【正文】 進(jìn)行壓實(shí)或人工夯實(shí)，此時(shí)回填 土的壓實(shí)度控制要求更難以控制，這是需要特別引起注意的。 擋土墻穩(wěn)定計(jì)算的計(jì)算單元應(yīng)根據(jù)擋土墻的結(jié)構(gòu)及布置型式確定。一般來(lái)說(shuō)，擋土墻的穩(wěn)定 計(jì)算可沿長(zhǎng)度方向取相鄰兩道永久縫之間的墻體部分作為一個(gè)穩(wěn)定計(jì)算單元。對(duì)于沿長(zhǎng)度方向截面 尺寸保持不變的重力式、半重力式、懸臂式或衡重式擋土墻，以及無(wú)錨碇結(jié)構(gòu)的板樁式擋土墻，可 取沿長(zhǎng)度方向的 1 延長(zhǎng)米墻體作為穩(wěn)定計(jì)算單元。對(duì)于扶壁式、空箱式及連拱式擋土墻，可取兩扶 壁(或空箱的隔墩)之間的墻體作為穩(wěn)定計(jì)算單元。對(duì)于有錨碇結(jié)構(gòu)的擋土墻，可按照一個(gè)錨碇結(jié)構(gòu)所 分割的受力區(qū)域作為穩(wěn)定計(jì)算單元。對(duì)于組合式結(jié)構(gòu)的擋土墻，由于布置較復(fù)雜，一般情況下可沿 長(zhǎng)度方向取相鄰兩道永久縫之間的結(jié)構(gòu)部分作為一個(gè)穩(wěn)定計(jì)算單元。對(duì)于按圓弧形布置的擋土墻， 根據(jù)土壓力作用原理，水平力垂直于墻背方向，故取相鄰兩道永久縫之間的墻體部分作為穩(wěn)定計(jì)算 單元較為合理；但在一般情況下，沿弧長(zhǎng)方向取 1 延長(zhǎng)米墻體作為穩(wěn)定計(jì)算單元是偏于安全的。 本條規(guī)定是指在一般條件下土質(zhì)地基上的擋土墻需要進(jìn)行地基沉降計(jì)算的情況。當(dāng)?shù)鼗至?層或下臥層有軟弱夾層時(shí)，容易引起擋土墻的較大沉降影響使用功能；當(dāng)擋土墻的基底應(yīng)力接近地 基允許承載力時(shí)，由于擋土墻前后基底應(yīng)力的不均勻，容易引起墻體前后的不均勻沉降致使擋土墻 傾斜；此外，由于擋土墻的基底應(yīng)力與相鄰建筑物的基底應(yīng)力有較大的差異，較大的沉降差易造成 止水損壞，甚至造成水工建筑物整個(gè)防滲體系的破壞而失事。因此，進(jìn)行地基沉降計(jì)算以控制沉降 差，是十分必要的。對(duì)地基穩(wěn)定性要求特別高的水工擋土墻，即使超出本規(guī)范 條規(guī)定應(yīng)進(jìn)行地 基沉降計(jì)算的情況，根據(jù)設(shè)計(jì)需要和工程具體情況也可能需要對(duì)擋土墻進(jìn)行地基沉降復(fù)核。這里所 指的穩(wěn)定性要求特別高，是包括了地基承載力及地基滲透穩(wěn)定性等方面在內(nèi)的綜合要求。 建造在不均勻(如半巖半土或半硬半軟)地基上的水工擋土墻，很可能由于產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉 降，將防滲范圍內(nèi)永久縫的止水結(jié)構(gòu)拉斷，導(dǎo)致滲流破壞，從而使工程失事；即使是建在最高擋水 位以上的擋土墻，縫間止水結(jié)構(gòu)雖被拉斷不會(huì)導(dǎo)致滲流破壞，但有可能因地基的不均勻使得擋土墻 歪倒或傾斜而影響正常使用。因此，擋土墻不宜建造在不均勻的地基上；否則，必須采取嚴(yán)格的工 程措施。避免建筑物建造在不均勻的地基上，這是設(shè)計(jì)的基本原則。但是在水工擋土墻設(shè)計(jì)中往往 難以避免，尤其是建造在土質(zhì)地基上的水工擋土墻，由于基坑邊坡的開(kāi)挖，在擋土墻與河(渠)坡銜接 處，擋土墻的基礎(chǔ)總是一半落在原狀土一半落在回填土上。即使回填土質(zhì)量控制得較好，仍不能避 免尾部的擋土墻發(fā)生傾斜和變形。近年來(lái)修建的一些擋土墻，開(kāi)始重視這一問(wèn)題，基本做法是在回 填土處采取地基加固的措施，如在回填后采用深層攪拌、回填混凝土、水泥土等處理方法，收到了 一定的效果。 