本設計注意事項是經(jīng)多年收集整理而成，宗旨是借鑒質(zhì)量管理工作中，單位在制定持續(xù)改進的措施時，其中有兩種措施，一種是制定糾正措施，就是已知發(fā)生了問題后，采取措施（制定制度、召開會議等），保證今后不再發(fā)生；另一種是制定預防措施，就是本單位雖然沒有發(fā)生此類問題，但預估今后會發(fā)生，或其他單位已有發(fā)生，在本單位采取措施（制定制度、召開會議等），保證今后不再發(fā)生。希望能起到糾正和預防在塊石擋土墻設計中要發(fā)生的問題，起到一個拋磚引玉的作用。

 

圬工建筑設計3080及附屬構造物常用材料最低強度等級見表:

 

 

注：河道、駁岸屬浸水擋土墻的浸水部分，材料最低強度為：水泥砂漿M10，石料MU40。（故砂漿標號設計為M7.5的，應改為M10）。

圬工擋土墻的設計使用年限，強制性條文規(guī)定一定要寫的，一般為30年，當主體為中橋、重要小橋時，應隨主體工程的設計適用年限50年。另外，其所用材料、構造措施同時要符合設計使用年限的要求。如：素混凝土滿足一般環(huán)境時，不低于C15；配筋混凝土一般環(huán)境100年為C30、50年為C25、30年為C25；還有保護層厚度、表面裂縫計算寬度限值、φ6鋼筋的使用條件限制、預應力混凝土最低不低于C40、預應力鋼筋不得小于5mm等等。

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抗震設防。H≥6m的高檔墻，應按所在地的地震烈度7度進行抗震設防。

 

擋土墻高度大于1m，應設欄桿。欄桿高度及強度應符合規(guī)范要求。

 

 

墻底摩檫系數(shù)。用于滑移穩(wěn)定驗算。一定要根據(jù)巖土工程勘察報告所給出的該層土的摩檫系數(shù)驗算。無試驗資料時，參見相關資料《公路路基手冊》592頁表3-3-2：

 

 

注：有的自己定，用到0.5，實際不會有的，工程地質(zhì)報告提供的數(shù)據(jù)看土質(zhì)情況一般只有0.3、0.25、0.2，弄不好，擋土墻滑移，要出工程事故。

擋土墻設計用手算（包括自編軟件）時，缺三項必算指標，應改用標準軟件計算：

 

重力式擋土墻計算的要求

 

 

注：①表中所列指標，不適用于地震區(qū)擋土墻。

      ②荷載組合Ⅲ[見《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTJ021-89)]時，KC和K0均為          1.3，作用于截面上的合力偏心距為e1≤0.3B1。

      ③B和B1為基底和截面寬度。

      ④堅硬巖質(zhì)地基上的偏心距e，可考慮放寬至e≤0.25B。

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應沿墻高和墻長設置泄水孔，其間距宜為2.0～3.0m。浸水擋土墻宜為1.0～1.5m，上下交錯布置并應設置向墻外傾斜3%～5%的孔底坡度。折線墻背可能積水處，也應設置泄水孔。擋土墻最下排泄水孔的底部應高出地面0.30m，若為浸水擋土墻，應設于常水位以上0.30m。泄水孔的進水側應設反濾層，厚度應不小于0.3m。在最下排泄水孔的底部，應設置隔水層。當墻背填料位非滲水性土時，應在最底排泄水孔至墻頂以下0.5m的高度區(qū)間內(nèi)，填筑不小于0.3～0.5m厚的砂、礫石豎向反濾層，反濾層的頂部以0.30～0.50m厚的不滲水材料封閉。

 

擋土墻背后填土至壓頂頂面時，壓頂下的塊石墻寬度50cm，不能作為擋土墻頂寬來計算，如面坡為1:0.1，背坡為1:0.4，則擋土墻計算頂寬，只能為40cm，應根據(jù)所采用的面坡、背坡來確定，不然計算尺寸大于施工尺寸，設計不安全

 

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圖注擋土墻面坡傾斜度10:1、背坡傾斜度3:1、墻底傾斜度1:10，不符合《道路工程制圖標準》（GB 50162-92）,應改為1:0.1、1:0.33及習慣注法0.1:1。

