高度(m)；h1──主动土压力为零处至墙前地面的高度(m)；0h──墙顶水平面以上的等代填土高度(m)；aahc──考虑墙后填土的粘结力作用时，主动土压力为零处的深度(m)，当墙顶水平面以上有超荷载作用时，填土面应按近似折算后的等代填土高度计算。Ａ.0.10对于加筋式挡土墙，其墙后主动土压力可按本规范A.0.1条～A.0.6条的规定计算。Ａ.0.11当挡土墙的变位不足以达到主动破坏状态，需计算静止土压力时，可按公式(Ａ.0.11-1)计算。静止土压力系数应通过试验确定；在没有试验资料的情况下，可近似地按公式(Ａ.0.11-2)、(Ａ.0.11-3)计算，也可按表Ａ.0.11选用。12aaE0=gHtK0(Ａ.0.11-1)2无粘性土：K0=1-sinf(Ａ.0.11-2)粘性土：K0=0.95-sinf(Ａ.0.11-3)式中E0──作用在挡土墙结构上的静止土压力(kN/m)；Ht──墙体或基础置入土体的深度(m)；K0──静止土压力系数。表Ａ.0.11K0值墙后填土类别0K值碎石土0.22～0.40砂土、砂质粉土0.36～0.42粘质粉土0.60～0.62粘土0.70～0.75Ａ.0.12对于板桩式挡土墙、锚碇墙或具有较小深度沉井基础的空箱式挡土墙，如需计算被动土压力时，可分别按下列规定进行计算：1当墙后填土为均质无粘性土、填土面为非水平面、墙背为非垂直面时，被动土压力可按公式aa(Ａ.0.12-1)计算，被动土压力系数可按公式(Ａ.0.12-2)计算；2当墙后填土为均质粘性土、填土面为水平面、墙背为垂直面时，被动土压力可按公式(Ａ.0.12-3)计算，被动土压力系数可按公式(Ａ.0.12-4)计算；3当墙后填土为均质粘性土时，被动土压力和被动土压力系数也可采用等值内摩擦角按公式(Ａ.0.12-1)和公式(Ａ.0.12-2)进行简化计算；Epx=(1gHt2Kp＋qHtKp)cosd(Ａ.0.12-1)2'cos2(f+e)Kp=k(Ａ.0.12-2)sin(f+d)sin(f+b)ù22cosecos(d-e)êé1aacos(d-e)cos(e-b).ú.ddffg)cos)sin(1cos221(2+-+=tptptpxcHqHKHKE＋(Ａ.0.12-3)1cosê.é-=dpK()22cossinsincosú.ù+dfdff(Ａ.0.12-4)式中pxE──被动土压力水平分力(kN/m)；q──作用在墙前填土面上的面荷载(kN/m2)；tH──板桩、锚碇墙或沉井底置入土体的深度(m)；pK──被动土压力系数；'k──被动土压力折减系数，可按表A.0.12-1查得。表Ａ.0.12-1'k值aaf15°20°25°30°35°40°'k0.750.640.550.470.410.35当计算锚碇墙墙前被动土压力时，应不考虑墙前填土面上的面荷载q作用；所计算的被动土压力还应乘以折减系数k￠，k￠可由表A.0.12-2查得。表Ａ.0.12-2k￠值aahHt1.01.21.51.72.03.0k￠1.000.950.880.860.830.78注：h为锚碇墙顶至地面高度(m)。附录Ｂ挡土墙稳定计算Ｂ.0.1衡重式挡土墙衡重平台板抗倾覆稳定计算，可不计墙后土体对计算单元边界面上的垂直剪应力及水平土压力的影响，按公式(Ｂ.0.1)计算(计算简图见图Ｂ.0.1)：图B.0.10K=2211GLGL(Ｂ.0.1)式中K0──衡重平台板抗倾覆稳定安全系数；G1──A点左侧衡重平台板及其上部结构和填料重量的合力(kN)；G2──A点右侧衡重平台板结构及其上部填料重量和地面荷载的合力(kN)；L1──合力G1至A点距离(m)；L2──合力G2至A点距离(m)。Ｂ.0.2无锚碇的板桩式挡土墙依靠插入土体的墙体维持结构稳定，其墙体的入土深度可按公式aa(Ｂ.0.2-1)和(Ｂ.0.2-2)计算(计算简图见图Ｂ.0.2)：板桩墙图Ｂ.0.2ttt+D=0(Ｂ.0.2-1))(20appkktEt-￠=Dg(Ｂ.0.2-2)式中t──墙体入土深度(m)；t0──墙体入土点至理论转动点N的深度(m)；Dt──N点以下的墙体深度(m)；Ep￠──主动和被动土压力作用下对N点以上墙体求矩至N点合力矩为零时的合力，(kN/m)；ka──按公式(aaA.0.9-2)计算的主动土压力系数；kp──按公式(A.0.12-2)或公式(A.0.12-4)计算的被动土压力系数；g──土的天然重度(kN/m3)。公式(Ｂ.0.2-2)中的t0、Dt和E￠p需通过试算求得，可先假定t0(通常取1.2倍挡土高度)和Dt，计算至E￠p＝0时为止。公式(Ｂ.0.2-1)和(Ｂ.0.2-2)未计入水压力及其它附加外力，在有水压力及其它附加外力作用时，还应计入其作用。Ｂ.0.3有锚碇的板桩式挡土墙依靠插入土体的墙体和锚碇墙共同维持结构稳定，锚碇墙可根据需要选用单锚或多锚结构，并分别计算有锚碇板桩式挡土墙的整体稳定、锚碇墙沿基底面的抗滑稳定和锚碇墙至板桩墙的最小水平距离。1计算有锚碇板桩式挡土墙的整体稳定时，可在无锚碇板桩式挡土墙受力的基础上，考虑锚碇结构的拉力作用，建立方程组试算至稳定时为止(计算简图见图B.0.3-1)。锚碇墙图Ｂ.0.3-1aa2有锚碇的板桩式挡土墙，其锚碇墙沿基底面的抗滑稳定安全系数应按公式(Ｂ.0.3-1)计算(计算简图见图Ｂ.0.3-2)。当锚碇墙前采用其它填料置换时，除应按公式(Ｂ.0.3-1)计算外，还应按公式(Ｂ.0.3-2)计算锚碇墙与填料一起沿滑动面BCC￠的抗滑稳定性：锚碇墙锚碇墙板桩墙图Ｂ.0.3-2EKm=px(Ｂ.0.3-1)RA＋EaxGf＋E￠px≥R＋E(Ｂ.0.3-2)KKAaxcm式中Km──锚碇墙抗滑稳定安全系数，其计算值不应小于本规范表4.0.14规定的允许值；RA──拉杆的拉力(kN/m)；Eax──作用在锚碇墙上的主动土压力(kN/m)；Epx──作用在锚碇墙上的被动土压力。当锚碇墙墙前采用其它填料置换时，应以其它填aa料的物理力学性质指标计算(kN/m)；E￠px──锚碇墙前作用于A￠C面上的被动土压力(kN)；G──锚碇墙前基面BC以上填料的重力(kN/m)；f──沿滑动面BCC￠的摩擦系数；Kc──沿滑动面BCC￠的抗滑稳定安全系数，可按本规范表4.0.11的规定选用。3有锚碇的板桩式挡土墙，其锚碇墙至板桩墙的最小水平距离可按公式(Ｂ.0.3-3)计算(计算简图见图Ｂ.0.3-3)：锚碇墙板桩墙图Ｂ.0.3-3minL=0H.è.°2tg451f÷..＋tH.è.°2tg452f＋÷..(Ｂ.0.3-3)式中Lmin──锚碇墙至板桩墙的最小水平距离(m)；0H──板桩式挡土墙墙顶至理论转动点N的深度(m)；tH──填土表面至锚碇墙墙底的深度(m)；f1──板桩墙墙后土的内摩擦角(°)；f2──锚碇墙墙前填料的内摩擦角(°)。aaＢ.0.4当挡土墙的沉井基础埋置深度小于等于5m时，其稳定性可按整体挡土墙计算，埋深部位土压力井前侧按被动土压力计算，井后侧按主动土压力计算；当沉井基础埋置深度大于5m时，其稳定性可按深埋刚性基础计算。沉井基底竖向应力不应大于地基的允许承载力，按深埋刚性基础计算时，沉井侧面水平压应力不应大于允许土抗力。计算公式见(Ｂ.0.4-1)～(Ｂ.0.4-7)(计算简图见图Ｂ.0.4)：aa图Ｂ.0.4Nas￠min=A0￠±c02w(Ｂ.0.4-1)maxsx=my(y0-y)w(Ｂ.0.4-2)c0=m0Ht(Ｂ.0.4-3)w=12(3M￠+2PHt)(Ｂ.0.4-4)b0mHt4+18W￠caa0ab0mHt3(4M￠+3PHt)+6PW￠c0ay0=2(Ｂ.0.4-5)2b0mHt(3M￠+2PHt)smax￡[R'](Ｂ.0.4-6)sx￡h1h2(epx-eax)(Ｂ.0.4-7)式中s￠──沉井底面的竖向应力最大值、最小值(kPa)；maxminsx──y深度处土的水平应力(kPa)；N──全部垂直荷载(kN)，并视具体情况考虑是否计入土对井壁的摩擦力；A0￠──沉井的底面积(m2)；a──沉井顺水平土压力方向上的长度（m）；c0──沉井底面土的竖向地基系数；m0──土的竖向地基系数随深度变化的比例系数，当无实测资料时，可取m0=m；当aaHt￡10时，m0＝c0/10；m──土的水平向地基系数随深度变化的比例系数，当无实测资料时，可按表Ｂ.0.4取值；Ht──沉井的埋置深度(m)；w──沉井在外荷载作用下绕y轴的转角(rad)；M￠──当沉井底面以上全部水平荷载移至x轴、垂直荷载移至y轴时，全部荷载对0点的力矩(kN?m)；P──全部水平荷载(kN)；沉井部位只计入入土点以上井后由超载引起的主动土压力；b0──沉井的计算宽度（m），当为单个沉井时，b0=b+1；当为连续群井时，b0=b；b为沉井垂直于水平土压力方向上的宽度；W￠──沉井底面的截面矩(m3)；y0──沉井在外荷载作用下转动轴A至沉井埋置顶面的深度(m)；[R']──沉井底面的地基允许承载力(kPa)；h1──考虑不同结构体系要求的系数，可取h1＝1.0；h2──考虑总荷载中恒载部分的系数，可取h2＝1.0-0.5Md；aaM￠Md--恒载对o点的力矩(kN.m)；eax──y深度处土的主动土压力强度(kPa)，当y￡y0时，eax为沉井后主动土压力强度；当y>y0时，eax为沉井前主动土压力强度；epx──y深度处土的被动土压力强度(kPa)，当y￡y0时，epx为沉井前被动土压力强度；当y>y0时，epx为沉井后被动土压力强度。当计算沉井井后eax、epx时，应视沉井入土点为填土顶面，其上填土及荷载均按超载考虑。当按公式(Ｂ.0.4-2)验算水平应力时，可仅验算y=31Ht及y=Ht两处。表B.0.4非岩石地基m值沉井井壁外侧地基土类别x0≤5mm时5mm＜x0≤10mm时流塑粘性土(IL≥1)、淤泥3000～50001000～2000软塑粘性土(1＞IL≥0.5)、粉砂5000～100002000～4000硬塑粘性土(0.5＞IL≥0)、细砂、中砂10000～200004000～6000坚硬粘性土(IL＜0)、粗砂、砾砂20000～300006000～10000角砾、圆砾、碎石、卵石30000～8000010000～20000块石、漂石80000～120000－注：x0为沉井井口处的水平位移控制值。aa附录C挡土墙结构计算C.1重力式、半重力式、衡重式挡土墙结构内力计算C.1.1重力式、半重力式、衡重式挡土墙墙身应按构件偏心受压及受剪验算其水平截面应力。水平截面应力计算值应小于或等于墙身材料的允许应力值，否则应加大墙身断面重新计算或按钢筋混凝土构件配置钢筋。C.1.2重力式、半重力式、衡重式挡土墙墙身任意水平截面的弯矩可按公式(C.1.2-1)计算，截面拉、压应力可按公式(C.1.2-2)计算，剪应力可按公式(C.1.2-3)计算。M=Gl1＋Pl2(C.1.2-1)GMs=±(C.1.2-2)maxminA0WaaPt=(C.1.2-3)A0式中M──墙身计算截面的弯矩(kN·m)；..G──墙身计算截面以上所有竖向荷载(包括自重)的总和(kN)；..P──墙身计算截面以上所有水平向荷载的总和(kN)；..l1──墙身计算截面以上所有竖向荷载的合力作用点至计算截面形心轴的距离(m)；..l2──墙身计算截面以上所有水平向荷载的合力作用点至计算截面的距离(m)；..s──墙身计算截面的正应力最大、最小值(kPa)，正值为压应力，负值为拉应力；maxminA0──墙身计算截面的面积(m2)；..W──墙身计算截面的截面矩(m3)；t──墙身计算截面的剪应力(kPa)。aaC.2悬臂式挡土墙结构内力计算C.2.1悬臂式挡土墙墙身可按固定在底板上的受弯构件计算，并验算其水平截面剪应力；底板可按固定在墙身上的受弯构件计算。C.2.2悬臂式挡土墙墙身任意水平截面的弯矩可按公式(C.2.2-1)计算，剪应力可按公式(C.1.2-3)计算；底板任意截面的弯矩可按公式(C.2.2-2)计算。M=Pl2(C.2.2-1)M1=G1l(C.2.2-2)式中M1──底板任意截面的弯矩(kN·m)；..G1──底板末端至计算截面范围内所有竖向荷载(包括基底应力)的总和(kN)；..l──底板末端至计算截面范围内所有竖向荷载的合力作用点至计算截面的距离(m)。