懸臂式擋土墻穩定性計算

馬金菊

（上海千年城市規劃工程設計股份有限公司，上海市 221008）

1 設計參數

（1）墻身實際尺寸（見圖1）

圖1 擋土墻立面圖（單位：mm）

擋墻墻高H=6.4 m，底寬B=7.4 m，擋土墻背與豎直面的夾角α=7°。

（2）物理參數

填土容重γ1=18 kN/m，混凝土容重γ2=25 kN/m，土的內摩擦角φ=20°，墻背與填土間的摩擦角δ=10°，基底摩擦系數f=0.4，修正后地基土容許承載力σ=152 kPa。

（3）設計荷載

汽車：公路—Ⅱ級，人群：5.0 kN/m2。

（4）穩定系數

抗傾覆穩定系數k0≥1.5，抗滑動穩定系數kc≥1.3。

2 土壓力計算

利用《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60-2004）公式4.2.3-6計算擋土墻后的主動土壓力。

（1）破壞棱體破裂面與豎直線間夾角θ的正切值

（2）擋土墻后填土的破壞棱體長度l0l0=tanθ×H=0.732×6.4=4.685（m）

（3）汽車荷載等代土層厚度h

（4）作用在擋土墻后的土壓力

（5）主動土壓力著力點

3 穩定性驗算

3.1 豎向力合力及所有外力對驗算截面的彎矩

（1）土壓力對驗算截面的彎矩

M1=-E·C=-220.38×2.314=-509.912（kN·m）

（2）擋墻自重對驗算截面重心的彎矩

擋墻面積如圖1所示，分成了8塊，面積分別為：

D1=2×0.2=0.4（m2）

D2=0.5×0.22×2=0.22（m2）

D3=0.4×5.9=2.36（m2）

D4=0.5×0.5×4.3=1.075（m2）

D5=1.6×0.5=0.8（m2）

D6=0.5×2×1.6=1.6（m2）

（3）土的自重對驗算截面重心的彎矩

擋墻背后土的面積如圖1所示，分成4塊，面積分別為：

T1=0.5×0.5×4.3=1.075（m2）

T2=2×4.3=8.6（m2）

T3=2×5.9=11.8（m2）

T4=0.5×1.6×2=1.6（m2）

汽車等代土層厚度的面積：

T5=h·l0=0.652×4.688=3.056（m2）

（4）人群荷載對驗算截面重心的彎矩

M4=-2×2.4×5=-24（kN·m）

（5）欄桿對驗算截面重心的彎矩

M5=-3.2×10=-32（kN·m）

所有外力對驗算截面重心的彎矩

M=M1+M2+M3+M4+M5=104.833 kN·m豎向力合力

P=25·（D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8）+18·（T1+T2+T3+T4+T5+）+10+12=749.975（kN）

3.2 驗算抗傾覆穩定系數

滿足抗傾覆要求。

3.3 驗算抗滑動穩定系數

滿足抗滑動要求。

3.4 驗算基底應力

滿足基底應力要求。

4 結論

通過對此擋土墻穩定性及基底應力驗算，說明此擋土墻設計比較合理，滿足工程實際要求；同時此類型的擋土墻都可以運用此公式和思路來驗算。

[1]JTG D63-2007，公路橋涵地基與基礎設計規范[S].

[2]JTG D60-2004，公路橋涵設計通用規范[S].