 

擋土墻立面圖（縱斷面圖）上，應示出巖土工程柱狀地質(zhì)剖面圖，便于設計、校核、審核、施工的查對。

 

計算書封面應有設計人/日期、校核人/日期、審核人/日期的簽署，并保存歸檔。

基礎剛性角。擋土墻采用剛性基礎時，基礎底部的擴展部分不應超過材料的剛性角。

 

對于混凝土基礎，剛性角不應大于40°；

 

對于片石、塊石、粗料石砌體基礎，當用M5以上砂漿砌筑時，剛性角不應大于35°，當用M5及低于M5砂漿砌筑時，剛性角不應大于30°。

 

注：

 

①剛性角不應大于40°時，Δh≥1.19Δb，即Δb=42cm，Δh=50cm; Δb=30cm，Δh=36cm;

 Δb=35cm，Δh=42cm;

②剛性角不應大于35°時，Δh≥1.43Δb，即Δb=35cm，Δh=50cm; Δb=30cm，Δh=45cm;

③剛性角不應大于30°時，Δh≥1.73Δb，即Δb=30cm，Δh=52cm; Δb=35cm，Δh=60cm。

 

另摘錄《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB 50007-2002）表8.1.2 :

 

 

注：漿砌塊石基礎剛性角為35°，Δh≥1.43Δb，臺階寬30cm時，臺階高為50cm，不能臺階寬50cm，臺階高50cm。

 

構筑物（擋土墻、墻基、橋臺等）當基礎下采用10cm～20cm碎石墊層時，改用10cm～20cmC15～C20水泥混凝土墊層。

 

理由：

 

1）碎石墊層的作用：

當處理軟弱地基，它可以起到擴散應力的作用，同時可以起到排水的作用，可以加速下部土層的固結和沉降。

不是處理軟弱地基，特別是沒有排水系統(tǒng)時，這是一個積水的地方，地基會被泡軟，所以一般地基就不采用了，碎石墊層還有一個問題，其檢測壓實度，很難做。有時碎石墊層給帶水作業(yè)創(chuàng)造條件，碎石一下，一找平即可搞下一步作業(yè)。同樣素砼墊層可以起到擴散應力的作用，同時還有其他作用，見后敘述；

 

2）砼墊層的作用：

①主要起平整放線和施工過程中對地基土的保護作用；

②起平衡整體承載作用；

③起穩(wěn)定層作用；

④（當上為鋼筋混凝土基礎時）給施工創(chuàng)造一個較好的工作面，便于鋼筋的綁扎和定位；

⑤（當上為鋼筋混凝土基礎時）主要是隔離土層和基礎承臺，起底模的作用；

⑥（當上為鋼筋混凝土基礎時）減少地下水對鋼筋混凝土的侵蝕作用，保護層可為40mm，否則無素混凝土墊層的底板鋼筋的保護層應當為70mm;

⑦質(zhì)量檢測手段成熟，不像碎石墊層壓實度不好測。

據(jù)了解，目前現(xiàn)行tag_1中已不再采用碎石墊層，而是采用素水泥混凝土墊層。

 

檔土墻設計填土計算內(nèi)磨察角：

 

 

 

擋土墻設計時，墻后應加不可預見的堆載。如臨時施工堆載、植樹、綠化、臨時人群……等因素的荷載，可分別不同情況，按：

①0.5m土高        則為900kg/㎡（有臨時堆載時）;

②0.22m土高       則為400 kg/㎡（有臨時人群荷載時）

③原來就布滿有外加荷載時，就不再加不可預見的堆載

 

 

 

臨河的擋土墻、駁岸設計時，應進行洪水位時的擋土墻浸水狀態(tài)的受力驗算，看抗滑移、抗傾覆等合格否。

 

沉降縫分段長度。H≤6m，分段長度≯15m；H＞6m, 分段長度≯10m;在基底標高或地基土質(zhì)出現(xiàn)較大差異處另設置變形縫；

 

