【正文】 式中 0p —— 靜止土壓力強度； z —— 計算點在填土面以下的深度； ? —— 填土的重度； 0k —— 靜止土壓力系數(shù)，應(yīng)通過對填土的試驗測得，在無試驗資料時，可近似計算 0 1 sin 39。? 為有效內(nèi)摩擦角。 （ 2） 假定填土面為一平面，且沿深度和側(cè)向均是無限的。 (4） 土層伸張到足夠數(shù)量產(chǎn)生的兩簇剪切面相交成 090 ?? 角，并與垂線分別交成： 01 1 s in4 5 a r c s in2 2 s in 2? ? ?? ?? ? ? ? （ 23） 0 1 s in4 5 a r c s in2 2 s in 2? ? ?? ?? ? ? ? （ 24） 當(dāng)填土表面水平 0?? 時， 01 45 2???? ? ? （ 25） 上兩式中 ? 稱為第一破裂角，與之對應(yīng)的破裂面稱為第一破裂面； 1? 稱為第二破裂角，與之對應(yīng)的破裂面稱為第二破裂面。01 1 s in4 5 a r c s in2 2 s in 2? ? ?? ?? ? ? ? （ 26） 39。? 和 39。理解破裂角和破裂面的概念，對判別不同土壓力理論的適用條件及特殊情況土壓力的計算等都很重要。在圖 24中土壓力作用在 AV垂直面上，作用方向與地面平行，當(dāng)填土面為水平時（ 0?? ），土壓力方向水平；當(dāng)填土面有斜坡時（ 0?? ），土壓力方向與水平方向成 ? 角。 （ 1）填料浸水后，因受水浮力作用，土的重度降低，主動和被動土壓力減小。 當(dāng)墻后填單一的砂性土?xí)r，由于地下水對 ? 角影響較小，為簡化計算，有時可假定地下水位上、下 ? 角相等。? 。總土壓力由上下兩部分組成。 2 012( ) ( 4 5 )2ap zh z h tg ?? ? ? （ 213） 除作用與墻背土壓力外，還應(yīng)計算深度內(nèi)的靜水壓力，底部靜水壓力強度： 22wp z h? （ 214） 式中 wz —— 水的重度。為確定墻后靜水壓力及基地?fù)P壓力，首先要確定墻后地下水位。墻后水位即為繞滲的自由水面?；?fù)P壓力值對小型工程可按直線比例法求得。 二、墻面與墻背靜水壓力計算 在水工建筑物中，前墻水位根據(jù)不同設(shè)計情況加以確定，凈水壓力垂直與墻面，當(dāng) 14 墻面垂直時，靜水壓力方向水平，當(dāng)墻面后傾時，垂直與墻面的靜水壓力可分解成水平壓力和垂直向下靜水壓力。 三、基地?fù)P壓力計算 （一） 水閘等水工建筑物運用期翼墻或岸墻的揚壓力 在運用期，上游翼墻或岸墻基地?fù)P壓力值，即為該點相應(yīng)基地?fù)P壓力值，揚壓力圖形為矩形。墻底揚壓力圖形一般不是矩形，或呈梯形或三角形。擋土墻的整體穩(wěn)定破壞主要有滑動破壞，傾覆破壞和不均勻下沉破壞三種，如圖 3 3 33所示。擋土墻整體驗算主要內(nèi)容如下： 16 （ 1）抗滑穩(wěn)定驗算 以保證擋土墻不產(chǎn)生滑動破壞。 （ 3）地基承載力驗算 此項內(nèi)容一般包括兩項要就： ① 地基應(yīng)力不超過容許承載力，以保證地基不出現(xiàn)較大的沉陷； ② 控制基地應(yīng)力大小比控制是穩(wěn)定驗算的主要內(nèi)容，通?？刹蛔鰞A覆穩(wěn)定驗算。 二、擋土墻抗滑穩(wěn)定驗算 擋土墻的抗滑穩(wěn)定性是指在土壓力及外力荷載作用下，基地摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力，用抗滑穩(wěn)定系數(shù) cK 表示，即作用與擋土墻的最大可能的抗滑力與實際的滑動力之比。 2 []ccfGKkH? ?? ≥ （ 31） 式中 cK —— 按抗剪強度計算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； 2f —— 基地與基巖接觸面的抗剪抗剪摩擦系數(shù)； G? —— 作用于擋土墻基地全部豎向荷載之和； H? —— 作用于擋土墻全部水平向荷載之和； []ck —— 抗剪強度驗算的巖基容許抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； （二）外荷載產(chǎn)生的滑動力和抗滑力計算 在上式中，抗滑力為豎向力之和乘以基地與基巖接觸面的抗剪磨察系數(shù)f，滑動力為水平力之和 H? ，計算簡圖如圖 34 所示。 