C.3扶壁式、空箱式挡土墙结构内力计算C.3.1扶壁式挡土墙的墙身和底板，或空箱式挡土墙墙身，在距墙身和底板交线1.5Lx区段以内(Lx为扶壁或隔墙净距)可按在梯形荷载作用下的三边固支、一边自由的双向板计算，其余部分可按单向板或连续板计算(计算简图见图C.3.1)，梯形荷载可分解为三角形荷载和均布荷载，分别按公式(C.3.1-1)～公式(C.3.1-6)计算相应荷载作用下墙身和底板的弯矩：图C.3.1aaMx=mxqL2x(C.3.1-1)Mx0=mx0qL2x(C.3.1-2)My=myqL2x(C.3.1-3)M0y=m0yqL2x(C.3.1-4)M0x=m0xqL2x(C.3.1-5)M00x=m00xqL2x(C.3.1-6)aa式中Mx、Mx0──分别为平行于Lx方向的跨中和固端弯矩(kN·m)；..My、My0──分别为平行于Ly方向的跨中和固端弯矩(kN·m)；..M0x、M00x──分别为自由边平行于Lx方向的跨中和固端弯矩(kN·m)；..mx、m0x、my、m0y、m0x、m00x──相应弯矩的计算系数，可由表C.3.1查得；q──计算荷载强度(kPa)，当计算三角形荷载时，q＝q2－q1；..当计算均布荷载时，q＝q1；..Lx──计算长度(m)。表C.3.1梯形荷载作用下三边固支、一边自由的双向板弯矩计算系数表aaaa荷载形式三角形荷载均布荷载计算系数xm0xmym0ymxm000xmxm0xmym0ymxm000xmxyLL0.300.0007-0.00500.0001-0.01220.0019-0.00790.0018-0.0135-0.0039-0.03440.0068-0.03450.350.0014-0.00670.0008-0.01490.0031-0.00980.0039-0.0179-0.0026-0.04060.0112-0.04320.400.0022-0.00850.0017-0.01730.0044-0.01120.0063-0.0227-0.0008-0.04540.0160-0.05060.450.0031-0.01040.0028-0.01950.0056-0.01210.0090-0.02750.0014-0.04890.0207-0.05640.500.0040-0.01240.0038-0.02150.0068-0.01260.0116-0.03220.0034-0.05130.0250-0.06070.550.0050-0.01440.0048-0.02320.0078-0.01260.0142-0.03680.0054-0.05300.0288-0.06350.600.0059-0.01640.0057-0.02490.0085-0.01220.0166-0.04120.0072-0.05410.0320-0.06520.650.0069-0.01830.0065-0.02640.0091-0.01160.0188-0.04530.0087-0.05480.0347-0.06610.700.0078-0.02020.0071-0.02790.0095-0.01070.0209-0.04900.0100-0.05530.0368-0.06630.750.0087-0.02200.0077-0.02920.0098-0.00980.0228-0.05260.0111-0.05570.0385-0.06610.800.0096-0.02370.0081-0.03050.0099-0.00890.0246-0.05580.0119-0.05600.0399-0.06560.850.0105-0.02540.0085-0.03170.0099-0.00790.0262-0.05880.0125-0.05620.0409-0.06510.900.0114-0.02700.0087-0.03290.0097-0.00700.0277-0.06150.0129-0.05630.0417-0.06440.950.0122-0.02840.0088-0.03400.0096-0.00610.0291-0.06390.0132-0.05640.0422-0.06381.000.0129-0.02980.0089-0.03500.0093-0.00530.0304-0.06620.0133-0.05650.0427-0.0632aa1.100.0144-0.03230.0088-0.03680.0088-0.00400.0327-0.07010.0133-0.05660.0431-0.06231.200.0156-0.03440.0085-0.03840.0082-0.00300.0345-0.07320.0130-0.05670.0433-0.06171.300.0167-0.03610.0081-0.03980.0075-0.00230.0361-0.07580.0125-0.05680.0434-0.06141.400.0176-0.03760.0076-0.04100.0070-0.00180.0374-0.07780.0119-0.05680.0433-0.06141.500.0184-0.03870.0071-0.04210.0065-0.00150.0384-0.07940.0113-0.05690.0433-0.0616注：表中的系数适用于钢筋混凝土三边固支、一边自由的双向板(泊松比m＝1/6)的弯矩计算。C.3.2扶壁式挡土墙的扶壁部分可按固定在底板上的悬臂梁，按受弯构件计算。扶壁与墙体为一共同作用的整体结构，可按计算简图C.3.2截面Ⅰ—Ⅰ所示的T形断面沿墙高分3～5段分别核算截面抗弯钢筋，斜面上任意截面的弯矩可按公式(C.3.2-1)计算，抗弯钢筋面积可按公式(C.3.2-2)计算。M=PL(C.3.2-1)kMAg=seca(C.3.2-2)Rgg1h0aa图C.3.2aa式中L──任意截面以上水平荷载的合力作用点至该任意截面的距离(m)；Ag──抗弯钢筋面积(cm2)；k──安全系数，按本规范表3.0.7选用；Rg──钢筋设计强度(MPa)；a──扶壁斜面与垂直面的夹角(o)；h0──截面有效高度(m)；g1──受弯破坏时的内力偶臂计算系数，可近似取0.9。C.3.3空箱式挡土墙底板可按支承在隔墙上的四边固支板计算。梯形荷载作用下的四边固支板计算简图见图C.3.3，梯形荷载可分解为三角形荷载和均布荷载，分别按公式(C.3.3-1)～公式(C.3.3-4)计算相应荷载作用下墙身和底板的弯矩：(或)(或)图C.3.3Mx=mx￠qL2x(C.3.3-1)Mx0=m￠x0qL2x(C.3.3-2)My=m￠yqL2x(C.3.3-3)M200xyyqLm￠=(或M0y=m￠y01qL2x，M2020xyyqLm￠=)(C.3.3-4)aa式中m￠x、m￠x0、m￠y、m￠y0、m￠y01、m￠y02──相应弯矩的计算系数，可由表C.3.3查得。表C.3.3梯形荷载作用下的四边固支板弯矩计算系数表aa荷载形式均布荷载三角形荷载计算系数xm￠0xm￠ym￠0ym￠xm￠0xm￠xmaxm￠ym￠ymaxm￠0y1m￠0y2m￠yxLL0.500.0400-0.08290.0038-0.05700.0200-0.04140.02250.00190.0088-0.0458-0.01120.550.0385-0.08140.0056-0.05710.0193-0.04070.02100.00280.0092-0.0447-0.01230.600.0367-0.07930.0076-0.05710.0183-0.03960.01950.00380.0094-0.0436-0.01350.650.0345-0.07660.0095-0.05710.0172-0.03830.01810.00480.0094-0.0425-0.01460.700.0321-0.07350.0113-0.05690.0161-0.03680.01660.00570.0096-0.0413-0.01560.750.0296-0.07010.0130-0.05650.0148-0.03500.01520.00650.0097-0.0401-0.01640.800.0271-0.06640.0144-0.05590.0135-0.03320.01380.00720.0098-0.0389-0.01710.850.0246-0.06260.0156-0.05510.0123-0.03130.01250.00780.0100-0.0376-0.01750.900.0221-0.05880.0165-0.05410.0111-0.02940.01120.00820.0100-0.0362-0.01780.950.0198-0.05500.0172-0.05280.0099-0.02750.01000.00860.0100-0.0348-0.01791.000.0176-0.05130.0176-0.05130.0088-0.02570.00880.00880.0100-0.0334-0.0179注：表中系数适用于钢筋混凝土四边固支板(泊松桑比m＝1/6)的弯矩计算。aaC.4挡土墙底板前趾悬挑部分结构内力计算C.4.1重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式和空箱式挡土墙底板前趾悬挑部分可按构件受弯及受剪验算其根部截面应力(计算简图见图C.4.1)。根部截面应力计算值应小于或等于底板材料的允许应力值，否则应加大底板厚度重新计算或按钢筋混凝土构件配置钢筋。前趾墙面前图C.4.1aaC.4.2重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式和空箱式挡土墙底板前趾根部截面弯矩可按公式(C.4.2-1)计算，根部截面弯曲应力可按公式(C.4.2-2)计算，剪应力可按公式(C.4.2-3)计算。M=..2q1＋q2÷.L2B－GL1(C.4.2-1)è6.aaMs=(C.4.2-2)W(q＋q)LBGt=12－(C.4.2-3)2A0A0式中q1──底板前趾端部竖向地基反力及扬压力强度之和(kPa)；q2──底板前趾根部竖向地基反力及扬压力强度之和(kPa)；B──挡土墙底板计算单元的宽度(m)；L──底板前趾悬挑部分长度(m)；L1──底板前趾悬挑部分形心至前墙面的距离(m)；s──底板前趾根部截面的弯曲应力(kPa)；t──底板前趾根部截面的剪应力(kPa)。C.5板桩式挡土墙结构内力计算C.5.1无锚碇的板桩式挡土墙的内力可采用材料力学的方法计算，但为了求得墙体的变位，仍应采用竖向弹性地基梁法计算。墙顶的水平变位可按公式(C.5.1)计算(计算简图见图C.5.1)：D=x0＋j0H＋x1(C.5.1)aa式中D──无锚碇板桩式挡土墙墙顶水平变位(m)；x0、j0──分别为板桩式挡土墙入土点的水平变位(m)和转角变位(rad)，可按“m”法(当无实测资料时m可按表Ｂ.3.2取值)或其它的竖向弹性地基梁法计算；H──挡土高度(m)；x1──假定墙体为悬臂梁(入土点为固端)时的墙顶水平变位(m)，可按材料力学方法计算。板桩墙图C.5.1C.5.2单锚板桩式挡土墙的内力可采用弹性嵌固法(娄美尔法)或自由支承法计算。但为了求得墙体的变位，仍应采用竖向弹性地基梁法计算。多锚板桩式挡土墙的内力应采用竖向弹性地基梁法计算，该法可考虑多锚拉杆的拉伸及锚碇墙的水平变位。C.5.3对于有锚碇的板桩式挡土墙，其锚碇墙至板桩墙之间的拉杆可按中心受拉构件计算，拉杆直径可按公式(C.5.3)计算：10Rsecaaad=20[](A)＋dtT(C.5.3)ps式中d--拉杆直径(mm)；RA--拉杆的拉力(kN)；T--板桩式挡土墙的使用年限，一般可取30～50年；a--拉杆与水平面的夹角(°)；dt--拉杆直径的年锈蚀量，可采用0.04～0.05(mm/年)；[s]--拉杆钢材的允许应力(kPa)。本规范用词说明执行本规范时，规范用词应遵守下表规定。aa规范用词说明规范用词在特殊情况下的等效表述要求严格程度应有必要、要求、要、只有....才允许要求不应不允许、不许可、不要宜推荐、建议推荐不宜不推荐、不建议可允许、许可、准许允许不必不需要、不要求除非在直接涉及工程建设质量、安全、卫生、环境保护等方面需强制执行的特定情况下，..一般不使用“..必须”..、“..严禁”..。中华人民共和国水利行业标准水工挡土墙设计规范SL×××--××××..条文说明(送审稿)aa目次1总则┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(57)3级别划分┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(60)4设计标准┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(62)5工程布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(66)5.