地基土容許承載力，輸入時注明為修正后的地基土容許承載力，應按寬度及深度等因素進行修正后填入：[σ]=[σ0]+K1γ1(B-2)+K2γ2(h-3)

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墻背與墻后填土摩檫角。用于土壓力計算，影響土壓力大小及作用方向，取值由墻背粗糙程度和填料性質(zhì)及排水條件決定，無試驗資料時，參見相關資料《公路路基手冊》591頁，具體內(nèi)容如下:

 

墻背光滑、排水不良時：δ=0；

混凝土墻身時：δ=（0～1/2）；

一般情況、排水良好的石砌墻身：δ=（1/2～2/3）；

臺階形的石砌墻背、排水良好時：δ=2/3；

第二破裂面或假象墻背時：δ=。

 

基礎的埋置深度。

 

①當凍結深度小于或等于1.00m時，基底應在凍結線以下不下于0.25m，并應符合基礎最小埋至深度不小于1.00m的要求；

②受水流沖刷時，應按路基設計洪水頻率計算沖刷深度，基底置于局部沖刷線以下不小于1.0m；

③路塹式擋土墻的基礎頂面應低于路塹邊溝底面不小于0.5m;

④建筑在斜坡底面上的擋土墻，基礎前趾埋入底面的深度和距地表的水平距離，應符合表的規(guī)定：

 

 

⑤擋土墻采用傾斜基底時，其傾斜度應符合表的規(guī)定：

 

墻踵挑出問題。當墻踵挑出長度較小時，墻踵挑出不影響墻后土壓力的計算，只影響基底寬度及其底土壓力分析。另外，在計算墻體重量時，也需考慮這部分自重。因此，必需注意墻踵挑出長度不能太大，否則計算結果將不正確。（注：此時可按衡重式計算）；

22

 

圬工之間摩檫系數(shù)。用于擋墻截面驗算，反應圬工間的摩阻力大小。取值與圬工種類有關，一般采用0.4（主要組合）～0.5（附加組合）。

 

地基浮力系數(shù)。該參數(shù)只在公路行業(yè)《公路路基手冊》中有定義表格，其它行業(yè)可直接取1.0，具體《公路路基手冊》定義表格如下：

 

 

圬工材料抗力分項系數(shù)。按《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30-2004）,采用極限狀態(tài)法驗算擋土墻構件正截面強度的穩(wěn)定時用材料抗力分項系數(shù)，取值參見《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30-2004）表5.4.4-1:

 

地基土摩檫系數(shù)。用于傾斜基底時的抗滑移計算。參見《公路路基手冊》p593表3-3-3：

 

擋土墻的地面橫坡角度。取不產(chǎn)生土壓力的硬土地面。當擋土墻后有巖石時，地面橫坡角度通常為巖石的坡度，一般土壓力只考慮巖石以上的那部分土壓力，也可根據(jù)經(jīng)驗來給。如擋土墻后為土，地面橫坡角度一般根據(jù)經(jīng)驗來給，如無經(jīng)驗，可給0（土壓力最大）。

漿砌墻身的容重采用γw=23KN/m3，基礎底部未擾動土容重采用γ2=18KN/m3。

 

墻基沿縱向有斜坡時，基底縱坡不陡于5％，當縱坡陡于5％時，應將基底做成臺階式。

 

地基強度與偏心距驗算時，可選斜面長度作為基底寬或水平投影長度作為基底寬。當然其計算也不相同，用戶可根據(jù)自己的習慣選用。

 

31

 

基礎設計。擋土墻的破壞，大多數(shù)是由于基礎處理不當而引起的。因此，設計時應對基底條件作充分的調(diào)查(包括鉆孔、挖探)，再確定基礎類型和埋置深度。

 

⑴  基礎形式：絕大部分擋土墻，都直接修筑在天然地基上，為減小基底壓應力(同時也可增加傾覆的穩(wěn)定性)，在墻趾處伸出1～2臺階，以拓寬基底。墻趾臺階的寬度不得小于20cm，最大為30cm，臺階的高寬比，按漿砌片石的剛性角(35°)的要求確定：△h≥1.43△b，一般可采用3：2或2：1。當需要加寬很多時，為避免臺階過高，可采用鋼筋混凝土底板挑出墻趾。當?shù)鼗聻楸榆浫跬翆樱ㄈ缬倌噘|(zhì)土，雜填土等）時，可用砂礫、碎石、礦渣或灰土等質(zhì)量較好的材料換填，以擴散基底壓應力。也可采用加固地基的方法，如：采用水泥土攪拌樁等。

