擋土墻裂縫原因分析及處理方案

1、擋土墻裂縫原因分析及處理方案IZI目錄1 工程概述2 出現(xiàn)裂縫的擋土墻地段原設計簡述3 出現(xiàn)裂縫的擋土墻地段施工情況4 墻體裂縫產(chǎn)生原因分析5 擋墻現(xiàn)狀穩(wěn)定性分析6 修復及監(jiān)測方案7 相關計算1 工程概述在日常巡檢中，發(fā)現(xiàn)擋土墻局部墻體塊石間勾縫砂漿開裂、脫落，出現(xiàn)縱向裂縫等現(xiàn)象。1.1擋土墻變形現(xiàn)狀1）縱向裂縫此類裂縫壓頂面縱向裂開，長6.3m,最大寬度70mm,深度預計不大于3m。2）混凝土壓頂橫向裂縫此類裂縫橫向貫穿壓頂面，長1.5-2m，最大寬度3mm，深度即為混凝土壓頂厚度。3）局部砌體間裂縫此類裂縫位于混凝土壓頂縱向裂縫東西端部壓頂面下部區(qū)域，擋土墻砌體之間開裂，長0.3-1m，最

2、大寬度20-40mm。4）混凝土壓頂面與下部砌體間裂縫此類裂縫位于混凝土壓頂縱、橫向裂縫之間的區(qū)域，出現(xiàn)一條，壓頂面與其下部砌體之間脫離開裂，長10m，最大寬度17mm，深度未知。1.2參考的資料1）項目巖土工程勘測報告；2）項目冷卻塔地段補勘報告；3）項目邊坡設計報告及圖紙；4）建筑邊坡工程技術規(guī)范（GB50330-2013）；5）砌體工程施工質量驗收規(guī)范（GB50203-2011）；6）水工擋土墻設計規(guī)范SL379-2007；7）擋土墻的沉降觀測資料；8）項目相關的擋土墻施工照片、驗槽、驗收記錄；9）國家及地方關于安全生產(chǎn)和環(huán)境保護等方面的法律法規(guī)。2 出現(xiàn)裂縫的擋土墻地段原設計簡述2.1

3、 總的原則與要求（1）設計原則1）本工程擋土墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)取1.35，抗傾覆安全系數(shù)取1.50。2）采用重力式擋土墻，墻面坡率統(tǒng)一為1:0.25。3）墻體背后要求設置反濾層和濾水堆囊，墻體中設置泄水孔等排水設施。4）所有墻腳處均應設置截、排水設施，局部地段墻頂（廠內(nèi)道路側）亦應設置截、排水設施，與廠區(qū)內(nèi)截、排水系統(tǒng)銜接。5）滿足施工技術要求，盡量降低施工難度。（2）設計方案1）重力式擋墻采用M7.5的砂漿和Mu30塊石（毛石）砌筑，墻面坡率為1:0.25。2）擋土墻墻體放線由外側墻腳線控制，墻體基礎放線由外側基礎線控制。3）基礎必須坐落在第（4-1）層硬塑粉質粘土、（6-1）層強風化泥質砂

4、巖或（6-2）層中等風化泥質砂巖中。土質地基中基礎埋置深度不宜小于0.5m，巖石地基中基礎埋置深度不宜小于0.3m。如局部地段素填土較厚或地基土力學性質較差，需對其進行超挖、回填毛石混凝土處理。4）每隔15.0m設置一道沉降縫，在地基巖（土）性變化處、墻腳高度突變處和與其它建（構）筑物連接處應設沉降縫。沉降縫及變形縫寬度為2-3cm，縫內(nèi)沿墻的內(nèi)、外、頂三邊填塞瀝青麻筋和涂瀝青木板或其它彈性防水材料，塞入深度不宜小于15cm。（3）擋土墻總平面布置圖說明在擋土墻施工過程中及施工完畢之后，多次調整廠區(qū)布置，要求添加或調整多道擋土墻布置。3 出現(xiàn)裂縫的擋土墻地段施工情況擋土墻施工時，以下幾個方面未

5、按設計要求施工：1）未完全按照設計要求在墻背側設置反濾層，大部分排水管進水口端沒有按設計要求設置濾水堆囊。反濾層和濾水堆囊的設置在設計文件和圖紙中有明確說明，但施工單位未按設計要求施工，將直接導致墻體背側填土堵塞排水管，使排水管不能發(fā)揮作用。降水分布于回填土中形成滯水，增大墻體水壓，造成墻體變形。2）擋土墻墻后回填土體未按設計要求進行夯實。設計中明確提出：D7擋土墻背側的冷卻塔地段的填土較厚，在該段擋土墻施工之前需對該段墻背側土體進行夯實處理，夯實之后方能進行墻體施工，夯實范圍為該段墻體至墻背側10m寬的區(qū)域。但根據(jù)現(xiàn)場人員反應，該段擋土墻并未對墻后10m寬度范圍內(nèi)的回填土體進行夯實處理。這就