抗?jié)B穩(wěn)定計(jì)算 在計(jì)算擋土墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性時(shí)，對(duì)于巖石地基上擋土墻基底的滲透壓力，可采用全截面直線 分布法計(jì)算；如果設(shè)有防滲帷幕和排水孔時(shí)，需要考慮其作用和效果，這樣比較符合實(shí)際情況。對(duì) 于土質(zhì)地基上擋土墻基底的滲透壓力，亦可按直線比例法計(jì)算，但計(jì)算精度稍差，因此最好按改進(jìn) 阻力系數(shù)法計(jì)算，這樣比較符合實(shí)際情況。由于在各類水工建筑物的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)基底滲透壓 力的計(jì)算都有規(guī)定，因此擋土墻的基底滲透壓力計(jì)算應(yīng)按所屬水工建筑物的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn) 行。 驗(yàn)算擋土墻基底抗?jié)B穩(wěn)定性，主要是為了防止地下滲流沖蝕地基土并造成滲流變形，因而基 底地下輪廓線必須具有足夠的防滲長(zhǎng)度，以減小擋土墻底板下的滲流坡降值。在一般情況下，擋土 墻的墻后地下水位都將高于墻前水位，因此都應(yīng)驗(yàn)算擋土墻基底的抗?jié)B穩(wěn)定性，不能滿足要求時(shí)， 還需結(jié)合整體穩(wěn)定計(jì)算情況采取相應(yīng)的防滲排水措施，如設(shè)置降低墻后地下水位的排水孔，設(shè)置延 長(zhǎng)滲徑長(zhǎng)度的垂直或水平防滲體等。處于防滲范圍內(nèi)的水工擋土墻，當(dāng)墻后土層的滲透系數(shù)大于地基土的滲透系數(shù)時(shí)，可按二元問(wèn) 題近似求解側(cè)向滲透壓力。 有關(guān)土質(zhì)地基上水工建筑物基底抗?jié)B穩(wěn)定性的調(diào)查、試驗(yàn)和研究資料表明，基底滲流出口處 和沿底板與地基土的接觸面通常最容易發(fā)生滲流變形，因此必須保證滲流出口段和沿水工建筑物底 板底面水平段的滲流坡降不得超過(guò)其允許值，而滲流坡降允許值可根據(jù)各種土沿著不同滲流方向出 現(xiàn)滲流破壞的臨界坡降來(lái)確定，此臨界坡降可由電模擬試驗(yàn)測(cè)得或采用近似計(jì)算法計(jì)算求得?；?出口段的滲流破壞形式主要為流土或管涌，其判別方法在 GB 50287－99 中都有規(guī)定，計(jì)算時(shí)可按該 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，土質(zhì)地基滲流出口段的滲流破壞系流土破壞，只有礫砂及碎石土基底出口段的滲流 破壞才有可能是管涌破壞。對(duì)于出口段的滲流破壞形式(流土或管涌)，過(guò)去常用土料的不均勻系數(shù)η＝d 60 / d10 進(jìn)行判別。當(dāng)η 10 時(shí)，為流土破壞；當(dāng)η 20 時(shí)，為管涌破壞；當(dāng) 10η 20 時(shí)，為流土或管涌破壞。實(shí)踐及試驗(yàn)表明，用土料的不均勻系數(shù)判別滲流破壞形式不是十分準(zhǔn)確的。根據(jù)國(guó) 內(nèi)外最新研究成果，認(rèn)為礫砂或碎石土按其細(xì)粒含量及孔隙率判別其可能發(fā)生的滲流破壞形式比較符合實(shí)際，且判別方法簡(jiǎn)單方便，即：當(dāng) 4 p f (1 ? n) 時(shí)，為流土破壞；當(dāng) 4 p f (1 ? n) 時(shí)，為管涌破壞。 p f 為小于礫砂或碎石土粗細(xì)顆粒分界粒徑的土粒百分?jǐn)?shù)含量(％)， n 為礫砂或碎石土 的孔隙率。按照 SL 265－2001 的規(guī)定，驗(yàn)算土質(zhì)地基上擋土墻基底的抗?jié)B穩(wěn)定性時(shí)，水平段和出口段的滲流坡降應(yīng)分別小于表 3 規(guī)定的水平段和出口段允許滲流坡降值。