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(66)5.2结构布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(67)5.3防渗与排水布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(76)6荷载┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(79)6.1荷载分类及其组合┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(79)6.2荷载计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(79)7稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(82)7.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(82)7.2抗渗稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(84)7.3抗滑稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(85)7.4抗倾覆稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(88)7.5抗浮稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(89)7.6地基整体稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(89)7.7地基沉降计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(90)8结构计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(92)8.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(92)8.2结构应力分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(94)9地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(98)9.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(98)9.2岩石地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(98)9.3土质地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(99)1总则aa1.0.1水工挡土墙主要是指附属于水工建筑物的挡土建筑物。根据国内各类水利水电工程的资料统计，挡土墙主要作为水闸、涵洞、泵站等水工建筑物的翼墙、岸墙，以及其它需要阻止土体崩塌的挡土建筑物。至于水库溢洪道进水口、水电站进水口、水库岸坡、船闸的闸室墙及导航墙等挡土建筑物，在结构上虽具有与水工挡土墙相似的特点，但因国家还有其它现行的标准，因此其设计还应符合国家现行有关标准的规定。挡土墙是水利水电工程中面广量大的建筑物，几乎在所有防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发电等水利水电工程中都是不可缺少的。它不但具有挡土作用，而且还兼有挡水、导水和侧向防渗等多种功能，应用广泛和运用条件复杂是水工挡土墙的两个显着特点。由于挡土墙的功能各异，且地基条件的优劣、墙后填土的高低等因素各不相同，加之国民经济发展水平在各发展阶段的差异，因此水工挡土墙至今一直没有一个统一的设计标准。本规范是在总结20世纪50年代以来我国水利水电工程建设实践经验的基础上编制而成的，目的是为了适应水利水电工程建设的需要，统一水工挡土墙的设计标准和技术要求，提高水工挡土墙的设计水平。由于挡土墙在水利水电工程的工程量和造价中占有较大的比重，因此挡土墙设计必须做到技术先进、安全可靠、实用耐久、经济合理、管理方便五个方面的要求。但对于这五个方面的要求，不能只强调其中某个方面而忽视其它几个方面。aa1.0.2本条规定了本规范适用于新建、扩建的水工挡土墙设计，其适用范围不受地区性的限制，不论是平原区或山区、丘陵区的水工挡土墙，也不论是土质地基上或岩石地基上的水工挡土墙，均可按照本规范的规定进行设计。但是修建在湿陷性黄土、膨胀土等特殊土质地基上的水工挡土墙地基处理设计，以及修建在地震区或寒冷、严寒地区的挡土墙设计，还应符合国家现行的有关标准的规定。对于水工挡土墙的加固、改建设计，由于工程修建时的历史条件和其它各种原因，要求加固、改建设计完全达到本规范的要求可能有一定的困难，如果强求达到本规范的要求，则可能会造成不必要的浪费；因此，本规范只要求参照使用，但必须以满足水利水电工程的安全为前提。aa广大工程技术人员在长期的水利水电工程建设实践中积累了丰富的经验，推出了各种新型的挡土墙结构型式。为适应水利水电工程建设发展的需要，一些有特殊要求的水工挡土墙或受力复杂的组合式挡土结构相继出现。对于这类非常规的挡土墙，其设计、施工都面临新的情况，存在新的问题，因此要求在这类挡土墙设计中进行专门研究。1.0.3水工挡土墙设计所需要的各项基本资料主要包括工程所在地的气象、水文、地形、地质、试验资料，以及工程施工条件、运用要求等。气象资料主要是指降雨、风力、气温资料等；水文资料主要是指水位、流量、潮汐、泥沙、冰情资料等；地形资料主要是指两岸资料等；地质资料主要是指工程地质、水文地质、地震烈度资料等；试验资料主要是指岩石试验、土工试验资料等；工程施工条件主要是指材料来源、对外交通运输、施工机具设备、水电供应条件等；运用要求主要是指水利水电工程挡水、泄洪或控制泄水，以及其它综合利用的要求等。对于不同的挡土墙设计，所需的各项基本资料要求是不同的，设计时应根据不同的要求，搜集设计需要的各项基本资料。当然，这些基本资料并不是专门为挡土墙设计搜集的，而是在搜集所属水利水电工程设计基本资料时一并进行，但要兼顾到挡土墙设计的特点和要求。aa1.0.420世纪50年代以来，随着水利水电工程建设的不断发展，各种新结构、新工艺、新材料也不断地出现。但无论采用何种新结构、新工艺、新材料，都应满足技术先进、安全可靠、经济合理、实用耐久、管理方便的要求。值得引起注意的是，我国沿海地区20世纪50年代末和60年代初修建的一些水利水电工程，因历史的原因而忽视耐久性的要求，后来陆续发生混凝土碳化、钢筋锈蚀进而引起顺筋裂缝等问题，影响到工程的安全和使用寿命，因而不得不进行加固处理。这是一个教训。aa1.0.5挡土墙是水工建筑物中不可分割的一部分，其安全监测设计应与所属水工建筑物的安全监测设计相协调。就安全监测设计而言，主要是提出所需设置的安全监测项目，进行安全监测设施的布置、拟定今后建设和管理过程中的安全监测方法，以及提出如何整理分析安全监测资料的技术要求等。当然，这些设计与所属水工建筑物的安全监测设计是基本一致的，只是针对水工挡土墙的特点应有所侧重。1.0.6本条是现行水利行业标准《水利技术标准编写规定》(SL1－2002)规定引用的典型用语。与本规范有关的现行国家和行业标准主要有：《防洪标准》(GB50201－94)；..《工程岩体分级标准》(GB50218－94)；..《土的分类标准》(GBJ145－90)；..《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)；..《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287－99)；..《中国地震动参数区划图》(GB18306－2001)；..《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288－99)；..《泵站设计规范》(GB/T50265－97)；..《堤防工程设计规范》(GB50286－98)；..《建筑结构荷载规范》(GB50009－2001)；..《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)；..《建筑边坡工程技术规范》(GB50330－2002)；..《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000)；..《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55－2005)；..《水工建筑物荷载设计规范》(DL5077－97)；..《水工建筑物抗震设计规范》(SL203－97)；..《水工建筑物抗冰冻设计规范》(SL211－98)；..aa《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191－96)；《水工钢筋混凝土结构设计规范》(SDJ20－78)；《水闸设计规范》(SL265－2001)；《城市防洪工程设计规范》(CJJ50－92)；《水利水电工程土工合成材料应用技术标准》(SL/T225－98)《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303－2004)；《水闸施工规范》(SL27－91)；《泵站施工规范》(SL234－1999)；《堤防工程施工规范》(SL260－98)；《建筑地基处理技术规范》(JGJ79－91)；《建筑桩基技术规范》(JGJ94－94)等。3级别划分aa3.0.1水工挡土墙是水利水电工程的一部分，由于水工建筑物都有挡水要求，若一旦失事，下游地区将遭受巨大的损失，作为水工建筑物组成部分的岸墙、翼墙等主要挡土建筑物，与所属水工建筑物的安全密切相关。又由于所属水工建筑物具有挡水、泄水、引水、抽水、排水、通航、发电，以及实现河(渠)道与道路或河(渠)道与河(渠)道立体交叉等不同功能，水工挡土墙为满足所属水工建筑物的这些功能，除具有防止土体崩塌的作用外，往往还具有挡水、导水、侧向防渗等多种作用。因此，水工挡土墙设计级别也应随所属水利水电工程中水工建筑物的级别相应确定。一般情况下，次要部位的挡土墙失事后一般不致直接危及水工建筑物的安全，其设计级别可相应降低。但是，处于水工建筑物主要部位的挡土墙，如防渗段范围内的岸墙、翼墙等，以及一旦失事将直接危及水工建筑物安全或严重影响工程效益的挡土墙，其设计级别应与所属水工建筑物的设计级别相同。本规范表3.0.1对水工挡土墙的设计级别划分是与现行的国家标准GB50201－94表aa6.1.2和现行的水利行业标准SL252－2000表2.2.1的规定是一致的。各类水工建筑物的设计级别已分别由现行的国家标准GB50288－99、GB50286－98、GB/T50265－97和现行的水利行业标准SL252－2000、SL265－2001、SL253－2000等规定所确定，由于水工挡土墙是水工建筑物的一部分，因此，在按本规范3.0.1条确定水工挡土墙的设计级别时，应根据上述标准的规定先确定所属水工建筑物的级别。3.0.2现行的城建行业标准《城市防洪工程设计规范》(CJJ50－92)2.2.1条规定，防洪建筑物级别根据城市等别及其在工程中的作用和重要性划分为四级，详见表1。表1防洪建筑物级别城市等别永久性建筑物级别临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物一134二234三344四44——注：1、主要建筑物系指失事后使城市遭受严重灾害并造成重大经济损失的建筑物，例如堤防、防洪闸等；2、次要建筑物系指失事后不致造成城市灾害或者造成经济损失不大的建筑物，例如丁坝、护坡、谷坊；3、临时性建筑物系指防洪工程施工期间使用的建筑物，例如施工围堰等。aa由表1可以看出，无论是永久性建筑物还是临时性建筑物，按照CJJ50－92规定的防洪建筑物级别，与国家现行的有关标准的规定均有差别。一是按照城市等别只分为四等；二是四等城市的永久性次要建筑物为4级，而国家现行的有关标准中都规定为5级；三是临时性建筑物均为4级，而国家现行的有关标准中都规定为：1、2级建筑物的临时性建筑物为4级，3、4级建筑物的临时性建筑物为5级。都高于国家现行的有关标准，这主要是考虑到城市防洪工程的重要性所确定的。