6、造成墻后的回填土密實度達不到設計要求，在降雨情況下會發(fā)生沉降，尤其是墻體背側土體的沉降直接會帶動墻體產(chǎn)生縱向的張拉裂縫。3）墻前排水溝施工不及時。在擋土墻排水溝設計時，考慮到墻頂內(nèi)側、墻腳外側均為站內(nèi)道路，而道路兩側總圖專業(yè)布置有排水系統(tǒng)，但擋土墻施工時及竣工后并未見到該排水系統(tǒng)施工。4）沉降縫未按設計要求施工。設計文件中明確提出：擋土墻每隔15.0m設置一道沉降縫，在地基巖（土）性變化處、墻腳高度突變處和與其它建（構）筑物連接處應設沉降縫，沉降縫應該完全切斷墻體和基礎垂直設置。如不按設計要求設置沉降縫，由于地基土的不完全均勻，容易使得墻體產(chǎn)生不均勻沉降，造成墻體開裂。現(xiàn)場沉降縫并未按照設計布

7、設，沉降縫僅在墻體外表面設置，并未完全切斷墻體，且并未垂直布設，起不到應有的作用。5）擋土墻施工時沒有任何施工記錄。無法判斷墻體采用的塊石、砂漿等材料的強度等級是否滿足設計要求；無法判斷墻體基礎持力層是否滿足設計要求；無法判斷施工單位是否嚴格按照設計所提工程量進行足量施工等。4 墻體裂縫產(chǎn)生原因分析對擋土墻墻體裂縫產(chǎn)生原因進行了深入分析。墻體背后的填土松散，填方區(qū)填土還未來得及進行壓實，表面還未來得及做排水措施，由于填土松散且沒有完善的排水措施，雨水只能沿著松散土體下滲，在局部地段形成滯水，在墻背形成水壓，造成墻身有微小變形。另外在擋土墻體墻體施工過程中存在砂漿飽滿度不夠、塊石的連接、沉降縫的

8、設置等未按規(guī)范要求實施的問題。4.1 塊石間勾縫砂漿開裂、脫落原因分析混凝土壓頂橫向裂縫、局部砌體間裂縫和混凝土壓頂面與下部砌體間裂縫是由以下原因造成的。1）擋土墻設計要求每15m設置一道沉降縫，而施工單位未按照圖紙正確預留沉降縫，輕微的不均勻沉降或強烈的溫度變化很容易造成這些裂縫的產(chǎn)生。此外由于施工質量及砂漿不飽滿也可能是造成這些細微裂縫的原因。對于擋土墻而言，重點關注的是整體穩(wěn)定、抗傾覆、抗滑穩(wěn)定性，對于細微裂縫只要采取措施恢復，可確保擋墻穩(wěn)定。2）在汛期，雨水通過砂墊層，順著原已安裝完成的循環(huán)水管底部排放至擋土墻恢復段，可能會浸泡基礎，降低地基土的抗剪強度，也可能形成滯水，引起墻體變形。

9、3）墻體中排水管排水不暢通。通過調查，其主要原因在于墻體排水未完全按設計要求施工，設計有墻體排水管和墻后反濾層與濾水堆囊，但施工時未規(guī)范設置，造成墻后粘性土在排水管中淤積，以致排水管堵塞。墻體不排水，使得降水在墻背側匯集，這必然增大了墻體所受的水土壓力，是造成墻體局部開裂的原因。4）通過調查，墻頂處及墻體后側局部范圍內(nèi)存在堆載現(xiàn)象,在墻體后側堆載相當于增大了墻體所受的水平壓力。依據(jù)總圖豎向標高圖，擋土墻頂部和場平終平標高相同，擋土墻設計計算時考慮墻頂內(nèi)側道路通車時的瞬時荷載，但并未考慮施工期間長時間在墻頂堆載，墻體所受到的土壓力比設計時考慮的大，這也是墻體局部開裂的原因。4.2 擋土墻破除地段

10、縱向裂縫原因分析1）管道埋置后覆蓋管道的土體壓實度不夠，使得回填的土體在降水后沉降嚴重，在負摩阻力影響下致使墻體頂部拉裂、墻體上半部分向墻背側開裂。1血松散填土厚度按照5m計算，其負摩阻力系數(shù)Z可取0.3,則作用在墻背單位面積上的負n摩阻力q二Zo=0.3*0.5*19*5=14.25kN。如果施工質量控制不到位，砂漿不飽滿或質量存在Sn缺陷的情況下，該荷載會從缺陷地段將墻體沿縱向拉裂。2）在施工時對墻體寬度收縮過快（未按設計墻體寬度施工），以致于繼續(xù)砌筑到設計墻高時發(fā)現(xiàn)墻頂寬度達不到設計要求，之后又在墻背處對墻體進行擴寬（見圖4.2），使得表面上看起來墻頂寬度為設計寬度。按照圖4.2，墻體將