表 3 水平段和出口段允許滲流坡降值地基類別允許滲流坡降值水平段出口段粉砂～～細(xì)砂～～中砂～～粗砂～～中礫、細(xì)礫～～粗礫夾卵石～～砂壤土～～壤土～～軟粘土～～堅(jiān)硬粘土～～極堅(jiān)硬粘土～～注： 當(dāng)滲流出口處設(shè)濾層時(shí)，表列數(shù)值可加大 30%。驗(yàn)算礫砂或碎石土地基上擋土墻基底出口段抗?jié)B穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)首先判別可能發(fā)生的滲流破壞形 式(流土或管涌)：當(dāng) 4 Pf (1 ? n) 時(shí)，為流土破壞；當(dāng) 4 Pf (1 ? n) 時(shí)，為管涌破壞。礫砂或碎石土地基上擋土墻基底出口段防止流土破壞的允許滲流坡降值即表 3 所列的出口段允 許滲流坡降值。礫砂或碎石土地基上擋土墻基底出口段防止管涌破壞的允許滲流坡降值可按公式(1)、公式(2)計(jì)算：[J ] =7d 5Kd f[4P(1 ? n)] 2(1)fd f = d15 d85(2)式中 [J ]──防止管涌破壞的允許滲流坡降值；d f ──地基土的粗細(xì)顆粒分界粒徑(mm)；Pf ──小于 d f 的土粒百分?jǐn)?shù)含量(％)；n ──地基土的孔隙率；d5 、 d15 、 d85 ──地基土顆粒級(jí)配曲線上小于含量 5％、15％、85％的粒徑(mm)；K ──防止管涌破壞的安全系數(shù)，可采用 ～。 抗滑穩(wěn)定計(jì)算 對(duì)于土質(zhì)地基以及軟質(zhì)巖石上的擋土墻，要求在各種計(jì)算情況下(一般控制在完建情況下)，擋 土墻平均基底應(yīng)力不大于地基允許承載力，最大基底應(yīng)力不大于地基允許承載力的 倍。由于地 基允許承載力是指平均的允許承載力，因此不允許擋土墻平均基底應(yīng)力超過(guò)平均的地基允許承載力， 但允許局部的基底應(yīng)力超過(guò)平均的地基允許承載力，即允許地基內(nèi)出現(xiàn)局部的塑性變形。至于局部 的基底應(yīng)力允許超過(guò)的限度，一般是要求最大基底應(yīng)力不要超過(guò)平均地基允許承載力的 倍。這 一規(guī)定與 SL 265－2001 等的有關(guān)規(guī)定是一致的。對(duì)于土質(zhì)地基上特別是修建在軟土地基上的擋土墻， 要滿足上述要求往往比較困難，需要通過(guò)減輕結(jié)構(gòu)重量、調(diào)整結(jié)構(gòu)重心或?qū)Φ鼗M(jìn)行人工處理才能達(dá)到。有關(guān)基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值，有的規(guī)定為：粘土地基不大于 ～，砂土地 基不大于 ～；也有的規(guī)定為：粘土地基不大于 ～，砂土地基不大于 ～。工程實(shí)踐 證明，對(duì)于水工擋土墻提出這樣比較嚴(yán)格的要求是不必要的，因?yàn)樵谝呀üこ讨校簧傩藿ㄔ趫?jiān)硬 或中等堅(jiān)硬粘土地基上的擋土墻基底應(yīng)力最大值與最小值之比超過(guò)了 ～，并未招致不良的后 果。因此，粘土地基上擋土墻基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值大小，應(yīng)根據(jù)粘土軟硬程度確 定。同樣，對(duì)于砂土地基，要求擋土墻基底應(yīng)力最大值與最小值之比不大于 ～，有時(shí)也難于 得到滿足。只有在地震區(qū)松砂地基上，因地基排水不暢且不易密實(shí)，尤其是地震時(shí)易產(chǎn)生“液化”， 可能導(dǎo)致地基嚴(yán)重破壞的情況，堅(jiān)持這樣的要求才是十分必要的；對(duì)于地震設(shè)計(jì)烈度 7 度以下緊密 砂土地基上的擋土墻，適當(dāng)放寬基底應(yīng)力最大值與最小值之比的要求是比較符合實(shí)際的。因此，砂 土地基上擋土墻基底壓力最大值與最小值之比的允許值大小，應(yīng)根據(jù)砂土的松密程度，并考慮有無(wú) 地震影響確定。基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值的規(guī)定，主要是防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降及可能 的傾覆破壞。