0K 表示對于前趾穩(wěn)定力矩之和 0K 與傾覆力矩之和 0K 的比值。建在巖基上的擋土墻，在合理偏心距 0K 的條件下，一般抗傾覆穩(wěn)定也能滿足要求；當(dāng)合力偏心距 0K 時，進行抗傾覆穩(wěn)定性驗算。 （ 2）對重力式擋土墻可改變墻面或墻背坡度，如改用仰斜，以減少作用于墻后的土壓力。 四、基地應(yīng)力驗算 為了保證擋土墻的基地應(yīng)力不超過地基的容許承載力，應(yīng)進行地基應(yīng)力檢算；同時，為了避免擋土墻基礎(chǔ)發(fā)生顯著的不均勻沉陷，還要控制作用于擋土墻基地的應(yīng)力大小比或合力偏心距 。 m axm in GMK BW???= （ 35） 式中： M? —— 各力對擋土墻基底中心力矩之和， M e G???? W —— 對擋土墻縱向形心軸的截面矩，當(dāng)計算取單寬時 , 26BW? 。采用以前趾端為矩心，并計算各荷載力臂簡單、不易出錯。 22 MBe G???? （ 37） 式中： B—— 擋土墻基底寬度； G? —— 作用于擋土墻的全部豎向荷載之和； 2M? —— 各力對前趾端點力矩。 表 31 巖石容許承載力 ??R (kN/ 2m ) 單位： kPa 風(fēng)化程度 巖石類別 ?tg 微風(fēng)化 中等風(fēng)化 強風(fēng)化 —— —— 0 硬質(zhì)巖石 ≥ 3000 1000～3000 400～800 300～ 600 軟質(zhì)巖石 1000～2020 500～1000 200～500 170～ 400 140～ 300 20 第四章 擋土墻的結(jié)構(gòu)檢算與配筋計算 擋土墻設(shè)計首先應(yīng)滿足 穩(wěn)定性要就，特同時還應(yīng)保證墻身具有足夠的強度，使選擇設(shè)計斷面滿足經(jīng)濟合理的要 求 。墻身結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容包括： ① 選取控制計算情況及控制截面，進行荷載和內(nèi)力計算 。 第一節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計控制計算情況及控制截面的選擇 一、控制計算情況的選擇 水工擋土墻多在不同控制計算情況下運用，不同計算情況下的穩(wěn)定性不同，擋土墻各部分的構(gòu)建也不同。 在擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)選擇對控制截面受內(nèi)力最大的荷載組合作為計算情況。 二、控制截面的選擇 對重力式和整體形半重力式擋土墻，通常沿墻高選兩三個截面受內(nèi)力和強度檢算，對衡重式擋土墻通常對上墻底面水平截面和斜截面進行內(nèi)力和強度檢算。對扶壁式擋土墻采用替代荷載條法計算時，立墻取第三段水平截條和跨中取取豎向截條進行內(nèi)力、強度檢算或配筋計算，對踵板末端截條進行內(nèi)力、強度檢算和配筋計算，對前趾板根部截面進行內(nèi)力、強度檢算或配筋計算。 第二節(jié) 擋土墻的建筑材料與受力性質(zhì) 擋土墻的建筑材料主要有漿砌石、混凝土、少筋混凝土和鋼筋混凝土四種。 重力式和橫重式擋土墻按偏心受壓構(gòu)件驗算其截面強度，整體式半重力式擋土墻立墻墻身結(jié)構(gòu)也屬于偏心受壓構(gòu)件，按偏心受壓構(gòu)件驗算截面強度，在拉應(yīng)力超過混凝土 21 拉應(yīng)力部位配置少量鋼筋，一般屬于少筋混凝土結(jié)構(gòu)。扶壁式擋土墻的扶壁在水平方向和垂直方向分別受墻面板和底板的拉力作用，因此扶壁在這兩個方向?qū)儆谑芾瓨?gòu)件，按軸心受拉構(gòu)件驗算其截面強度和配筋。 1.