挡土墙抗滑凸榫设计

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1、2016年O1月第01期城市道桥与防洪道路交通29挡土墙抗滑凸榫设计王洪波(悉地(苏州)勘察设计顾问有限公司，江苏苏州215123)摘要：结合工程实际，研究挡土墙抗滑凸榫的工作原理及工程设计。利用凸榫的被动土压力有效抵挡挡土墙的滑动力，同时由于凸榫对地基的嵌固作用，一定程度上提高地基抗倾覆力。通过对比分析，可以得知凸榫设计构造简单，抗滑效果好，经济效果佳等特点。关键词：挡土墙；凸榫；抗滑稳定；被动土压力中图分类号：U417．1l文献标志码：B文章编号：1009—7716(2016)01—0029—030引言随着城

2、市建设的发展，空间交通、道路景观要求已成为一个重要的发展方向，空间交通的构筑中道路结构体系要求渐高。滨河道路、空间道路无一不涉及到道路支挡结构，挡土墙是重要的支挡结构之一。在荷载作用下，挡土墙的设计一般要求满足抗倾覆、抗滑移、墙身强度、地基承载力几个方面的要求。城市建设中挡土墙受空间制约、墙前b．一墙前位移墙后位移——●无法设置支撑结构，墙后荷载多样化，挡土墙的滑动稳定常常成为挡墙结构断面的主要控制条件。图1土压力与位移关系曲线增加挡墙的抗滑稳定性，采用凸榫是一种非常有如图l所示，在相同的位移时，所需的被动土效的

3、抗滑措施。压力e。要大于主动土压力e。主动土压力极限状凸榫设计在挡土墙设计中一直没有引起足够的态一般较易达到，而达到被动土压力极限状态则重视，对凸榫设计理论不是很清晰，在凸榫设计中往需要较大的土体位移。往存在种种偏差，不能很好地利用凸榫的特性。故表1和表2分别给出了《力口拿大基础工程手册》和对挡土墙凸榫的工作原理与设计要点进行详解。《欧洲岩土设计规范Eurocode7)(BSEN1997—1：2004)达到极限土压力所需的墙体变位。由表中可以看1凸榫的抗滑原理出，达到被动土压力极限值所需的位移一般而言凸榫是挡土墙

4、在基础底面设置的一个与底板较达到主动土压力极限所需的位移要大很多，前连成整体的榫状凸体。利用凸榫前土体的被动土者可达后者的15—50倍。压力，增加挡土墙抗滑稳定性。挡土墙凸榫如能利用好榫前的被动土压力，大量的模型实验、原型观测和理论研究表明，可以有效减少滑动位移，将是非常有效的一种抗相同条件下，被动土压力大于静止土压力，静止土滑措施。压力大于主动土压力，且产生被动土压力的位移2凸榫的设计大于产生主动土压力所需的位移，见图1。即ep>e~e，相应的介于e和e。之间的土压力称为位2．1凸榫的布置范围移主动土压力，用e

5、(6)表示Ⅲ。为使榫前被动土压力能够完全形成，墙背主动土压力不致因设置凸榫而增大，必须将整个凸收稿日期：2015—09—22榫置于过墙趾与水平成45。一角线及通过墙踵与作者简介：王洪波(1968一)，女，河南安阳人，高级工程师，从事道路设计工作。水平成角线所包围的三角形范围内【，见图2。30道路交通城市道桥与防洪2016年01月第01期表1发挥主动土压力所需的位移(根据《加拿大基础工程手册》)式中：B为挡土墙底板宽；为加凸榫前挡土墙计极限状态墙体位移模式土类寸算抗滑稳定系数：E为作用于挡土墙全部水平荷载之和；为为

6、挡土墙底面与地基土问的摩擦系吨口U·J数；为为墙趾处基底压应力(见图2)；为防滑l凸榫底面处地基土的内摩擦角。I松散砂土0．5主动状态由此可以得知，凸榫的设计需放置在T作区硬粘土1才能避免不必要的损失。

7、软粘土22．2凸榫高度的确定挡土墙未设置凸榫前，抗滑力主要由基底摩密实砂土2—郦擦力承担。松散砂土6在图2中基底设凸榫后，挡土墙抵滑动稳定被动状态主要由三部分组成。Br和BT2的基底抗滑摩擦力硬粘土2及凸榫前被动土压力。。BT1在榫前只有被动土}压力，无摩擦阻力。软粘土4砂土地基或中小型工程粘性土地基在未加榫表2

8、发挥主动土压力所需的位移(根据《欧洲岩土设计规范前的挡土墙抗滑稳定验算：Eurocode7》)K∑G／(4)式中：K为计算抗滑稳定安全系数；∑G为作用于挡土墙基底全部竖向荷载之和；E为作用于挡土墙全部水平荷载之和；为挡土墙底面与地基土问的磨擦系数。这时抗滑力∑G=KE。[K]为加凸榫后的抗滑稳定系数，加凸榫后抗滑力为[K]E，抗滑力增加值为：丁—∑G={卜k}E(5)加凸榫后挡土墙基底摩擦阻力的抗滑力：TI=1(cr2+)(B—BT1(6)凸榫承担的抗滑力为：=TI=[K]E一Tl(7)凸榫的抗滑力由榫前被动土压

9、力承担：=o(8)11p=—(l+2)tan(45。+})(9)厶厶由此可得：1[K】E一}(3+2)(一Br，12_———————————————一(10)【】p式中：[K]规范规定的抗滑稳定安全系数，一般规定不小于1．3。图2凸榫基础。、、，分别为墙趾、墙踵及凸榫前缘处基底凸榫位置、高度和宽度必须符合下列要求：压应力；。为凸榫前的被动土压应力，按式(9)计(1)~h,