1、1 1 设计依据 （1） 三峡库区高切坡防护工程地质勘察与初步设计技术工作要求 （长江水利委员会长江勘测设计研究院，2005.3） ，以下简称技术 要求 ； （2） 湖北省三峡库区滑坡防治地质勘察与治理工程技术规定 （湖 北省三峡库区地质灾害防治工程领导小组办公室，2003.12） ； （3） 建筑边坡工程技术规范 （GB503302002） ； （4） 建筑地基基础设计规范 （GB500072002） ； （5） 挡土墙 （04J008 ） （中国建筑标准设计研究院出版， 2004.8.15） ； （6） 砌体结构设计规范 （GB500032001） ； （7） 室外排水设计规范 （GBJ1
2、487） 。 2 防治工程安全等级及设计安全系数 据技术要求表 4-2，确定工程安全等级为三级。计算方法采 用技术要求6.4.2 推荐的折线滑动法，设计安全系数按表 6-1 取 1.25。 3 设计工况和荷载组合 按技术要求6.2 节规定，取设计工况为最不利工况，即墙前 后填土处于饱水状态。考虑荷载主要为墙体自重、填土作用于墙背 上的土压力、基底反力和基底摩擦力，三峡库区地震基本烈度为 6 2 度，边坡防护工程设计可不考虑地震荷载。填土压力按库仑主动土 压力计算。墙后填土取饱和容重，填土强度参数取饱和状态总应力 强度指标。其中土压力取墙背后主动土压力和该墙体背后覆盖层的 剩余下滑力两者中较大值
3、。 4 典型剖面稳定性评价 该段切坡典型剖面为 5-5剖面，剖面形态如下图 1：0213023Js27543sn420530el+dQ6高 程 (m)42506高 程 (m)F1 6m1469公 路8qzhm 图 1 5 剩余推力及主动土压力计算 5-1 剩余推力的计算 挡土墙的剩余推力采用技术要求中 6.4.2 节中的公式进行计 算： 3 iiiiiiiiiiiiii PKUQWLcQWP 1tansoossniiiiii tanco11 式中： 垂直荷载，包括土条自重和其上部的建筑荷载。其中，i 自重可将其分为两部分，地下水位以上用湿容重计算，设为 ；地1iW 下水位以下用饱和容重计算，设
4、为 。其它垂直荷载，设为 。假2iWiP 设自重的作用线通过条块宽度的中心线； 水平荷载，包括水平孔隙水压力和其它水平荷载，向剪切iQ 面的出口方向为正； 剪切面上的孔隙水压力的合力，与剪切面正交；iU 剪切面抗剪强度（有效应力指标） ；、c 土条底面长度；iL 土条底面倾角；i 设计安全系数；K 剩余推力。iP 经计算，5-5剩余推力曲线如图 2 所示，其剩余推力为 24.8Kn。 4 0 10 20 30 40 50 60 70 17 14 10.87.45 4.3 1.88 1.08 0 m 剩余 下滑 力( Kn) k=1.176 k=1.25 图 2 5-5剖面剩余推力曲线 5-2
5、主动土压力的计算 挡土墙的主动土压力采用建筑边坡工程技术规范 （GB50330 2002）中的库仑土压力公式计算： aaKHF25.0 其中主动土压力系数： 222coscosini1coscos aK 式中： 墙后填土的重度（KN/m3） ； 填土内摩擦角（度） ； 地震角（度） ；措施设防 =0，7 度设防 =1.5； 墙背与填土之间摩擦角（度） ； 墙后边坡角（度） ； 挡土墙墙背与铅垂线的夹角（度） 。 经计算， 。所以采用剩余推力作为挡土墙的设KnFa1.23 5 计推力。 6 挡土墙设计 挡土墙的计算模型如下： H0bdh1:m3:2a土土L 图 3 挡土墙计算模型 6-1 主要设
6、计参数 墙后填土的内摩擦角 的确定：按挡土墙 （04J008）p13 表 C-1 确定填料内摩擦角 ；挡土墙墙后填料采用粘性土含量 50 40，碎石含量占 5060的碎石土。挡土墙计算内摩擦角根据该 路段采料场地勘察报告取值，采用 =30 挡土墙墙背与填土之间摩擦角 的确定：按挡土墙 （04J008） ， 根据工程挡土墙墙背粗糙状况及填土排水条件，墙背与墙背填料摩 擦角 取 = =15。5.0 6 挡土墙基底对地基的摩擦系数 的确定：按挡土墙 （04J008）表 D-1 确定基底摩擦系数 。根据碎石填土的密实度、 充填物状况及风化程度确定该摩擦系数采用 =0.5。H 挡墙墙背高度，取 5m；