因此，對(duì)于人工加固的深基礎(chǔ)，可不受表 的規(guī)定限制。 巖石地基上的擋土墻，同樣有基底應(yīng)力方面的要求。由于硬質(zhì)巖石地基的允許承載力較大， 壓縮性極小，地基承載能力通常不存在問(wèn)題，也不會(huì)因基底應(yīng)力分布的不均勻而發(fā)生較大的沉降差， 從而導(dǎo)致?lián)跬两Y(jié)構(gòu)傾覆，因此硬質(zhì)巖石地基上擋土墻基底應(yīng)力的最大值與最小值之比可不作限制。 但為避免擋土墻基礎(chǔ)底面與基巖之間脫開(kāi)，要求在非地震情況下?lián)跬翂撞粦?yīng)出現(xiàn)拉應(yīng)力；在施 工期和在地震情況下基底拉應(yīng)力不應(yīng)大于 100kPa，這一規(guī)定與現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定是一致的。對(duì)于 擋土高度特別大，且又修建在強(qiáng)風(fēng)化或有不良地質(zhì)構(gòu)造的巖石地基上的擋土墻，還應(yīng)核算其地基承 載能力狀況。對(duì)于全風(fēng)化的巖石地基，其地質(zhì)條件已與土質(zhì)地基基本相似，可按土質(zhì)地基進(jìn)行計(jì)算。 目前對(duì)擋土墻基底應(yīng)力的計(jì)算，普遍采用偏心受壓公式，即公式()。由于擋土墻底板在墻 前墻后方向的剛度很大，其基底應(yīng)力可視為直線分布。 對(duì)于結(jié)構(gòu)抗傾覆和抗滑安全，要求在各種計(jì)算情況下(多數(shù)控制在墻前最低水位情況下)，沿?fù)?土墻基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不小于本規(guī)范表 規(guī)定的允許值。主要是為了防止擋土墻因阻滑 力小于滑動(dòng)力而發(fā)生沿地基表面的水平滑動(dòng)。 土質(zhì)地基上的擋土墻是否會(huì)發(fā)生沿地基表面的水平滑動(dòng)，決定于阻滑力是否大于滑動(dòng)力，前 者與后者的比值即為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。本規(guī)范公式()和()都是所謂“單一安全系數(shù)計(jì) 算公式”。公式()對(duì)土質(zhì)地基和巖石地基都適用，而公式()主要適用于粘性土地基。目 前在水工建筑物設(shè)計(jì)中，特別是在建筑物的初步設(shè)計(jì)階段，采用公式()計(jì)算的情況較多，因?yàn)?計(jì)算簡(jiǎn)便，但 f 值的取用有一定的任意性。公式()是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抗滑試驗(yàn)資料進(jìn)行分析研究后提 出的，因而計(jì)算成果能夠比較真實(shí)地反映建筑物的實(shí)際運(yùn)用情況，因此對(duì)于粘性土地基上的水工擋土墻，按本規(guī)范公式()計(jì)算比按公式()計(jì)算，顯然更加合理。 在設(shè)計(jì)前期階段，如無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)， f 值可按表 4 選用。該表所列 f 值是綜合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范及文獻(xiàn)資料，以及江蘇、安徽、四川等省多年水利水電工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出的，與 SL 265－2001 的規(guī) 定是一致的。