为此，本规范3.0.2条规定，城市防洪工程中水工挡土墙的级别，应按现行的城建行业标准CJJ50－92的规定确定。aa3.0.3一般情况下，临时性挡土墙的设计级别根据所属水工建筑物的级别按本规范表3.0.1的规定确定即可。对于特别重要的特大型水利水电工程，其临时性挡土墙的级别，应根据被保护对象的规模、作用和重要性研究确定。但考虑到临时性挡土墙毕竟是在工程实施过程中发挥作用的，其使用年限短于被保护对象，因此，本规范规定，临时性挡土墙的级别不应高于或等同于被保护对象的级别。3.0.4位于防洪(挡潮)堤上的水工建筑物，其重要性与防洪(挡潮)堤是一样的。有的防洪(挡潮)堤上的水工建筑物即便规模不大，但一旦失事，其严重后果就象防洪(挡潮)堤的失事一样，且较难修复，因此防洪(挡潮)堤上的水工建筑物级别只能高于或至少等于防洪(挡潮)堤的级别，而绝对不能低于防洪(挡潮)堤的级别。对于防洪(挡潮)堤上水工建筑物的挡土墙(岸墙、翼墙)，如果失事后将直接危及该水工建筑物的安全，则挡土墙的设计级别应与该水工建筑物的设计级别相同。与防洪(挡潮)堤交汇的跨河建筑物，其重要性与防洪(挡潮)堤也是一样的，而处于跨河建筑物防渗段范围内的挡土墙，若一旦失事，就像跨河建筑物失事一样，后果不堪设想，因此，跨河建筑物防渗段范围内挡土墙的设计级别应与该跨河建筑物的设计级别相同。3.0.5对于当2～5级永久性水工挡土墙(岸墙、翼墙)，若失事后直接危及所属水工建筑物的安全，经论证报主管部门批准后可提高一个设计级别。对采用实践经验较少的新型挡土墙(岸墙、翼墙)结构，即使失事后不会直接危及所属水工建筑物的安全，为积累建设经验，避免较大损失，这类挡土墙(岸墙、翼墙)经论证并报主管部门批准后也可提高一个设计级别。对于失事后不致直接危及所属水工建筑物安全或对工程效益影响不大并易于修复的挡土墙，经论证并报主管部门批准后也可降低一个设计级别。aa4设计标准4.0.1永久性水工挡土墙分为有挡水要求和无挡水要求两类。除设计允许水流从墙顶漫溢的挡土墙外，其他有挡水要求的永久性挡土墙除了具有防止土体崩塌作用外，其结构稳定和墙顶超高等都与洪水标准相关。由于这类挡土墙与所属的水工建筑物一起承担着挡水的任务，因此其设计洪水标准应与所属水工建筑物的洪水标准一致。无挡水要求的永久性挡土墙，例如位于防洪水位以上的挡土墙，当然不作设计洪水标准的规定。位于水工建筑物上、下游河道内的挡土墙，例如作为河道护岸的岸墙等，其洪水标准应与水工建筑物上、下游河道的设计洪水标准一致。位于挡洪建筑物上游的翼墙，属于挡洪建筑物上游的一部分，其洪水标准只能与所属挡洪建筑物的设计洪水标准相同，而绝对不能低于挡洪建筑物的设计洪水标准。位于水工建筑物下游的翼墙，作为水工建筑物下游的一部分，其设计洪水标准亦应与所属水工建筑物的设计洪水标准相同，只是防洪水位值与上游的防洪水位值不一样。如泄洪建筑物泄洪时下游的洪水水位较高，但许多情况下泄洪建筑物下游消能防冲设施的安全性往往受始流条件控制，而下游翼墙墙前水位的高低对其结构的稳定又有较大的影响，因此泄洪建筑物下游的翼墙还应考虑相应于下游消能防冲设施设计洪水标准时可能出现的不利情况。aa设计洪水标准往往决定了水工建筑物的规模和安全标准，在目前现行的有关标准中，都规定了根据规范规定提高或降低一个设计级别时，其设计洪水标准也要相应提高或降低。永久性挡土墙作为水工建筑物的重要组成部分，其设计洪水标准应与同级水工建筑物的设计洪水标准一致。例如水工建筑物下游翼墙往往可以降低一个设计级别，但是其面临洪水的机率却是与下游其他建筑物是一致的，因此即使按本规范3.0.5条的规定提高或降低一个设计级别后，永久性挡土墙的设计洪水标准仍应与其同级水工建筑物的设计洪水标准相一致。aa4.0.3本规范表4.0.3与现行的水利行业标准SL252－2001中表3.5.1的规定是协调的。风险度是指工程施工期(a)与临时性建筑物选用的洪水重现期(a)的比率。例如某工程的施工期为2a，临时性建筑物选用的洪水重现期分别为10a、5a或3a，则风险度分别为0.2、0.4或0.67，即分别有80％、60％或33％的保证率；又如某工程的施工期为1a，临时性建筑物选用的洪水重现期分别为10a、5a或3a，则风险度分别为0.1、0.2或0.33，即分别有90％、80％或67％的保证率。因此，在工程施工期已定的情况下，临时性建筑物选用的洪水重现期标准愈高，其抗风险的保证率则愈高；而在临时性建筑物选用的洪水重现期已定的情况下，工程施工期愈短，其抗风险的保证率则愈高。除了特别重要的特大型水利水电工程中的临时性挡土墙，其级别需要专门研究确定外，当水工挡土墙作为水利水电工程施工期的临时性建筑物时，由于临时性建筑物的设计级别较低，即使所属水工建筑物为1级，常规情况下临时性建筑物也仅为4级，相应的设计洪水标准也较低，对于混凝土或浆砌石结构，其洪水重现期最多不超过aa10a。对于施工期较短的水利水电工程，这样的设计洪水标准是安全的，也是经济的。但对于施工期较长的水利水电工程，则有可能遭遇超标准的洪水，而这种超标准的洪水往往是人们无法预料或需要付出较大的代价的，对于这种可能的情况，设计中应予以考虑，以便在出现这种情况时，有快速反应的对策。4.0.4对于不允许水流从墙顶漫溢的水工挡土墙，兼有挡土和挡水的双重任务，如水工建筑物上游的翼墙，在所属水工建筑物关闸挡水时，无论是在正常蓄水位或最高挡水位条件下，由于风力作用，墙前均会出现波浪(立波或破碎波波型)，因此翼墙的墙顶高程不应低于正常蓄水位(或最高挡水位)加波浪计算高度与相应安全加高值之和。当所属水工建筑物系泄水建筑物，遇到设计洪水位(或校核洪水位)必须开闸泄水时，由于流速的影响，水面不会形成较高的波浪，至少不会形成立波波型，因此翼墙的墙顶高程不应低于设计洪水位(或校核洪水位)与相应安全加高值之和。参照现行的水利行业标准SL265－2001的规定，本规范规定的水工挡土墙墙顶安全加高下限值见表4.0.4，即在所属水工建筑物关门挡水时，计及波浪计算高度；开闸泄洪时，不计波浪计算高度。为了不致使上游来水(特别是洪水)漫过翼墙的墙顶，危及所属水工建筑物的安全，上述挡水和泄水两种情况下的安全保证条件应同时得到满足。aa由于城市防洪工程的级别划分与国家现行有关标准的规定不一致，因此，本规范规定，城市防洪工程中的水工挡土墙，其墙顶的安全加高值，应按现行的城建行业标准CJJ50－92的规定确定。4.0.5现行的国家标准GB18306－2001的适用范围是“新建、扩建、改建一般建设工程的抗震设防，以及编制社会经济发展和国土利用规划”。因此，位于《中国地震动参数区划图》相应区域内的任何水工建筑物，其抗震设防标准都不能任意改变。水工挡土墙抗震设防标准应与所属水工建筑物的抗震设防标准相同，即使按照本规范3.0.5条的规定提高或降低一个设计级别时，其抗震设防标准仍应保持不变，但根据国家现行有关法规规定需要提高抗震设防标准的情况除外，例如对于重要的1级永久性水工挡土墙经论证并报上级主管部门批准需要提高其抗震设防标准的情况，以及经省级以上地震部门核定需要提高抗震设防标准的情况等。aa4.0.6砌石结构是水工挡土墙常用的、也是最古老的结构型式，由于石料的强度往往高于其粘结材料强度，因此砌石结构多为重力式或半重力式挡土墙。对于这类结构，其墙身结构强度需要按偏心受压及剪切受力状态验算。由于砌石结构体的不均匀性，因此在结构强度验算时，不论挡土墙级别，其结构构件强度安全系数均应按本规范4.0.6条的规定采用。4.0.7混凝土结构也是常用水工挡土墙结构型式，由于混凝土属于塑性材料，且抗拉强度也不高，也多为重力式或半重力式挡土墙。对于这类结构，其墙身结构强度也需要按偏心受压及剪切受力状态验算。但因混凝土结构体的均匀性大大优于砌石结构，因此在结构强度验算时，需要根据不同的挡土墙设计级别，按照本规范4.0.7条的规定确定其结构构件强度安全系数。4.0.8～4.0.10钢筋混凝土结构强度高，结构构件的尺寸可大大缩小，适用于除重力式和半重力式以外的各种挡土墙结构型式，因此钢筋混凝土结构在水工挡土墙应用较广泛。由于构件尺寸相对较小，因此钢筋混凝土结构的挡土墙除了应根据其受力条件验算其强度外，还应按其使用条件的需要，验算结构构件的抗裂要求或最大裂缝开展的宽度，以保证结构构件安全和使用功能。钢筋混凝土结构构件的强度、抗裂和最大裂缝开展宽度验算的安全系数应根据其受力特征分别由本规范表4.0.8、表aa4.0.9和表4.0.10确定。4.0.11沿挡土墙基底面的抗滑稳定安全系数，反映了挡土墙是否安全与经济的指标。而对于抗滑稳定安全系数允许值的合理规定，涉及了所采用的计算理论、计算方法、计算指标，以及国家的技术经济政策。如果规定的抗滑稳定安全系数允许值过于偏高或偏低，将导致工程的浪费或不安全。因此，在实际应用中，未经充分论证，不应任意提高或降低规范规定的抗滑稳定安全系数的允许值。考虑到挡土墙结构比较简单，表4.0.11规定的沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数的允许值，在现行的国家标准GB50286－98以及现行的水利行业标准SL265－2001的基础上作了简化处理，即把2、3级归为1类，4、5级归为1类。但必须指出，表4.0.11规定的沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数允许值应与表中规定的相应计算公式配套使用，切不可将表中规定的允许值用来检验非表中规定的其它公式计算成果。aaaaaa4.0.12由于挡土墙底板以下的土质地基和墙后回填土两个部分联在一起，其稳定计算的边界条件比较复杂，一般属于深层抗滑稳定问题。因此，对于挡土墙的地基整体稳定可采用瑞典圆弧滑动法计算。按瑞典圆弧滑动法计算的挡土墙深层抗滑稳定安全系数也应满足表4.0.11规定的允许值。4.0.13对于岩石地基上的挡土墙，当地基中存在软弱结构面时，需要核算沿软弱结构面滑动的整体稳定安全系数。岩石地基上挡土墙的整体稳定性通常是按照抗剪断方法来进行核算的。根据有关设计单位的经验，如果这时的整体稳定安全系数允许值仍然按照本规范表4.0.11中按公式(7.3.5-1)计算时的规定采用，是偏于保守的。但是究竟可以降低多少，还缺乏一定的实践经验。考虑到一些设计单位已经按照表4.0.11中的允许值降低0.5甚至降低1.0采用，且工程还是安全的，因此本规范建议，岩石地基上的挡土墙沿软弱结构面整体滑动时，按抗剪断计算的稳定安全系数允许值，可按表4.0.11中按公式(7.3.6)计算时规定的允许值降低0.5采用。4.0.14有锚碇的板桩式挡土墙是依靠作用在插入地基的板桩和置入墙后填土内可能滑动面以外锚碇墙上的被动土压力来维持结构整体稳定的，其抗滑稳定安全系数应按本规范表4.0.14的规定采用。4.0.15按照现行的水利行业标准SL/T225－98的规定，加筋式挡土墙在验算沿水平向的抗滑稳定性和按圆弧滑动法验算整体深层抗滑稳定性时，不论挡土墙的级别和荷载组合情况，其抗滑稳定安全系数均应大于等于1.30。本规范编制时认为，抗滑稳定安全系数大于等于1.30是合适的，同时加筋式挡土墙目前在级别较高的工程中应用较少，暂时不考虑挡土墙的级别也是可以的。但是，对于荷载组合情况，即在基本荷载组合和特殊荷载组合时，应有所区别。参考土质地基上的其他类型挡土墙的抗滑稳定安全系数允许值的取值范围，在基本荷载组合和特殊荷载组合时差距约在0.1～0.15之间，因此，本规范规定，在基本荷载作用下加筋式挡土墙的抗滑稳定安全系数允许值采用1.40，特殊荷载作用下的抗滑稳定安全系数允许值采用1.30。4.0.16现行的水利行业标准SL265－2001规定，对于岩基上的翼墙(挡土墙)，不论其级别，在基本荷载组合条件下，抗倾覆稳定安全系数不应小于1.50，在特殊荷载组合条件下，抗倾覆稳定安全系数不应小于1.30。但现行的国家标准GB50286－98中规定，防洪墙(即挡土aa墙)按堤防工程级别分为5级，正常运用期的抗倾覆稳定安全系数允许值为1.6～1.4之间，非正常运用期的抗倾覆稳定安全系数允许值为1.5～1.3之间，两个标准的规定不统一。抗滑稳定和抗倾覆稳定都是衡量挡土墙安全性的重要指标，对工程投资有直接影响，因此按建筑物级别分级取用抗倾覆稳定安全系数较为合理。本规范4.0.16条规定挡土墙抗倾覆稳定安全系数允许值分为5级，这与现行的国家标准GB5028698是一致的。4.0.17对于挡土墙来说，空箱式挡土墙的抗浮稳定性要求是个特例。参照现行有关标准的规定，本规范4.0.17条规定，不论挡土墙的级别和地基条件，在基本荷载组合条件下，其抗浮稳定安全系数不应小于1.10；在特殊荷载条件下，其抗浮稳定安全系数不应小于1.05。