 

⑵ 埋置深度：

1.一般情況下，地表下不少于0.5m。

2.受沖刷時，應在沖刷線下。

3.冰凍線以下不少于0.25m。

4.常州駁岸底標(青島高程系統(tǒng))：

①大運河底-1.90，駁岸底一般-1.0～0.70

②關河等底-1.0，駁岸底一般-0.5～0.0

③不通航市河底0.0，駁岸底一般0.0～0.50

注：駁岸最小埋深，一般可取0.80m。

 

軟件中的附加力，指波浪沖擊力，凍脹壓力和冰壓力，溫度應力等。

傾斜基底時的滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc，不僅要作沿基底的抗滑穩(wěn)定性驗算，同時，還要驗算地基土沿墻踵平面的抗剪穩(wěn)定性驗算(注：軟件中有此功能)。

 

基底傾斜不宜過大，以免基底下和墻趾前的土體發(fā)生剪力破壞。通常，土質(zhì)地基的斜坡不陡于0.2:1(α0≤11°19′)。

 

地基土的內(nèi)摩擦系數(shù)

 

 

墻底截面強度驗算

 

 

公路行業(yè)檔土墻計算的荷載工況分為四種：計算荷載、驗算荷載、地震時計算荷載、地震時驗算荷載。

墻踵挑出問題

當墻踵挑出長度較小時，墻踵挑出不影響墻后土壓力的計算，只影響基底寬度與其底土壓力分布，另外，在計算墻體重量時，也需考慮這部分自重。因此，必需注意墻踵挑出長度不能太大，否則計算結果將不正確。(注：此時可按衡重式計算)。

 

38

 

軟件對除全部給定尺寸進行驗算計算外，還可進行自動設計：（一般不進行做）

 

⑴重力式擋土墻自動設計：

 ①墻頂寬(最小為0.5m)

 ②擴展臺階寬高。

 ③鋼筋混凝土底板的懸挑長度和厚度

 ④臺階式基礎的高度，階數(shù)、各階的寬高。

⑵衡重式擋土墻自動設計

①上墻背坡坡度

②衡重臺寬

③擴展臺階寬高

④鋼筋混凝土底板的懸挑長度和厚度

⑤臺階式基礎的高度，階數(shù)，各階的寬高。

 

墻后地面荷載的輸入，分計算荷載和驗算荷載，軟件可供直接選用，如計算荷載有：汽車－10級、汽車－15級、汽車－20級、汽車－超20級，以及用戶輸入計算荷載，驗算荷載有：履帶－50級、掛車－80級、掛車－100級、掛車－120級，以及用戶輸入驗算荷載。用戶輸入荷載按折算成填土高度輸入，人群4KN/m2，相當于0.22m填土高(按容重18KN/m3計，下同)，地面如有堆載10KN/m2，相當于0.56m填土高，地面如有堆載20KN/m2，相當于1.11m填土高，反之相當于0.50m填土高的地面截載為9KN/m2。

 

容許應力法與極限狀態(tài)設計方法比較

 

由于6WL的驗算方法不一樣，在容許應力設計方法中，σWL的驗算是選擇基頂界面；而在極限狀態(tài)設計方法中，是把墻看成偏心受壓構件，故引起截面尺寸和圬數(shù)量的偏大。所以國內(nèi)仍用容許應力法設計擋土墻。如在作下列驗算時軟件采用的是容許應力法：

 

⑴ 擋土墻的穩(wěn)定驗算；

⑵ 基底承載力及偏心距驗算；

⑶ 自重式、衡重式(及半重式、垂直預應力錨桿式擋墻)的墻身強度驗算。

 

在作下列驗算時系統(tǒng)采用極限狀態(tài)法：

 