表 4 f 值地 基 類 別f 值粘 土軟 弱～中等堅(jiān)硬～堅(jiān) 硬～壤 土 、粉 質(zhì) 壤 土～砂 壤 土 、粉 砂 土～細(xì) 砂 、 極 細(xì) 砂～中 砂 、 粗 砂～砂 礫 石～礫 石 、 卵 石～碎 石 土～軟 質(zhì) 巖 石極 軟～軟～較 軟～硬 質(zhì) 巖 石較 堅(jiān) 硬～堅(jiān) 硬～ 與土質(zhì)地基上的擋土墻一樣，巖石地基上的擋土墻沿地基表面的水平滑動(dòng)，也采用前述“單一安全系數(shù)計(jì)算公式”計(jì)算，但以公式()代替公式()，公式()是抗剪斷公式，在進(jìn)行 巖石地基上擋土墻抗滑穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，可根據(jù)工程的具體情況選用公式()或公式()。因公式 ()中不僅包含了基底摩阻力，而且還包含了基底的粘結(jié)力，顯然按此公式計(jì)算更加合理，但需有 基底面的抗剪斷強(qiáng)度試驗(yàn)資料。在設(shè)計(jì)前期階段，如無(wú)試驗(yàn)資料，按公式()計(jì)算時(shí) f 值也可按表 4 選用。但需指出，巖石 地基上擋土墻設(shè)計(jì)取用的 f 值應(yīng)慎重，可以通過(guò)工程類比分析采用，有條件時(shí)宜經(jīng)室內(nèi)巖石抗剪斷 強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)證確定。 通常情況下?lián)跬翂Φ幕酌媸撬降模袝r(shí)根據(jù)穩(wěn)定需要可將擋土墻底板向填土方向落深而呈傾斜狀。對(duì)于這種傾斜狀基底的擋土墻，可按本規(guī)范公式()計(jì)算其沿基底面的抗滑穩(wěn)定安全 系數(shù)。但基底面傾斜的程度應(yīng)有一定限度，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基底面與水平面的夾角，土質(zhì)地基 不宜大于 7186。，巖石地基不宜大于 12186。應(yīng)該說(shuō)明，該公式是按照擋土墻底板向填土方向落深而呈傾 斜狀推導(dǎo)的。 江蘇、山東、浙江等省在土質(zhì)地基上的大量現(xiàn)場(chǎng)混凝土板抗滑試驗(yàn)成果表明，現(xiàn)場(chǎng)抗滑試驗(yàn) 成果與室內(nèi)直剪試驗(yàn)成果有一定的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)于粘性土， c0 值約為固結(jié)快剪 c 值的 30％～50％， φ0 值約為固結(jié)快剪 φ 值的 85％～95％；對(duì)于砂性土，φ0 值約為固結(jié)快剪 φ 值的 80％～85％，不計(jì) c0 值。因此，按本規(guī)范公式()計(jì)算擋土墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí)，如未做現(xiàn)場(chǎng)抗滑試驗(yàn)，可按室內(nèi) 試驗(yàn)成果進(jìn)行適當(dāng)折減后采用。根據(jù)一些水利水電工程室內(nèi)直剪試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)抗滑試驗(yàn)成果的對(duì)比以及工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，本規(guī)范規(guī)定 φ0 、 c0 值可按表 采用。 由于巖石地基上擋土墻采用所謂“單一安全系數(shù)計(jì)算公式”計(jì)算其抗滑穩(wěn)定，因此對(duì)于巖石 地基抗剪斷強(qiáng)度指標(biāo) f ′ 、 c′ 值的采用，參照 GB 50287－99 的有關(guān)規(guī)定，提出表 。但需指出， 對(duì)于巖石地基上特別重要的 2 級(jí)水工擋土墻，設(shè)計(jì)取用的 f ′ 、 c′ 值應(yīng)慎重，有條件時(shí)宜經(jīng)室內(nèi) 巖石抗剪斷試驗(yàn)成果驗(yàn)證，并參照類似工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)研究確定。 板樁式擋土墻因其特定的結(jié)構(gòu)型式，穩(wěn)定計(jì)算有別于其它型式的擋土墻。無(wú)錨