5工程布置aaaa5.1一般规定5.1.1水工挡土墙是水利水电工程中的重要构筑物，在水闸、泵站、涵洞、渡槽，以及水电站、船闸等水工建筑物中，都是不可缺少的。其作用除了防止土体崩塌外，主要是与所属水工建筑物一起承担防洪、治涝、灌溉、供水、通航、发电等任务，具有挡水、导水和侧向防渗等作用。因此，应根据所属水工建筑物的地形、地质、水流等条件，以及所属枢纽工程中各建筑物的功能、特点、运用要求等，合理安排好挡土墙与其它建筑物的相对位置。如能布置紧凑协调，就可组成整体效益最大的有机联合体，以充分发挥整个枢纽工程的作用；反之，不仅影响整个枢纽工程的正常运用，而且还将增加枢纽工程中各建筑物的施工难度和工程造价。尤其是岸墙和翼墙的布置，不仅影响水流和侧向防渗条件，而且事关整个工程的安全，一些水工建筑物的失事，往往是由于翼墙或岸墙的破坏，造成的所属水工建筑物随之破坏的严重后果。5.1.2水利水电工程中挡土构筑物的种类较多，有为满足所属水工建筑物防止土体崩塌和侧向渗流而设置的岸墙，有用以连接所属水工建筑物上、下游两岸并兼有挡土、挡水、导水和侧向防渗作用的翼墙，有河(渠)道两岸的直立墙(如驳岸)，也有道路两侧的挡土墙等。为了便于应用，本规范中将挡土墙分为两大类，除了将用以连接所属水工建筑物上、下游两岸并兼有挡土、挡水、导水和侧向防渗作用的挡土墙定名为翼墙外，其余挡土墙均定名为岸墙。5.1.3水工挡土墙型式很多，主要有重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、空箱式、板桩式、锚杆式和加筋式等断面结构型式，还有将以上两种及两种以上基本结构型式合并的组合式结构。设计中应如何选用挡土墙的结构型式，主要是考虑其受力条件。此外，还有贴坡式结构，虽然也有防止土体崩塌作用，但在水利水电工程中，还是属于护坡工程，因此，本规范中未将贴坡式结构列入。在20世纪50年代初期，国内水利水电工程中的挡土墙多数采用重力式和空箱式结构，建筑材料以采用浆砌块石居多。由于地基处理技术水平较低，在坚实及中等坚实地基上采用重力式或半重力式结构、在软弱地基上采用空箱式结构几乎成为一种固定的模式。20世纪60年代至70年代，由于受当时历史条件的限制，建筑材料供应跟不上工程建设的发展，为了满足工程建设的需要，广大aa工程技术人员不断创新，修建了一批各种型式的挡土构筑物，如悬臂式、扶壁式、连拱式、加筋式或组合式等结构型式，总的趋势是向轻型、薄壁结构发展。20世纪80年代以后，随着科学技术的进步和国民经济的发展，新工艺、新材料的不断出现，挡土构筑物的结构型式也有了很大的变化，尤其是土工合成材料的应用，更引发了挡土墙的结构型式的变化。建筑材料供应和软弱地基条件已不再约束上部结构的型式和尺寸，而施工中的温度控制和基坑开挖条件限制，以及工程的综合利用需要结合布置鱼道、小型水力发电机组或抽水机组，工程管理中如何防止水或土对结构的腐蚀等，对挡土构筑物的结构设计提出了新的要求。因此，水利水电工程中挡土构筑物结构型式的选用需要考虑诸多因素，合理选择。至于连拱式及连拱空箱式结构，是在特定条件下创造的一种轻型结构型式，经过多年的实践，近年来在大、中型水利水电工程中已很少采用，主要原因是这种结构抗震性能较差，拱圈易裂缝，且施工不便，但在中、小型水利水电工程中还有使用的例子。由于该结构型式仍属于空箱结构，因此，本规范仍将其列入空箱式结构。aa5.2结构布置5.2.1根据岸墙的功能，其平面布置一般都为直线式，如为满足所属水工建筑物防止侧向土体崩塌和侧向渗流而设置的岸墙，紧贴所属水工建筑物布置，只能是直线式；如为减少河(渠)道占地面积而设置的直立墙(如驳岸)，应随着河(渠)道岸边走向布置，可以是直线式，也可以是曲线式，或直线与曲线组合式；至于为维持道路两侧土体稳定的挡土墙，其布置也是与道路走向一致，但在道路与道路交汇处，往往需要采用一段圆弧、椭圆弧或其他曲线型布置。5.2.2在水利水电工程中，翼墙的平面布置型式很多，主要有圆弧式、椭圆弧式、直线与圆弧组合式、曲线式、折线式、扭曲式等。折线式布置最简单，但水流条件较差，因此本规范未推荐这种平面布置型式。但在小型水利水电工程中还是可以采用的。5.2.3根据大量的水工模型试验和原型观测资料的分析研究，水工建筑物上游(进水侧)翼墙的平面布置对进水水流条件影响较小，与两岸的连接只要求无突变即可，因此上游翼墙平面布置宜采用圆弧式、椭圆弧式或直线与圆弧组合式；当所属水工建筑物上游侧需设置防渗护坦时，如选用圆弧式或椭圆弧式的平面布置型式，由于边块护坦存在尖角，水平止水不易布置，因此宜采用直线与圆弧组合式的平面布置。而下游(出水侧)的翼墙平面布置常常会引起翼墙与两岸连接处的斜坡上产生回流和漩涡，为改善水流条件，宜采用直线与圆弧组合式、圆弧式或椭圆弧式布置。对于挡土高度不大、且地质条件较好的翼墙，也可采用扭曲式平面布置型式，但对于挡土高度较大或地基条件较差的翼墙则不宜采用。根据大量的水工模型试验验证，当与所属水工建筑物相连接的下游翼墙直线段扩散角为6o～12o时，可以获得较好的水流条件。对于有双向过水要求的水工建筑物，其上、下游翼墙直线段均应符合上述平面布置要求。aa5.2.4在平原地区有一般通航要求的水利水电工程中，尤其是在岸边设置通航孔的水闸工程，为保证过闸船舶通航安全，上、下游翼墙还兼有导航墙的作用，因此需要考虑设置助航设施。5.2.5在平原地区经常有水流下泄、且有过鱼要求的水利水电工程中，为了满足鱼类洄游的条件，可结合岸墙、翼墙的布置设置鱼道，这样布置紧凑，经济合理。根据我国沿江地区设置鱼道的实践经验，鱼道进口一般设置在鱼类洄游和集群的地方，但附近的水流不应有漩涡、水跃等扰动情况。鱼道下泄水流宜与河道水流斜交，使鱼类容易找到上溯进口；鱼道出口不宜紧靠泄洪闸，以免上溯至上游的鱼再被冲至下游。此时，岸墙、翼墙布置应兼顾鱼道的布置要求。aa在平原地区的水利水电工程中，如上游有余水可以利用，且有发电要求时，为了满足发电需要，往往结合岸墙、翼墙的布置设置小型水力发电机组；有时还需结合岸墙、翼墙的布置设置小型抽水机组。此时，岸墙、翼墙的布置除了需满足所属水工建筑物的总平面布置要求外，还需分别满足小型水力发电机组或抽水机组及其进、出水管路布置，以及进、出口水流条件等要求。5.2.6水工挡土墙除了承受垂直荷载外，由于需要挡土及挡水，水平荷载是挡土构筑物承受的主要荷载。由于在各种工况下挡土构筑物所承受的水平荷载不同，因此合力作用点的位置也不同。如果挡土构筑物的重心位置距离底板中心较远时，底板前后端的地基压应力就相差较大，即使地基允许承载力满足要求，但也可能由于产生过大的不等沉降而使挡土墙的稳定性不能满足要求或影响挡土构筑物的正常使用，有时悬臂式和半重力式挡土墙仍需核算填土前的结构重心情况。因此，为了保证挡土构筑物的稳定性及正常使用，要求在各种工况下结构的重心位置尽可能与挡土构筑物底板中心相接近。5.2.7土质地基上选用的挡土构筑物结构型式，很大程度与其地基的承载能力有关，而挡土构筑物的地基承载能力，主要是由挡土构筑物的挡土高度所确定，并要考虑其经济性。根据江苏省1994年底对已建的近200座水闸的上、下游第一节翼墙统计(见表1)，356座翼墙中重力式翼墙共224座，占62.9％；空箱式及连拱空箱式翼墙共97座，占27.2％；扶壁式翼墙共23座，占6.5％；扭曲式翼墙共12座，仅占3.4％。从翼墙的挡土高度看，扭曲式的使用范围是3～aa9m，其主要使用范围是3～7m；扶壁式使用范围是5～12m，其主要使用范围是6～11m；空箱式及连拱空箱式使用范围是3～13m，其中空箱式主要使用范围是3～9m，连拱空箱式主要使用范围是6～10m；而重力式几乎囊括了aa16m以下所有范围，但其主要使用范围仍然是4～10m。这些使用范围主要是由于天然地基允许承载力的限制所确定的，实际上在356座翼墙中，挡土高度为13～16m的仅有一座。通常情况下，重力式挡土墙在挡土高度8m以下才是经济的，对于在挡土高度8m以上的条件下是否采用重力式挡土墙，应进行技术经济比较确定。表1江苏省水闸上、下游第一节翼墙型式统计表单位：座挡土高度(m)挡土墙型式重力式空箱式连拱空箱式扶壁式扭曲式小计H＜32000023≤H＜445002114≤H＜53020005555≤H＜6591010616≤H＜7626563827≤H＜83271821608≤H＜91751641439≤H＜10907201810≤H＜11031701111≤H＜1262010912≤H＜1320100313≤H＜1400000014≤H＜1500000015≤H＜16100001合计数量22449482312356aa从表1来看，由于平原地区水利水电工程挡水水头不大，挡土构筑物的挡土高度一般都在13m以下。因此，在坚实的土质地基上，采用各种结构型式对地基承载能力的要求都不难满足；即使在中等坚实的土质地基上，挡土高度在10m以下时，地基承载能力一般也能满足要求；而对于松软地基，如不采用地基加固处理措施，不采用空箱式或板桩式结构几乎是难以满足挡土构筑物对于地基承载能力要求的。对于在坚实地基上或采用人工加固处理后的松软地基上所修建的挡土墙，其稳定性是可以满足要求的，但仍需考虑墙身结构的材料能否与地基的变形相一致，以避免因地基原因造成墙身结构的过大变形或损坏。aa随着土工织物的发展，加筋式挡土墙结构也开始应用到工程实践中来。加筋式挡土墙属于一种柔性的挡土结构，最初用于交通等行业的土坡防护中。工程实践证明，加筋式挡土墙断面小，节省建筑材料，并能适应土质地基的变形特性，逐渐被其他行业所接受，目前在水利水电工程中也有应用。根据水利水电工程的特点和要求，在稳定的地基上建造挡土墙，可采用加筋式挡土墙结构，但应妥善处理好墙面结构的防渗或导滤问题。加筋式挡土墙的墙面宜采用带企口的预制块砌筑，并可根据墙后填土的潜在破坏面的形状选用刚性筋式或柔性筋式两种型式，前者采用加筋带或刚性大的土工格栅，后者采用土工织物。有兼顾过鱼或发电、抽水要求的水利水电工程，为节省投资，往往结合岸墙、翼墙布置鱼道、小型水力发电机组或抽水机组。这时，岸墙、翼墙往往要留有空洞，因此需要采用空箱式结构，但这种空箱式结构往往是异型的或者是组合式的。在冻胀土或膨胀土地基上修建的建筑物，往往容易因地基变形造成损坏，水工挡土墙亦不例外。因此，在冻胀土或膨胀土地基上修建挡土墙，除了应满足结构的稳定和强度条件外，优先选用适应变形能力较强的整体式结构是必要的。aa在地震区(主要是指抗震设防烈度在8度及8度以上的强震区)修建的砌石挡土墙，由于砌体结构在地震荷载作用下，砌筑用的粘结材料容易被拉开，虽然符合“大震不倒、小震不坏”的抗震设计基本要求，但震后不易修复，因此在水工挡土墙的设计中，应尽可能采用钢筋混凝土整体结构。5.2.8在岩石地基上修建挡土构筑物，其稳定条件一般都能满足要求，因此对挡土墙的高度可不受限制。但由于地基条件的约束，地基的变形往往与墙体材料所能承受的变形能力不一致，这时，就必须根据墙体材料的特性确定结构布置型式及尺寸，并对墙体材料进行强度核算。5.2.9由于水工挡土墙一般兼有挡土和挡水双重功能，因此挡土墙的墙顶高程应根据其挡土高度及是否挡水的条件来确定。对于仅有挡土功能的挡土墙，其目的就是防止土体崩塌，要求墙顶高程高于墙后填土平台的高程，这是不言而喻的。但对于兼有挡土和挡水双重作用的水工挡土墙，如水工建筑物的上游翼墙，在所属水工建筑物关闸挡水时，无论是在正常蓄水位或最高挡水位条件下，由于风力作用，墙前均aa会出现波浪(立波或破碎波波型)，因此翼墙的墙顶高程不应低于正常蓄水位(或最高挡水位)加波浪计算高度与相应安全加高值之和。当所属水工建筑物系泄水建筑物，遇到设计洪水位(或校核洪水位)必须开闸泄水时，由于流速的影响，水面不会形成较高的波浪，至少不会形成立波波型，因此翼墙的墙顶高程不应低于设计洪水位(或校核洪水位)与相应安全加高值之和。为了不致使上游来水(特别是洪水)漫过翼墙的墙顶，危及所属水工建筑物的安全，上述墙前挡水和泄水两种情况下的安全保证条件应同时得到满足。参照现行的水利行业标准SL265－2001的规定，本规范规定的水工挡土墙墙顶安全加高下限值见表4.0.4，在所属水工建筑物关闸挡水时，计及波浪计算高度；开闸泄洪时，不计波浪计算高度。此外，在确定挡土墙墙顶高程时，还应分别考虑软弱地基的沉降，多泥沙河流上、下游河道变化引起水位升高或降低，以及防洪(挡潮)堤上水工建筑物两侧堤顶可能加高等影响因素。对于软弱地基上地基沉降的影响，可按通常的沉降计算方法计算沉降值，并参照类似条件下的已建工程实测沉降值研究确定。对于多泥沙河流上、下游河道变化引起水位升高或降低的影响，可根据河道演变预测资料并参照同一河流上已建工程的实践经验确定。对于防洪(挡潮)堤上水工建筑物两侧堤顶可能加高的影响，根据现有工程的实践经验确定。