、矩形截面的配筋計算 矩形截面的配筋計算按以下步驟進行。 h —— 矩形截面高度； a —— 保護層厚度。 （ 3）按下公式計算 ? 。 （ 4）按以下公式計算所需鋼筋截面面積 gA 。實際采用的鋼筋面積等于或大于計算所需的鋼筋面積；如若小于計算所需的面積，則相差不超過 5%。 T 形截面的配筋計算按以下步驟進行。 第一種情況：中和軸位于翼緣內(nèi) ??a ，受壓區(qū)高度 39。因中和軸以下的受拉混凝土不起作用，符合此種情況時，應(yīng)滿足下公式。39。0()2ii i w hKM b h R h ?≤ （ 44） 所以此種 T 形梁截面與寬度為 39。ib 的矩形截面計算，而不按梁肋寬 b 計算配筋。第一種情況的配筋計算步驟完全與寬度為 39。 第二種情況，中和軸位于粱肋內(nèi) ??b ，受壓區(qū)高度 39。受壓區(qū)為 T 形。 23 39。39。gA所組成的彎矩 39。 第二種情況配筋按 以 下步驟進行： （ 1）按下式計算翼緣兩側(cè)的抵抗彎矩。39。200 .8 ( ) ( )2ig i i w hM b b h R h? ? ? （ 46） （ 2）按下公式計算 2gA 22 39。 0gA Wbh? （ 4）計算鋼筋總面積 gA 12g g gA A A?? （ 411） 二、受拉構(gòu)件的配筋計算 扶壁式擋土墻扶壁在水平向?qū)⑹苊鎵Φ睦ψ饔?；在豎向?qū)⑹荃喟逑蛳碌睦ψ饔?，其受拉鋼筋可按軸心受拉構(gòu)件進行配置，所需鋼筋面積 gA 按下式計算。 第四節(jié) 裂縫開展寬度驗算 擋土墻中的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，一般允許裂縫發(fā)生，但要求限制裂縫開展寬度。 max maxffgg????≤ （ 413） 式中：maxfg—— 在基本荷載組合作用下計算得出的最大裂縫寬度； maxfg????—— 最大裂縫寬度的允許值； 二、裂縫開展寬度的驗算 矩形截面受彎構(gòu)件最大裂縫開展寬度按下式計算 0 4m a x 2 ( 0 . 7 1 0 )g fgg R lE?? ??? ? ? （ 414） 1(6 )fl f KN??? （ 415） 21 fgRRfNA?? （ 416） 式中： fl —— 平均裂縫間距（以 cm計算） ? —— 裂縫間距縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，當(dāng) ?? 時，取 ?? ；對直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，取 ?? 1f ， 2f —— 計算系數(shù)，受彎構(gòu)件： 1 ? ， 2 ? ； g? —— 適用荷載作用下的縱向受拉鋼筋應(yīng)力，按式g gMA AZ?計算； Z—— 縱向受拉鋼筋合力點至受壓混凝土合力點間的距離，受彎構(gòu)件 Z=（ ? ） 0h ； ? —— 縱向鋼筋配筋率，對受彎構(gòu)件0bhAg?? ； fR —— 混凝土抗裂設(shè)計強度； 25 v—— 與縱向鋼筋表面形狀有關(guān)的系數(shù)； 螺紋鋼筋， ?? 光面鋼筋， ?? 冷拔低碳鋼筋， ?? 0A —— 鋼筋的初始應(yīng)力。 T 形截面受彎構(gòu)件最大裂縫寬度按下式計算 0 4m a x 2 ( 0 . 7 1 0 )g fgg R lE?? ??? ? ? （ 417） 11[ 0 .0 6 (1 2 0 .4 ) ]f dl A l l KN? ? ? ? （ 418） 39。39。1 ()iib b hl bh??，其中 39。ih 分別為受壓區(qū)翼緣寬度及高度； 0gAN bh? ， b為截面肋寬。 第五節(jié) 鋼筋混凝土擋土墻的配筋率與截面選擇 對于懸臂式 、扶壁式等輕型鋼筋混凝土擋土墻，設(shè)計斷面的配筋率不能低于表 41中的最低配筋率 min? 表 41 筋混凝土構(gòu)件縱向受力鋼筋最小配筋率（ %） 26 項次 分 類 混凝土標(biāo)號 ≤ 200 250～ 400 500～ 600