⑴ 樁板式、錨桿式、錨定板式擋墻構件的正截面或斜截面的內(nèi)力配筋計算采用的是承載力極限狀態(tài)法；

⑵ 懸臂式、扶壁式擋墻構件的抗裂驗算采用的是正常使用極限狀態(tài)法。

 

系統(tǒng)采用的安全系數(shù)和抗震設計時的強度提高系數(shù)如下：

 

安全系數(shù)：

⑴ 滑動穩(wěn)定系數(shù)：一般情況取1.3。地震力參與時取1.1。

⑵ 傾覆穩(wěn)定系數(shù)：計算荷載取1.5，驗算荷載取1.3；地震力參與時取1.2。

⑶ 基底合力偏心距：土質(zhì)地基B/6，巖質(zhì)地基B/5，堅硬巖質(zhì)地基B/4；抗震設計時由用戶定義。

⑷ 截面合力偏心距：計算荷載取0.25B，驗算荷載取0.3B；抗震設計時取0.4B。

⑸ 加筋土擋土墻筋帶強度提高系數(shù)：計算荷載取1.0；驗算荷載取1.5；抗震設計取2.0。

⑹ 加筋土擋土墻整體滑動穩(wěn)定系數(shù)：一般情況取1.25；抗震設計時取1.1。

⑺ 加筋土擋土墻筋帶抗拔系數(shù)：計算荷載取2.0；驗算荷載取1.7；抗震設計取1.2。

 

抗震設計時的強度提高系數(shù)：

 

⑴ 截面強度提高系數(shù)(抗壓)：1.5；

⑵ 截面強度提高系數(shù)(抗拉)：1.5；

⑶ 截面強度提高系數(shù)(抗剪)：1.5。

⑷ 地基土承載力提高系數(shù)：由用戶定義。

 

軟件在驗算抗震擋土墻時，計算書計算結果，前半部分為一般情況的計算結果，后半部分為抗震計算結果；在驗算浸水抗震擋土墻時，前半部分為浸水計算結果，后半部分為浸水抗震的計算結果。

 

輸入?yún)?shù)時，遵循如下順序；擋土墻的類型選擇(擋土墻的環(huán)境條件：浸水、地震)→擋土墻的基礎參數(shù)→其它參數(shù)。

 

采用鋼混凝土底板基礎時，軟件做以下驗算：懸挑部分剪應力驗算、主拉應力驗算、凸榫寬度檢算、并計算所需鋼面積。(注：均是參考鐵路工程設計技術手冊《路基》第二十三章第四節(jié)所述，材料強度取值與公路工程有所不用，難于填正確，故采用時需鄭重，建議另外由手工計算來確定為好)。

 

其余如錨樁基礎等也是參考鐵路工程設計技術手冊《路基》第二十三章第四節(jié)所述，使用時請注意！

 

圬土砌體的容許應力

 

1. 圬土砌體的容許軸心承壓應力[σa](MPa)

 

 

注：干砌的容許應力為表中2.5號砂漿砌體的容許應力的一半。

 

2..圬土砌體的容許直接剪應力[σi]、拉應力[σL]及彎曲拉應力[σWL](MPa)。

 

43

車輛荷載換算

 

作用在填料上的車輛荷載，可近似地按均勻分布荷載考慮。計算時，把荷載換算成容重與墻后填料相同的均布土層。換算方法很多，介紹兩種：

 

⑴ 公路橋涵設計規(guī)范中的方法(軟件中公路工程計算采用此法)。

⑵ 按車帶寬均攤的方法

 

 

注1：式中[ ]內(nèi)數(shù)值，大于墻身分段長度時均取分段長度。條狀均勻土層在擋土墻橫向的分布為：

 

汽車荷載：對于路肩墻，可以從墻頂內(nèi)側邊緣開始;對于路堤墻，則離開路基邊緣0.5m處開始。

 

驗算荷載：從距墻頂內(nèi)側邊緣1.0m(路肩墻)或距路基邊緣1.0m(路堤墻)處開始。

 

注2：車輛荷載換算為條狀均布土層，其厚度h0為：

 

 

式中L＝L0＋(H+2a)tg30°

若計算得的L大于墻的分段長度時，取分段長。