由于江河堤防防洪(挡潮)标准的不断提高，防洪堤随之逐年加高，如果不考虑这一因素，过若干年后将出现墙顶高程低于两侧堤顶高程的情况，显然这是不合适的。aa5.2.10挡土墙墙顶宽度的确定，主要考虑墙顶栏杆或挡浪板的布置和施工条件等因素。墙顶宽度小，虽然可节约工程投资，但对于钢筋布置、施工浇筑将带来了很大的困难，而且挡土墙的耐久性也易受到影响，因此挡土墙墙顶宽度不宜太小。对于砌石挡土墙，由于材料尺寸的限制更不宜太小。当挡土墙墙后填土不到顶时，为了便于工程管理中的人员巡视，挡土墙的墙顶宽度可适当加大。5.2.11挡土墙底板(或墙趾)的埋置深度，一般情况下是由挡土结构的稳定条件决定的。但由于所属水工建筑物还有挡水及泄水要求，挡土墙墙后水位还可能引起基底渗流作用，或由于冰冻及不良地基的影响，因此挡土墙底板(或墙趾)的埋置深度还与周围地形、地质、水流冲刷等条件有关。从土质地基允许承载力的计算公式可以看出，任何建筑物基底的允许承载力都与建筑物底板(或墙趾)的埋置深度有关。底板(或墙趾)的埋置深度增大，基底的允许承载力也增大。由于挡土墙的工程量在所属水工建筑物中所占的比重较大，因此挡土墙底板(或墙趾)埋置深度的确定，对水利工程的造价影响很大。如果将挡土墙底板(或墙趾)的埋置深度减小一些，从而减少墙基土方开挖量；但当地基允许承载力与挡土墙基底压应力比较接近时，将埋置深度减得太小，反而需要增大底板宽度，从而增加工程投资。aa水利水电工程中的一些挡土墙，由于墙前行水的原因，往往因水流的冲刷造成墙前基底淘空，影响挡土墙的安全(例如行洪河道两侧的驳岸)，若无有效的抗冲刷措施，必须将挡土墙的底板(或墙趾)埋置于可能的冲刷线以下一定深度，才能保证安全，这与确定桥梁工程中桥台底部高程是一致的。aa修建在岩石地基上的挡土墙，墙前基底没有被冲刷的可能，但为了减少岩基开挖的工程量，总希望尽可能减小挡土墙底板(或墙趾)的埋置深度。出于平面布置的考虑，或有泄流要求，挡土墙的底板(或墙趾)仍应有一定的埋置深度。对于土质地基上的挡土墙且墙前没有水流冲刷，或墙前有水流冲刷但设有可靠的防冲刷措施，出于结构安全、平面布置及水流条件等因素的考虑，仍要求挡土墙的底板(或墙趾)有一定的埋置深度。挡土墙沿墙长方向是顺着河坡或土坡布置(如水工建筑物的翼墙)时，为了减少开挖和节省挡土墙的造价，挡土墙往往采取阶梯形布置的形式。此时挡土墙分阶的高差，除了应满足墙趾埋深的要求外，还应满足挡土墙沿墙长方向的纵向抗滑稳定要求。在冻胀土或膨胀土地基上修建挡土墙，墙前地基的土层在冻胀作用情况下或遇水后易造成土体强度迅速降低，使原有地基承载力下降而导致安全性下降，危及结构的安全。因此，在冻胀土地基上修建挡土墙，其底板(或墙趾)的埋置深度以上要保留足够的防冻胀覆土厚度或采取其他防冻胀措施；膨胀土地基的破坏机理主要是施工开挖减少了地基以上的覆土压重，土体中膨胀性土料干缩后降低了地基强度，若无有效的工程措施(如压重结构覆盖、刚性基础等)，必须将挡土墙底板(或墙趾)埋置于可能膨胀的土层深度以下。有关底板(或墙趾)砌置深度的计算及构造措施，可参照国家现行的有关标准的规定执行。aa5.2.12挡土墙底板厚度主要是根据强度要求确定，一般来说，以不小于0.3m为宜。采用砌石挡土墙时，由于砌石需嵌入底板中，因此底板厚度以0.5m为宜。对于空箱式挡土墙的底板及其前趾部分，如果采用桩基础，由于桩的冲剪作用，底板厚度还应适当加大。无论采用那种挡土墙结构型式，底板及其前、后趾的伸出长度和厚度，都应满足稳定和强度的要求。土质地基上的挡土墙，从有利于抗滑稳定和渗流稳定出发，底板下宜设置0.5～1.0m深的齿墙，这对于砂性土地基，尤其重要。对于悬臂式、扶壁式、空箱式(包括连拱空箱式)挡土墙结构，由于这些结构的尺寸相对来说比较单薄，除了底板长度应由稳定计算条件确定外，其余均应满足强度及耐久性要求。设计中还应注意的是，扶壁式、空箱式结构由于前墙或前、后墙与隔墙形成了框格，对受力是有利的，但如果按强度计算所需的厚度较小时，还应考虑耐久性要求和施工的方便。有的扶壁式、空箱式挡土墙，墙体厚度仅为0.3m左右，不仅施工中浇筑振捣困难，而且因钢筋保护层过小，投入使用后不久就因混凝土碳化致使钢筋锈蚀而不得不提前进行加固，反而得不偿失。aa5.2.13挡土墙的迎水面墙面坡度，由于有导水作用，只要求墙面与所属水工建筑物平顺衔接，故以扭曲式布置为最佳，但这种墙面型式施工极不方便。根据调查，大部分挡土墙都采用墙面略向后倾斜或垂直的型式，这样的型式施工较为方便。5.2.14重力式挡土墙主要靠自身重量和底板以上填土重量维持结构稳定，因此这种墙体的临土面由底板末端向墙顶方向倾斜(见图1)。也有在墙背做成折线型的(见图2)，即半重力式挡土墙。图1重力式挡土墙结构示意图图2半重力式挡土墙结构示意图半重力式挡土墙的墙背采用折线型，主要是考虑节省工程投资，以及施工期的质量控制因素。无论采用什么建筑材料，如砌石、混凝土等，采用半重力式挡土墙可节省工程量是不言而喻的；而对于混凝土结构，由于重力式挡土墙的墙身属于大体积混凝土，施工过程中的水化热难以释放，容易形成裂缝，影响工程质量，采用半重力式挡土墙则可大大减少这种影响。由于重力式挡土墙断面较大且沿高度方向呈直线变化，因此挡土墙墙身只需核算墙身与底板连接处的强度即可。只有墙背做成折线型的半重力式挡土墙，由于墙身断面沿高度方向的折点也是墙身的薄弱环节，因此除需核算墙身与底板连接处的强度外，还应对墙身折点处的强度进行核算。当重力式挡土墙的墙背采用折线型时，其折点将是墙身的薄弱环节，需要进行强度核算。aa5.2.15衡重式挡土墙是一种较特殊的断面结构，其稳定主要是靠墙身自重和衡重台上填土重量维持的。由于衡重台有减少土压力作用，因此衡重式挡土墙断面比重力式挡土墙小，但因其底板较小，故对地基条件要求较高(见图3)。图3衡重式挡土墙结构示意图一般来说，衡重式挡土墙的自身强度都能满足要求，其结构尺寸的拟定主要取决于结构稳定和地基条件。根据工程经验，衡重台宜设置在0.4～0.5倍墙高处，衡重台以上为梯形断面，衡重台以下设4:1～5:1的倒坡，底板以上的土体破裂面连线不应超出衡重台的尾端，最好留有一定的余地，这样才能尽可能减少水平向土压力对结构稳定的影响。由于衡重式挡土墙的底板平面尺寸较小，要求建造在良好的地基上。如果建造在土质地基上，除了满足地基允许承载力的要求外，还应对底板前、后端基底的沉降变形进行分析。淮河下游某船闸的闸室墙，建造在坚实的粘土地基上，也采用aa了衡重式挡土墙结构，经计算，抗滑稳定安全系数满足要求，但在运行过程中，随着墙前水位的升降，墙体则向前、后发生较小摇摆变位，虽然未发生危险，但对止水结构还是有一定影响，这是值得注意的。5.2.16悬臂式挡土墙主要靠墙后底板以上的填土重量维持结构稳定，其墙体的临土面由底板向墙顶方向倾斜(见图4)，这样，除了满足稳定要求外，墙体根部及底板还需要满足强度要求。图4悬臂式挡土墙结构示意图aa5.2.17扶壁式挡土墙也是靠底板以上填土重量维持稳定的，与悬臂式挡土墙在结构上的区别是，除了墙面板和底板外，每隔一段距离还有由底板向墙顶方向倾斜的扶壁(见图5)。这种结构的受力状态大大优于悬臂式挡土墙。图5扶壁式挡土墙结构示意图5.2.18空箱式挡土墙由前墙、后墙、隔墙、底板、顶板组成，空箱内可进水，有时根据需要还可通过在部分空箱内填土以调整结构重心(见图6)，其稳定主要靠自重和空箱内的水重(包括土重)维持。连拱空箱式挡土墙是空箱式挡土墙的一种特殊结构型式(见图7)。一般来说，除了底板外，还包括前墙、隔墙、连拱(即临土面后墙)等，也有为了节省工程量不设前墙的。根据其结构特点，主要受力结构是底板、连拱及边隔墩，考虑施工方便，连拱的拱圈可按等截面圆弧拱布置，隔墙为等厚度梯形。图6空箱式挡土墙结构示意图图7连拱空箱式挡土墙结构示意图兼有挡水作用的空箱式(包括连拱空箱式)挡土墙，为了稳定的需要，往往在前墙的下部最低水位以下开有进水孔。凡开有进水孔的前墙，为使墙体前后的水位能迅速配平，前墙的顶部需要留有足够面积的排气孔。这里所说的足够面积，是指在水体涌入空箱时，所排出的气体不至于发生啸叫声。aa5.2.19板桩式挡土墙可用于地基条件较差的水利水电工程中，根据受力条件不同可分为有锚碇和无锚碇两种型式(分别见图8和图9)。由于无锚碇的板桩式挡土墙在水平力作用下变位较大，一般仅在挡土高度不大的情况下采用；而有锚碇的板桩式挡土墙依靠锚碇体系维持结构稳定，因此可用于挡土高度较大的场所。根据不同的施工方法，板桩式挡土墙的墙体又可分为打入式板桩和地下连续墙两种结构，但无论采用哪种结构，其施工缝都可能留有一定的间隙，若不采取相应的措施，墙后土体颗粒有可能在地下水渗流作用下逐渐流失而影响其正常使用。板桩式挡土墙属于轻型薄壁结构，主要用于地基条件较差的情况下，其墙身一般为打入式预制构件或现浇地下连续墙。采用打入式预制构件施工时，可选用钢筋混凝土预制板桩或折线型钢板桩结构，考虑到刚度要求和施工方便，钢筋混凝土预制板桩厚度不宜小于0.3m，折线型钢板桩的厚度不宜小于aa12mm；对于地下连续墙的厚度，如果过于单薄，钢筋骨架不易放入，根据一些工程的施工经验，最小厚度应在0.4m以上。当然，这些构件的厚度，首先应保证强度要求。凡需设置锚碇结构的板桩式挡土墙，其锚杆一般都采用高强度钢制杆件，并通过张紧器固定在墙体破裂面后一定距离以外的锚锭墙上。锚杆的长度、锚碇墙的位置及高度由整体稳定条件计算确定，锚杆的直径根据所承受的拉力计算确定，锚碇墙的厚度由强度计算确定。对于暴露在空气、水体及土层中的钢板桩、锚杆、张紧器等钢质构件，应根据其环境条件考虑增加在使用周期内可能引起的腐蚀量。图8无锚碇的板桩式挡土墙结构示意图图9有锚碇的板桩式挡土墙结构示意图5.2.20锚杆式挡土墙主要用于陡立边坡的防护(见图10)，其挡土墙面的稳定是靠伸入墙后岩体或土体的锚杆通过粘接剂与岩体或土体的握裹力维持的。鉴于锚杆式挡土墙的设计在现行的国家标准GB50330－2002中已有规定，故本规范不再详细列出，仅列出结构布置的原则要求。aa图10锚杆式挡土墙结构示意图5.2.21在稳定的地基上可采用加筋式挡土墙结构(见图11)，其墙体及基础的断面、加筋材料和长度应根据作用于墙上的各项荷载分别按墙体外部稳定性和筋材内部稳定性试算确定。由于加筋式挡土墙的墙体基础的断面较小，且筋材的铺设和墙后的填土是随着墙体的砌筑上升而上升的，因此计算加筋式挡土墙的稳定需要按施工的顺序分段计算，在上升阶段时，要同时满足墙体外部稳定性和筋材内部稳定性的要求。图11加筋式挡土墙结构示意图5.2.22组合式挡土墙是指将上述几种挡土墙结构型式中的几种加以组合而成的较复杂的结构型式，一般用于挡土高度较大且有特殊使用要求的情况下。由于这种结构受力条件较为复杂，采用时需进行充分的技术论证，如需采用类似新型结构时亦应如此。至于一般性的组合结构，如空箱式和扶壁式的组合，较为简单，可视作一般性挡土结构处理。5.2.23建筑物的分段长度，在国家现行的一些标准中都有规定。为了防止和减少由于地基不均匀沉降、温度变化和混凝土干缩等因素引起的变形或裂缝，挡土墙的分段长度不宜太长。水利水电工程中土质地基上挡土墙的分段长度一般不宜超过aa20m，岩石地基上的挡土墙还要短一些。根据调查，采用素混凝土、砌石或混凝土砌块建造的挡土墙，以及在松软土质地基上的钢筋混凝土挡土墙，墙体产生竖向裂缝的机率大大增加，其分段长度还应小一些。当采用沉井基础时(尤其是埋藏较深的沉井基础)，其平面尺寸一般都较大，在此基础上布置挡土墙，其分段长度可长一些，但这时必须注意挡土墙由于基础的刚性约束产生的不良影响。5.2.24考虑到相邻建筑物因温度变化引起的热胀冷缩现象，以及相互之间的不等沉降影响，相邻建筑物之间(包括挡土墙与其他建筑物之间以及挡土墙与挡土墙之间)需要设置永久缝(伸缩－沉降缝)，永久缝的缝宽原则上应根据温度变化所计算的热胀冷缩量确定，但根据大量的工程实例，缝宽一般取2～2.5cm是可以满足要求的。5.2.25挡土墙的安全监测不是孤立的，应与所属水工建筑物一并考虑。对于小型水工建筑物的挡土墙，一般仅设沉降观测项目即可。对于大、中型水工建筑物的挡土墙，至少应设沉降、水平位移及墙后地下水位的观测项目。至于一些复杂结构的安全监测，可以根据需要和可能进行布置。针对水工挡土墙的使用特点，一般应设置沉降、水平位移、墙后地下水位等主要观测项目。沉降观测是土质地基上所有水工结构都必须进行的观测项目，挡土墙也不例外。由于影响挡土墙抗滑稳定安全的主要因素是水平荷载，因此挡土墙的水平位移观测也是十分重要的。挡土墙墙后地下水位观测，位于防渗范围内的，应纳入所属水工建筑物侧向渗流观测项目，统一安排；位于非防渗范围内的，也应布置，因为墙后地下水位的高低对挡土墙的抗滑稳定安全影响较大，而影响墙后地下水位的因素又较为复杂，有的工程已发现墙后地下水位大大超过原设计标准的情况，如果不能及时掌握这些情况，将给挡土墙的运行留下不安全因素。