關于重力式擋土墻抗傾覆穩定性驗算的研究

孫建邦

（重慶交通大學土木工程學院， 重慶 400074）

關于重力式擋土墻抗傾覆穩定性驗算的研究

孫建邦

（重慶交通大學土木工程學院， 重慶 400074）

《建筑地基基礎設計規范》中有關重力式擋土墻抗傾覆穩定性驗算是在假定擋土墻在墻址處發生傾覆失穩，而實際上，擋土墻發生傾覆的力矩中心處于墻址與墻自重重心鉛垂線之間的基底上，且不會超過該范圍。因此，基于上述規范存在的不足，同時考慮地基承載力和主動土壓力分項系數的雙重影響，結合《擋土墻（重力式 衡重式 懸臂式）》相關擋土墻設計規范和前人的相關研究，本文得出重力式擋土墻抗傾覆穩定性驗算的修正公式，為擋土墻的設計提供一定的實用依據。

重力式擋土墻；抗傾覆穩定性；地基承載力；主動土壓力分項系數

0 .引言

擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩的構造物，主要包括重力式、衡重式和懸臂式3種。

擋土墻設計時，除了需要進行承載力計算，還應進行抗滑移和抗傾覆穩定性驗算。由于在實際工程中擋土墻發生滑移失穩的實例很少見，反而發生傾覆失穩的現象時常出現，因此，進行擋土墻抗傾覆穩定性驗算是十分有實用意義的。本文僅對重力式擋土墻的抗傾覆穩定性驗算進行研究。

1 .《規范》中的基本公式

《建筑地基基礎設計規范》[1]

1）主動土壓力Eα

圖1.1 擋土墻受力分析圖

其中：Eα---主動土壓力（kN）；φα---主動土壓力增大系數，擋土墻高度小于5m時宜取1.0，高度5-8m時宜取1.1，高度大于8m時宜取1.2；γ---填土的重度（kPa）；h---擋土結構的高度（m）；φ---主動土壓力系數，按確定, φ為內摩擦角。

2）抗傾覆安全系數K1

其中：z---土壓力作用點與墻鍾的高度（m）；X0---擋土墻重心與墻趾的水平距離（m）；b---基底的水平投影寬度（m）。

其他相關參數如圖1.1擋土墻受力分析圖所示。

2 .《規范》中的不足

《建筑地基基礎設計規范》中有關重力式擋土墻抗傾覆穩定性驗算是假定擋土墻在墻址處發生傾覆失穩。

實際上，擋土墻發生傾覆的力矩中心位于墻趾與墻自重重心鉛垂線之間的基底上，且不會超出該范圍，因此運用上述規范進行抗傾覆安全系數計算存在不足之處[2]。

2.1 未考慮地基承載力的影響

地基承載力的修正計算[3]

根據《擋土墻（重力式 衡重式 懸臂式）》（04J008）的E.1給出了擋土墻承載力的如下修正公式：

其中：fαk---地基承載力特征值（kPa）；=fα---修正后的地基承載力特征值（kPa）；γ---基底面以下土的重度（kN/m3）；γm--基底面以上土的重度（kN/m3）；Bd---基礎底面寬度（m）；d---基礎埋置深度（m）；---地基承載力修正系數，見《擋土墻（重力式 衡重式 懸臂式）》地基承載力修正系數表E.1，由于篇幅原因，筆者在這里就不一一例舉出來。

2.2 未考慮主動土壓力分項系數的影響

對不同高度，不同重要性的擋土墻，其安全等級是不同的。

根據擋土墻的重要性等級不同，I、II、III級可依次取擋土墻主動土壓力分項系數γE為1.40、1.25、1.10。

3 結論

通過本文的研究，得到以下主要結論：

1）《建筑地基基礎設計規范》中擋土墻的抗傾覆安全系數計算的假定條件存在不足，實際的擋土墻發生的傾覆力矩中心不在墻趾處，而是位于墻趾與墻自重重心鉛垂線之間的基底上，且不會超過該范圍。

2）重力式擋土墻抗傾覆穩定分析時，不僅應該考慮地基承載力的影響，而且還應考慮主動土壓力分項系數的影響。

3）通過分析地基承載力和主動土壓力分項系數對重力式擋土墻的雙重影響，得出了計算重力式擋土墻抗傾覆安全系數的修正公式，給實際事例中擋土墻的設計提供了一定的實用依據。

[1] GB 50007-2011《建筑地基基礎設計規范》[S]，北京：中國建筑工業出版社，2011，65-69

[2] 黃太華，饒英明和譚萍，關于擋土墻的地基承載力驗算及抗傾覆穩定性驗算方法的探討[J],巖土工程技術，2003（6）

TU471.4

：A

1007-6344（2017）08-0276-01

孫建邦(1994–)，男，碩士研究生，主要從事道路結構與材料方面的工作。