岸邊仰斜式擋土墻的計算分析研究

□馬 超 馮永忠

岸邊仰斜式擋土墻的計算分析研究

□馬 超 馮永忠

岸邊仰斜式擋土墻較一般重力式擋土墻而言，可以采用較大的邊坡系數(shù)，能解決河道治理等工程中開口寬限制的問題。

岸邊仰斜式；重力式；擋土墻

仰斜式擋土墻屬于重力式擋土墻的一種，但與一般的重力式擋土墻還是有區(qū)別的。一般重力式擋土墻的前墻面為直立（邊坡系數(shù)m=0），墻背面為俯斜式；仰斜式擋土墻，前墻面和墻背面均為仰斜式（邊坡系數(shù)m＞0）。一般重力式擋土墻較仰斜式擋土墻應(yīng)用更為廣泛，所以大多數(shù)設(shè)計人員對一般重力式擋土墻的計算比較熟悉，但對仰斜式擋土墻的計算卻很陌生。

1.擋土墻概況

墻底以上墻高4.0m，墻底垂直嵌入渠底以下0.5m，墻身總高H=4.5m，墻身外邊坡1∶0.7，墻頂寬0.65m，墻底寬1.2m，墻身全部采用M7.5漿砌石。墻前及墻后均無水。地基為密實的砂壤土，基底與地基之間的摩擦系數(shù)采用0.37。墻后回填砂壤土，內(nèi)摩擦角采用30°。墻后回填土與墻背間的外摩擦角采用25°。墻頂填土面為水平。砂壤土的容重為18KN/m3，漿砌石容重為22 KN/m3。該工程建筑物級別為3級。

2.計算方法及過程

重力式擋土墻均符合庫侖理論的假設(shè)條件，故本實例采用庫侖土壓力的計算公式。

2.1 主動土壓力系數(shù)計算

土壓力水平分力系數(shù)：cos（ε+）=cos(-29.36+25)=0.9971

土壓力豎向分力系數(shù)：sin（ε+）=sin(-29.36+25)=0.07602

2.2 抗滑穩(wěn)定驗算

土壓力及自重力的計算見表1。

抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為：

3級建筑物的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的允許值為1.2，所以計算抗滑安全系數(shù)滿足要求。

2.3 抗傾穩(wěn)定驗算

水平力、豎向力對前趾力矩計算見表2。

G1重心位置：

3級建筑物的抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)的允許值為1.5，所以計算抗傾安全系數(shù)滿足要求。

2.4 地基應(yīng)力驗算

偏心距：

最大最小應(yīng)力：

表1

表2

3.結(jié)論

岸邊仰斜式擋土墻的地基應(yīng)力出現(xiàn)負值，偏心距小于-B/6=-0.2，需進行應(yīng)力重分配，分配后墻趾處壓應(yīng)力應(yīng)為0，但墻踵處壓應(yīng)力現(xiàn)有公式仍不能滿足計算要求。偏心距大于-B/2說明基地合力偏心距作用于墻踵之外，墻有向后傾的趨勢，此時出現(xiàn)“墻壓土”，產(chǎn)生被動土壓力作用于墻背。墻背側(cè)壓應(yīng)力及基地應(yīng)力將發(fā)生相應(yīng)的變化和調(diào)整，此時已不屬于主動土壓力狀態(tài)，可不必再驗算墻踵的基地壓應(yīng)力?！皦和痢焙螅弧皵D出”的土體對墻體形成反壓，故可適當提高墻踵處的地基允許承載力。□

2016-09-05

馬 超，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院，工程師。

馮永忠，男，漢族，邯鄲縣水利局，工程師。