aa对于一些重要的1、2级挡土墙或是结构较复杂的组合式挡土墙，需对其结构应力、地基反力、墙后土压力、基底扬压力等设置必要的安全监测设施。这些安全监测设施，有的是根据建筑物的重要性而设置的，有的是需要对挡土墙设计进行必要的验证而设置的。因此，对于专门性的观测项目应根据挡土墙的具体情况设置。aa5.3防渗与排水布置5.3.1水工挡土墙的防渗与排水既应与所属水工建筑物相协调，又有其一定的特殊性。总的来说，挡土墙的防渗与排水有的与所属水工建筑物的布置有关，也有的处于独立的地位。如处于水工建筑物防渗段范围内的挡土墙，其防渗与排水的设置应服从于工程布置；处于最高水位以上的挡土墙，其防渗与排水布置就只涉及自身的要求。因此，对于水工挡土墙的防渗与排水布置要根据不同的要求进行分析确定。5.3.2对于粉砂、细砂、砂质粉土地基，如果墙前、墙后水位差较大时，仅依靠墙体及底板本身的防渗长度一般是难以满足渗流安全需要的，因此需要在挡土墙底板下设置垂直防渗体，依靠垂直防渗长度解决渗流安全问题是比较有效的。水工挡土墙的垂直防渗体可采用板桩、防渗墙等型式，垂直防渗体应嵌入底板，但不宜与底板刚性连接。对于在地震区的粉砂、细砂地基上建造挡土墙，为防止地震时地基的液化，除了采用刚性基础(如桩基、沉井等)外，采用垂直防渗体围封的形式，对防止地基土流失和可能发生的“液化”破坏是十分有效的。当然，这时的垂直防渗体还应考虑满足强度要求。由于粉砂、细砂、砂质粉土地基的土体颗粒容易被带走，因此尽管设置了垂直防渗体，在渗流溢出处仍需要设置滤层。aa5.3.3在土质地基上建造的挡土墙，有时会遇到地基持力层为较薄的粘土或粘质粉土等相对不透水层，而下卧层为深厚的相对透水层，这时透水层中的承压水头有可能顶穿粘土或粘质粉土覆盖层。为此，除了需要考虑是否按照本规范5.3.2条的规定设置垂直防渗体外，还应验算墙前覆盖土层有无被顶穿的可能性。在墙前覆盖土层不能满足抗浮稳定要求时，可通过设置排水井或排水沟来释放透水层中的承压水头，以策安全。但是，采取这种措施时，需要特别注意排水井或排水沟及其滤层不被堵塞。aaaa5.3.4当地基持力层为较薄的砂土或砾砂土层，下卧层为深厚的相对不透水层时，在挡土墙高水一侧底板下设置嵌入下卧层一定深度的垂直防渗体(如截渗板桩或防渗墙)，是能保证挡土结构渗流稳定安全的；特别是颗粒较小的砂土(特别是粉砂、细砂或砂质粉土)地基容易产生渗流变形，采用垂直防渗体切断渗流通道是合适的。当地基持力层为较厚的砾砂土层时，要完全切断渗流通道有时是难以达到的，这时可在挡土墙底板下两侧设置悬挂式垂直防渗体，但必须核算挡土墙的渗流安全是否满足要求。如果地基为粒径较大的砾砂土层或粗砾夹卵石层时，显然渗流出口处的出逸坡降容易满足要求，但考虑到地基土层中往往不是单一土体颗粒，在砾砂土层或粗砾夹卵石层还会夹有一定数量的细颗粒，因此为保证挡土墙的安全，在墙前、墙后水位差较大的情况下，挡土墙底板的前端仍需设置一段滤层。5.3.5对于地基土层中有薄层粘性土和砂性土互层时，存在着与本规范5.3.2条或5.3.4条所述类似的渗流潜在危险。因此，挡土墙底板下设置垂直防渗体并在底板前端布置滤层，是十分必要的。在长江下游地区，这种情况较多，如果不设置垂直防渗体，则容易出现渗流破坏现象。5.3.6对于在岩石地基上建造的挡土墙，一般情况下其渗流稳定要求是完全能够满足的，但对于有较多裂隙的软质岩石，则有可能因较大的水位差引起地基的渗流破坏而影响挡土墙的稳定性。这时，就需要采取措施延长渗径以保证安全。由于岩石地基中裂隙的分布无规律性，此时采用水泥帷幕灌浆的方法是一种有效的措施。岩石地基上建筑物的渗透压力一般是按照全截面直线分布法计算的，在采用水泥帷幕灌浆填充裂隙后仍可以按照该方法进行核算，但需考虑水泥帷幕灌浆处的渗透压力折减系数。5.3.7当采用砌石材料或混凝土预制块体砌筑挡土墙时，为便于布置墙顶的挡浪板或栏杆，挡土墙的墙顶需要设置混凝土或钢筋混凝土盖顶；对于土质地基上建造的砌石或混凝土预制块结构挡土墙，也需要设置钢筋混凝土盖顶。因此，无论是从强度及刚度考虑，还是从构造要求考虑，盖顶都需要有一定的断面尺寸。5.3.8在最高水位情况下，有些水利水电工程是允许水流从建筑物顶部漫溢而过的，如建筑在行泄洪道滩地上的水利水电工程，当行泄洪水时，洪水将不可避免地从挡土墙墙顶漫aa溢而过。此时墙后的填土或原状土体(指挡土墙为仰斜砌筑在原状土开挖的斜坡面上的情况)，则有可能因水流漫溢对墙后土体造成冲刷，或因抬高了墙后水位引起挡土墙的失稳破坏。因此，当挡土墙的墙顶有水流漫溢时，需要在墙后填土或原状土顶层设置盖顶。盖顶可以采用钢筋混凝土或土工膜结构，其范围应根据防冲或防渗的需要计算确定。当采用土工膜结构时，膜上应砌筑石料或混凝土块等进行保护，保护构件的大小需根据防冲要求确定。混凝土或钢筋混凝土防冲盖顶厚度及永久缝缝距应按抗冲能力及强度要求确定，缝宽可采用2～2.5cm，缝间应设止水。土工膜防冲盖顶所采用的土工膜厚度应根据作用水头、膜下土体可能产生裂隙宽度、膜的应变和强度等因素确定，但不宜小于0.5mm。土工膜上应设混凝土或浆砌块石保护层。5.3.9水工建筑物的永久缝内一般应设一道止水，位于大型水工建筑物防渗范围内挡土墙的永久缝内有时可设两道止水。常用的止水有金属制品(如紫铜片、镀铜铁片等)和橡胶制品，非防渗范围内的挡土墙也有采用沥青制品的止水(如沥青油毡卷，俗称“柏油蜡烛”)。由于沥青制品的止水适应变形的能力差，所以在水工建筑物防渗范围内的挡土墙永久缝内应采用金属或橡胶材料制作的止水片，只有非防渗范围内或处于最高挡水位以上挡土墙的永久缝内才可采用沥青制品的止水。金属材料的止水中，以采用紫铜片止水为佳，因为紫铜片材料防渗性能好，适应变形的能力强，且耐腐蚀性能好；而镀铜铁片的柔性和耐腐蚀性能，都不如紫铜片材料。永久缝内除了需要设置止水，以防止墙后土体颗粒流失外，还应填充柔性填料以适应墙体结构变形。永久缝内填充的柔性填料主要是刷有沥青的油毡、土工织物等，由于沥青质量不稳定，在墙前无水情况下遇到夏季高温容易造成沥青熔化流失。近年来，针对沥青制品在夏季温度较高时容易造成熔化流失的问题，一些地区采用在永久缝口处嵌填3～aa4cm左右的微膨胀橡胶条的办法，效果较好。这种橡胶条遇水后有一定的微膨胀性，可将永久缝的缝口自然挤满，沥青即使发生熔化现象，也不易流失，这种做法花钱不多且简单易行，值得推广。5.3.10当水工挡土墙墙后水位较高而墙前水位较低或无水时，为减少水平推力以减小结构断面尺寸，可在墙前最高水位以上布置排水孔，墙后布置级配良好的滤层和集水排水设施。5.3.11为了尽可能降低墙后水位，以减少挡土墙所承受的水平向荷载，挡土墙后的填土面应该设置可有效排除地表水的设施，这些地表排水设施要求将因降水引起地表积水尽快排出，如设置排水明沟或暗沟，将搜集的地表水集中后从适当的地方排出。5.3.12有挡水作用的水工挡土墙墙前水位有可能较高，如果墙前水位高于排水口时，需要设置止逆设施，以防止高水倒灌。这些设施可以采用逆止阀或闸(阀)门，采用逆止阀时要考虑墙前水位能否压紧阀门，采用闸(阀)门应考虑可否控制，以便在墙前水位下降后打开闸(阀)门进行排水。6荷载aaaaaa6.1荷载的分类6.1.1在水工建筑物设计中，对于其作用荷载，按作用条件和出现机率分为基本(设计)荷载和特殊(校核)荷载两类。本规范6.1.1条将水工挡土墙上可能受到这两类荷载共18项分别列出，但不是每座挡土墙都会受到这18项荷载的作用。6.1.2在挡土墙施工或运用过程中，各种荷载的大小及分布情况是随机变化的，因此应根据挡土墙不同的工作条件和荷载机遇情况进行荷载组合。荷载组合的原则是：考虑各种荷载出现的机率，将实际上可能同时出现的各种荷载进行最不利的组合，并将水位作为组合条件。本规范表6.1.2将作用在挡土墙上的荷载组合分为基本组合和特殊组合两类；在基本组合中又可分为完建情况、正常运行水位情况、设计洪水位情况和冰冻情况四种，在特殊组合中又可分为施工情况、校核洪水位情况和地震情况三种。由于地震与设计洪水位或校核洪水位同时遭遇的机率极少，因此本规范规定，地震荷载只应与正常运行水位情况下的相应荷载组合。6.1.3对于本规范表6.1.2中列出的各项荷载及组合中，应考虑其最不利的组合。如在计算基底应力时，应考虑向下的地震力，以及车辆或人群等荷载的作用；如在计算结构抗滑稳定时，应考虑向上的地震力和水平向的地震力共同作用。在考虑水平荷载的作用方向时，还应考虑各自最不利的情况，如在计算结构抗滑稳定时，水平向地震力应按照对结构抗滑稳定不利的作用方向叠加等。6.2荷载计算6.2.1挡土墙结构使用的建筑材料，主要有浆砌块石或浆砌条石、混凝土或钢筋混凝土，有的挡土墙也有局部采用钢结构的(如钢板桩及钢锚杆等)。建筑材料的平均重度可经实测确定，也可按现行的国家标准GB50009－2001的规定直接采用。对于永久性设备，在设计初期，有可能不能获得较准确的数据而只能估算其重量，由于这些设备的重量对结构稳定影响较小而对结构强度影响较大，因此在施工图设计中，应采用其名牌标定的重量。6.2.2当挡土墙墙后填土的破裂面(可能滑动面)内作用有车辆、人群等荷载时，应计入其影响。如果是道路在墙后填土的破裂面内通过，可按现行的交通行业标准的有关规定，将车辆和人群荷载换算成作用在填土面上的均布荷载计算；如果是临时作用在墙后填土的破裂面内车辆荷载(如吊车等)，可换算成作用在填土面上的局部均布荷载计算。aa6.2.3水的重度一般为10kN/m3。在多泥沙河流上，应考虑水中含有悬移质泥沙对水的重度的影响，浑水重度值可按经验公式：gh=10＋0.0062264rmax计算而得，gh为浑水重度(kN/m3)，rmax为实测最大含沙量(kg/m3)；如无实测含沙量资料时，浑水重度可采用10.5～11.0kN/m3。6.2.4挡土墙墙前、墙后水位的组合条件应根据挡土墙在运行中实际可能出现的水位情况确定。根据已建水工挡土墙运行的实践经验，对挡土墙抗滑稳定起控制作用的，往往不是墙前抵御最高洪水位时的水位组合条件，而是墙后填土内为可能出现的最高地下水位(也可能是在长时间暴雨后，或是在潮汐河道涨潮后)，墙前为最低水位(也可能是在宣泄一定流量情况下尾水被推走时或是在潮汐河道落潮时)或无水时的水位组合条件，因为这时墙前、墙后水位差大，对结构的抗滑稳定不利。对于潮汐河道上的岸墙或翼墙运行期的墙前、墙后水位差，在以往设计中往往取值偏差较大。有的取最大潮差(即全年内可能出现的一次涨、落潮的高、低潮位之差的最大值)，也有的取半个潮差(即全年内可能出现的一次涨、落潮的高、低潮位之差的最大值的一半)，也有的干脆凭经验取某一定值(如1.0m等)。实际上，潮汐河道上挡土墙墙前、墙后水位差不仅与潮位差有关，还与墙后土体内的土质渗透性及防渗与排水布置型式有关。江苏省沿海地区水利水电工程的一些观测资料表明，墙后为粘性土时，在墙前达到最高潮位时墙后土体内的地下水一般低于墙前最高潮位，而在墙前达到最低潮位时墙后土体内的地下水往往高于墙前最低潮位，这是土体内渗流的滞后性造成的；当墙后为砂性土时，虽然土体内的渗流速度要快一些，但渗流的滞后性依然存在。从一些资料分析，对于潮汐河道上的挡土墙，其墙前、墙后水位差取相应最不利条件下最大潮差值的1/3～1/2为宜。aa对于水库或退水迅速的行洪河道上的挡土墙，应考虑水位骤降的影响，其墙前、墙后水位差取相应最不利条件下最大水位差值的1/2为宜。地下水储量丰富的平原地区，由于地下水位高，补给快，真正影响挡土墙稳定的往往是在墙后填土到顶、墙前尚未放水的条件时最为恶劣；如果墙后不采取降水措施，将面临墙后水位很快与当地地表水相平、墙前无水的极限情况。如果按这么大的墙前、墙后水位差进行挡土墙设计，显然会造成很大的浪费。这时，设计上可以考虑在墙前尚未放水时，墙后降低填土高度或仍留有抽降地下水的降水井，待放水后再将墙后填土到顶或封井停抽地下水。aa对于无潮汐影响河道的挡土墙，考虑降雨及渗流滞后的影响，在正常运行工况下挡土墙墙前、墙后的水位差可取0.5～1.0m。6.2.5计算水工挡土墙基础底面扬压力(即浮托力与渗透压力之和)的水位组合条件，应和计算静水压力的墙前、墙后水位组合条件相对应。作用在水工挡土墙基础底面的渗透压力可按现行的水利行业标准SL265－2001附录Ｃ的规定计算。6.2.6散粒土体处于弹性平衡状态下产生的土压力至今还无法精确计算。但是，在土压力或其它推力的作用下，挡土墙往往产生离开或朝向填土方向的移动或转动，使得散粒土体到达主动或被动的极限平衡状态，从而减小或增大作用在挡土墙上的土压力，并出现最小值或最大值。这种土压力的最小值或最大值，即主动土压力或被动土压力，可根据散粒土体极限平衡理论计算求得。