7、挡土墙墙背与铅垂线间的夹角，对直立式挡墙为 0； 墙后填土边坡坡角，取 0； 地震角，本次设计取 0； 墙后填土的天然重度： =20KN/m3； 填土饱和重度： =23KN/m3； 浆砌石的重度： =23KN/m3； 6-2 材料型号及构造设计 根据挡土墙 （04J008）表 7.1 中的各类型挡土墙的修建材料， 采用 M7.5 级水泥砂浆砌筑墙身和基础，毛石强度等级为 MU30，毛 石的掺入量不大于总体积的 30%。墙背填料根据附近土源，尽量选 用抗剪强度高和透水性强的砾石或砂土，当选用粘性土作填料时， 宜掺入适量的砂砾或碎石；不得选用膨胀土、淤泥质土、耕植土作 填料。 按砌体结构设计规范
8、（GB500032001）查表得墙体的各项 强度参数： 抗压强度设计值：690kP； 抗拉强度设计值：70 kP； 抗剪强度设计值：190 kP； 抗弯强度设计值：110 kP。 7 修正后的持力层地基承载力设计值：700kP。 6-3 设计挡土墙的截面尺寸 根据该路段挡墙设计荷载及挡墙设计高度（H）确定其截面尺 寸。包括：墙顶宽度 a、墙底水平宽度 b、墙趾高 h、墙趾宽 d、挡 墙墙面倾斜度 m1、挡墙墙背倾斜度 m2 及挡墙基底倾斜度 mp。 表 1 挡土墙拟定截面尺寸 墙高(m) 项目 5 墙顶宽度 b(m) 1.5 墙底水平宽度 B(m) 1.8 墙趾高 h(m) 0.8 墙趾宽 d
9、(m) 0.5 挡墙墙面倾斜度 1:0.58 挡墙墙背倾斜度 1:0.58 挡墙基底倾斜度 0.2:1 挡墙后边坡坡比 1：0.58 6-4 结构及承载力的校核 1、抗滑验算 根据建筑边坡工程技术规范 （GB503302002） ，挡土墙抗 滑安全系数应符合下列要求： 8 3.1)(tatnsGEK0cosnit 式中： 挡墙每延米自重（KN/m） ；G 每延米主动岩土压力合力（KN/m） ；aE 挡墙基底倾角（度） ；0 挡墙墙背倾角（度） ； 岩土对挡墙墙背摩擦角（度） 。 岩土对挡墙基底的摩擦系数，宜由试验确定。 代入数据得，滑移力= 12.106(kN) 抗滑力= 32.962(kN)
10、 抗滑稳定性系数：Kc =2.723 1.300，满足抗滑移要求。 2、抗倾覆验算 抗倾覆安全系数应符合下列要求： 6.10faxzEGKsincoaztgbxfzf 式中： 挡墙每延米自重（KN/m） ；GaE 每延米主动岩土压力合力（KN/m） ；z 岩土压力作用点至墙踵的高度（m） ；0x 挡墙中心至墙趾的水平距离（m） ； 9 b基底的水平投影宽度（m） 。 倾覆力矩= 62.000(kNm)，抗倾覆力矩= 116.251(kNm)。 倾覆验算满足: K0 = 1.875 1.500。 6-5 排水孔设计 挡土墙上设排水孔。根据室外排水设计规范 （GBJ1487） ， 沿墙高 2m，墙
11、长 3m 设一个排水孔，排水孔坡降 6%。每个排水孔 对应的墙后设置卵石堆囊（1m1m1m） 。 挡土墙深入基岩 1m。挡土墙前墙脚处设置截水沟。 7 加固后边坡稳定性验算 0 10 20 30 40 50 60 70 17.04 13.97 10.84 7.45 4.3 1.88 1.08 0 m 剩余 下滑 力( Kn) 治 理 后 k=1.25 图 3 5-5剖面治理前与治理后剩余推力曲线 由图 3 可知，设置挡土墙后，边坡剩余推力又回到零点，所以当 土墙设计满足要求。 10 目 录 1 设计依据 .1 2 防治工程安全等级及设计安全系数 .1 3 设计工况和荷载组合 .1 4 典型剖面稳定性评价 .2 5 剩余推力及主动土压力计算 .2 5-1 剩余推力的计算 2 5-2 主动土压力的计算 4 6 挡土墙设计 .4 6-1 主要设计参数 5 6-3 设计挡土墙的截面尺寸 6 6-4 结构及承载力的校核 7 6-5 排水孔设计 9 7 加固后边坡稳定性验算 .9