现行的行业标准DL5077－97规定，对于向外侧移动或转动的挡土墙，可按主动土压力计算；对于保持静止不动的挡土墙，可按静止土压力计算。在我国水工建筑物设计中，对于土质地基上的岸墙、翼墙，无论是重力式、扶壁式还是空箱式，绝大多数是按照主动土压力计算其墙后土压力的，因为由于墙后填土的作用，岸墙、翼墙往往产生离开填土方向的移动和转动，其位移量足以达到形aa成主动土压力的数量级。对于岩石地基上的挡土墙，由于结构底部嵌固在岩基上，且当断面刚度比较大时，移动量和转动量较小，因此可按静止土压力计算。总之，作用在挡土墙上的土压力是按主动土压力还是按静止土压力计算，应根据挡土墙在填土作用下产生的位移情况决定。因此，本规范规定，对于土质地基上向外侧移动或转动的挡土墙，可按主动土压力计算；对于岩基上的挡土墙，可按静止土压力计算；对于埋深较浅的沉井基础和有锚碇的板桩式挡土墙的板桩以及锚碇墙，其土抗力可按被动土压力计算。作用于各类挡土墙上的土压力计算公式见附录A。水利水电工程中的岸墙，以及道路两侧的路堤墙等，往往有通行各类车辆的要求。如果车辆的通行区域还处于挡土墙墙后填土破裂面内时，挡土墙不仅受到填土引起的土压力和墙体前、后水压力的作用，而且还将受到包括由于车辆行驶产生的侧向压力作用。由于挡土墙的结构稳定性与其所受到的水平推力关系极大，对此必须引起注意，在具体设计中可将车辆荷载换算成等代荷载。有关车辆荷载设计标准及等代荷载的计算方法可参照交通行业有关标准的规定执行。同时，对于这类挡土墙的设计，还应考虑车辆振动和冲击荷载对结构稳定和强度的影响。aa6.2.7泥沙可能淤积的厚度，应根据当地实测最大含沙量进行综合研究后确定。一些资料建议，对于低水头水工建筑物，在多泥沙河流上，泥沙可能淤积的厚度可取建筑物高度的1/3。对于挡土墙来说，在填土作用下具有向墙前产生位移的趋势，泥沙可能淤积的厚度对挡土墙稳定是有利的，在一般情况下可以不计。当墙后允许进水时，如果进水后将泥沙带入墙后且淤积相当严重，极有可能增加墙后附加的水平向荷载，影响挡土墙抗滑稳定的安全性，这时就必须考虑泥沙淤积的作用。因此，挡土墙在是否需要考虑泥沙淤积因素时，除考虑河水含沙量外，还应考虑结构型式及可能产生位移的情况等因素。淤沙压力可按现行的行业标准DL5077－97的规定进行计算。6.2.8对于作用在挡土墙上的风浪压力，由于其作用方向对挡土墙的稳定一般也是有利的，因此，也可以不进行计算。对于遇到需要计算挡土墙上所承受的风压力及浪压力时，可参照现行的行业标准DL5077－97及SL265－2001的有关规定进行计算。6.2.9作用在挡土墙上的冰压力、土的冻胀力、地震荷载等可按现行的行业标准DL5077－97、SL211－98、SL203－97的规定进行计算。7稳定计算aaaa7.1一般规定7.1.1水工挡土墙的稳定计算与地基条件、结构布置及施工方法等有关。对于不同的地基条件、不同的结构布置，挡土墙的稳定计算方法也不同；如果施工方法不同，稳定计算的条件也不同。但是，总的来说，挡土墙的稳定计算包括抗渗稳定计算、基底应力计算、沿基底面抗滑稳定计算、绕前趾抗倾覆稳定计算、地基整体稳定计算、地基沉降计算以及根据挡土墙的不同结构型式所必须进行的其它计算等方面。7.1.2岩石的分类除了按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩外，工程上通常可按岩石的坚硬程度分为硬质岩石和软质岩石两类，并可按其风化程度分为未风化、微风化、弱风化、强风化和全风化五种情况。土的分类按照现行的国家标准GBJ145－90的规定，可分为巨粒土、粗粒土、细粒土以及黄土、膨胀土和红粘土等特殊土，而粗粒土又可分为砾类土和砂类土。工程上最常见的土质地基是砾类土、砂类土和细粒土，习惯上分别称之为碎石土、砂性土和粘性土。现行的水利行业标准SL265－2001对上述三类土规定了采用三角坐标图分类法，同时参照塑性图进行分类。本规范编制初期，也建议采用现行的水利行业标准SL265－2001的分类方法，在征求意见稿阶段，不少设计单位提出，三角坐标图分类法虽然简便实用，但目前在国际上和国内其他行业已较少采用，水利水电工程中的岩土分类应逐步与其接轨。为此，本规范建议岩土分类按照现行的国家标准GBJ145－90的规定，分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、淤泥土、有机质土及泥炭等七个类别。其中，岩石可按单轴饱和极限抗压强度分为硬质岩石和软质岩石两类；碎石土可按大于总质量50％的粒径大小分为块石或漂石、碎石或卵石、角砾或园砾等三类；砂土可按其粒径大小占总质量的含量比例分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类；粉土可按大于aa0.075mm的粒径含量、塑性指数及小于0.005mm的粘粒含量分为砂质粉土和粘质粉土两类；粘性土可按塑性指数分为粉质粘土和粘土两类；淤泥土可按天然含水量及孔隙比的大小分为淤泥质土、淤泥、流泥和浮泥四类；此外对于有机质土含量大于等于5％时即可定为有机质土及泥炭。具体分类标准可参见本规范表7.1.2。7.1.3土质地基上的水工挡土墙地基设计所必须进行的常规物理力学性试验项目主要有标准贯入击数、静力触探、土粒比重、天然含水量、重度、孔隙比、饱和度、相对密度、界限含水量、颗粒分析、渗透系数、压缩系数、无侧限抗压强度及抗剪强度等，其中有的项目是必须要做的，有的项目可根据具体情况而定。填料土的物理力学性试验指标应有由击实试验求得的最大干重度和最优含水量以及天然含水量、天然重度和最大干重度条件下的抗剪强度等指标，必要时还应有压缩系数、渗透系数等指标。有关试验项目可参照现行的水利行业标准SL265－2001的规定确定。专门试验项目不是每座水工挡土墙设计前都必须安排做的，而是根据地基土质条件和工程设计aa需要决定做与不做。因为专门试验指标往往带有研究或验证性质，例如地基土的压缩模量、剪切模量、侧压力系数、侧膨胀系数、变形模量、固结系数、地基土对混凝土板的抗滑强度、十字板剪切强度、动力强度系数以及砂砾石地基的管涌试验等。7.1.4土质地基上水工挡土墙整体稳定计算采用的抗剪强度指标，目前多由地基土的剪切试验求得。但是采用不同的试验仪器和试验方法，得出的试验成果往往差别较大。目前国内常用的试验仪器主要有直剪仪和三轴剪切仪两种，但工程实践中最普遍使用的是直剪仪。至于试验方法，主要有直接快剪、饱和快剪、饱和固结快剪以及三轴不排水剪等，可根据地基土类别、地基压缩层厚薄和施工期长短等因素确定。土质地基有关试验方法的选用可参照SL265－2001的规定。有关岩石地基的物理力学性指标的试验方法在现行的行业标准DL5006－92中已有详细规定，可根据工程具体情况选用。7.1.5填料土的选择应根据防渗、排水要求及土料来源等方面的因素综合考虑，选取抗剪强度指标高的土料。处于防渗段的填土宜选择粘性土料，非防渗段的填土宜选择无粘性土料。填料土不应含植物根茎、砖瓦垃圾等杂物，也不宜选用淤泥、粉砂、细砂、冻土块、膨胀土等作填料土，土源紧缺确需采用时应采取相应处理措施。填料土抗剪强度指标是否准确对水工挡土墙的设计影响很大，指标不确切引起的土压力误差可能远大于计算方法引起的误差。填料土抗剪强度指标的试验和选用，应根据填料土的类别、压实度要求及挡土墙的运用条件选用合适的试验仪器和方法进行。aa7.1.6墙后回填土的质量直接关系到挡土墙的稳定性，而回填土的质量又与其压实度和含水量有关。根据大量试验资料表明，当回填土压实后的含水量控制在经试验确定的最优含水量±3％范围内时，回填土的压实质量是可以保证的。对于回填土的压实度，由于挡土墙墙后位置较小，大型机械不易操作，尤其是紧靠墙背的范围内，往往还需由小型机械进行压实或人工夯实。因此，本规范在现行的国家标准GB50286－98规定的基础上，提出了挡土墙墙后回填土压实度控制要求，即按挡土墙级别分别满足以下规定的要求：1级挡土墙不宜小于0.94；2、3级挡土墙不宜小于0.92；4、5级挡土墙不宜小于0.90。回填土控制含水量及填压标准的规定与现行国家标准GB50286－98的相关规定是基本一致的。aa7.1.7水工挡土墙稳定计算时的荷载组合应根据最不利的受力情况按本规范6.1.1条和6.1.2条的规定执行。7.1.8挡土墙稳定计算的计算单元应根据挡土墙的结构及布置型式确定。一般来说，挡土墙的稳定计算可沿长度方向取相邻两道永久缝之间的墙体部分作为一个稳定计算单元。对于沿长度方向截面尺寸保持不变的重力式、半重力式、悬臂式或衡重式挡土墙，以及无锚碇结构的板桩式挡土墙，可取沿长度方向的1延长米墙体作为稳定计算单元。对于扶壁式、空箱式及连拱式挡土墙，可取两扶壁(或空箱的隔墩)之间的墙体作为稳定计算单元。对于有锚碇结构的挡土墙，可按照一个锚碇结构所分割的受力区域作为稳定计算单元。对于组合式结构的挡土墙，由于布置较复杂，一般情况下可沿长度方向取相邻两道永久缝之间的结构部分作为一个稳定计算单元。对于按圆弧形布置的挡土墙，根据土压力作用原理，水平力垂直于墙背方向，故取相邻两道永久缝之间的墙体部分作为稳定计算单元较为合理；但在一般情况下，沿弧长方向取1延长米墙体作为稳定计算单元是偏于安全的。aaaaaa7.1.9本条规定是指在一般条件下可不进行地基沉降计算的情况，对于地基稳定性要求特别高的1、2级水工挡土墙，应根据设计需要和工程具体情况进行地基沉降计算。这里所指的稳定性要求特别高，是包括了地基承载力及地基渗透稳定性等方面在内的综合要求。7.1.10建造在半岩半土或半硬半软地基上的水工挡土墙，很可能由于产生过大的不均匀沉降，将防渗范围内永久缝的止水结构拉断，导致渗流破坏，从而使工程失事；即使是建在最高挡水位以上的挡土墙，止水结构虽被拉断不会导致渗流破坏，但有可能因地基的半岩半土或半硬半软使得挡土墙歪倒或倾斜而影响正常使用。因此，挡土墙不宜建造在半岩半土或半硬半软的地基上；否则，必须采取严格的工程措施。避免建筑物建造在半岩半土或半硬半软的地基上，这是设计的基本原则。但是在水工挡土墙设计中往往难以避免，尤其是建造在土质地基上的水工挡土墙，由于基坑边坡的开挖，在挡土墙与河(渠)坡衔接处，挡土墙的基础总是一半落在原状土一半落在回填土上。即使回填土质量控制得较好，仍不能避免尾部的挡土墙发生倾斜和变形。近年来修建的一些挡土墙，开始重视这一问题，基本做法是在回填土处采取地基加固的措施，如在回填后采用深层搅拌、回填混凝土、水泥土等处理方法，收到了一定的效果。7.2抗渗稳定计算7.2.1在计算挡土墙结构的稳定性时，对于岩石地基上挡土墙基底的渗透压力，可采用全截面直线分布法计算；如果设有防渗帷幕和排水孔时，需要考虑其作用和效果，这样比较符合实际情况。对于土质地基上挡土墙基底的渗透压力，亦可按直线比例法计算，但计算精度稍差，因此最好按改进阻力系数法计算，这样比较符合实际情况。7.2.2验算挡土墙基底抗渗稳定性，主要是为了防止地下渗流冲蚀地基土并造成渗流变形，因而基底地下轮廓线必须具有足够的防渗长度，以减小挡土墙底板下的渗流坡降值。在一般情况下，挡土墙的墙后地下水位都将高于墙前水位，因此都应验算挡土墙基底的抗渗稳定性，不能满足要求时，还需结合整体稳定计算情况采取相应的防渗排水措施，如设置降低墙后地下水位的排水孔，设置延长渗径长度的垂直或水平防渗体等。处于防渗范围内的水工挡土墙，当墙后土层的渗透系数大于地基土的渗透系数时，可按二元问题近似求解侧向渗透压力。aa7.2.3有关水工建筑物基底抗渗稳定性的调查、试验和研究资料表明，基底渗流出口处和沿底板与地基土的接触面通常最容易发生渗流变形，因此必须保证渗流出口段和沿水工建筑物底板底面水平段的渗流坡降不得超过其允许值，而渗流坡降允许值可根据各种土沿着不同渗流方向出现渗流破坏的临界坡降来确定，此临界坡降可由电模拟试验测得或采用近似计算法计算求得。基底水平段和出口段允许渗流坡降值详见本规范表7.2.3。该表的取值范围已考虑到土的粗细颗粒掺杂不均匀和坚实程度的不同等情况。因此，表列出口段的允许渗流坡降值系防止流土破坏的允许渗流坡降值。7.2.4判别渗流可能发生的破坏形式(流土或管涌)是验算砾砂及碎石土基底出口段抗渗稳定性的前提，一般来说，土质地基渗流出口段的渗流破坏系流土破坏，只有砾砂及碎石土基底出口段的渗流破坏才有可能是管涌破坏。防止流土破坏的允许渗流坡降值即本规范表7.2.3所列的出口段允许渗流坡降值，而防止管涌破坏的允许渗流坡降值可按公式(7.2.4-1)和(7.2.4-2)计算。对于出口段的渗流破坏形式(流土或管涌)，过去常用土料的不均匀系数h＝d60/d10进行判别。当h<10时，为流土破坏；当h>20时，为管涌破坏；当10
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