11、形成上下寬、中間窄，墻背有凹陷，且新增的墻體直接坐落在松散的填土之上，墻背側上部分漿砌塊石由于重力作用會下沉，導致墻體產(chǎn)生縱向張拉裂縫。墻戦度未達瞅計L_毛石混凝土基砒-飛!7一圖4.2砌筑時墻體寬度收縮過快5擋墻現(xiàn)狀穩(wěn)定性分析5.1定量分析根據(jù)本工程巖土工程勘測報告中各巖、土層試驗數(shù)據(jù)，計算采用表4.3中巖土體的物理、力學指標。本場地地震烈度為6度，穩(wěn)定驗算時可不考慮地震。選取高度為8.3m的擋土墻斷面進行了兩種工況下的穩(wěn)定性驗算，驗算工況見表4.4,驗算結果見表4.5。擋土墻穩(wěn)定性驗算書見附件。表4.3驗算參數(shù)巖土層名稱狀態(tài)、密度或風化程度天然重度飽和重度天然狀態(tài)飽和狀態(tài)粘聚力內(nèi)摩擦角粘聚

12、力內(nèi)摩擦角(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(°)(kPa)(°)回填土1921325215泥質砂巖強風化20253055注：設計驗算中，將硬塑粘性土層或強風化泥質砂巖作為基礎持力層，在其埋藏較深地段采用C15毛石混凝土超挖換填處理。表4.4驗算工況工況類型工況一一般情況下（墻后填土不積水、含水量正常）的墻體穩(wěn)定性驗算工況二墻體中排水管正常排水（墻后填土不積水），墻后填土完全飽和情況下的墻體穩(wěn)定性驗算表4.5驗算結果工況類型工況一整體穩(wěn)定驗算滿足：最小安全系數(shù)=3.275>1.350；抗傾覆驗算滿足：K0=6.532>1.500；滑移穩(wěn)定驗算滿足：Kc=4.

13、057>1.350；地基土層水平向滑移穩(wěn)定驗算滿足：Kc2=2.170>1.350。工況二整體穩(wěn)定驗算滿足：最小安全系數(shù)=2.833>1.350；抗傾覆驗算滿足：K0=3.039>1.500；滑移穩(wěn)定驗算滿足：Kc=1.401>1.350；地基土層水平向滑移穩(wěn)定驗算不滿足：Kc2=1.018<1.350o（Kc2臨界狀態(tài)）計算結果顯示：1）在一般情況下，墻體的抗傾覆、抗滑移、整體穩(wěn)定等均滿足規(guī)范要求。2）在墻后填土完全飽和情況下，墻體中排水管正常排水而未造成墻后分布有水位時，墻體的整體穩(wěn)定、抗傾覆驗算可滿足規(guī)范要求，滑移穩(wěn)定驗算滿足規(guī)范要求，但地基土層水平向

14、滑移處于臨界狀態(tài)，不能滿足規(guī)范要求，在此情況下，地基土層存在水平向滑移的風險，尤其是在局部墻體基礎下部土體未按設計要求施工的地段。但是，由于墻后填土主要為黏土，如果有一定的夯實，密度達到設計要求，土體完全飽和的情況一般不可能出現(xiàn)。6修復及監(jiān)測方案6.1修復方案針對現(xiàn)場情況和上述原因分析，建議采用以下修復方案。1）對所有出現(xiàn)塊石間勾縫砂漿開裂、脫落，壓頂與塊石間出現(xiàn)脫落，壓頂出現(xiàn)的細微橫向裂縫盡快勾平縫補齊。2）對表層l-2m的回填土體進行夯實處理，確保雨水不大規(guī)模下滲。盡快設置排水明溝，保證墻背填土區(qū)域表層排水暢通。3）將擋土墻混凝土頂部出現(xiàn)縱向裂縫段的墻背土體重新挖開，開挖深度大于裂縫深度不

15、小于50cm。將開裂體從原墻體中破除，重新按照設計要求砌筑塊石，澆筑混凝土壓頂。在修復后將此段墻背土體重新分層回填壓實，壓實系數(shù)達到設計要求（不低于0.94）。4）在重新砌筑此段開裂墻體的同時，墻體背后應重新按照原設計要求設置反濾層和濾水堆囊，應確保此段墻體排水管排水通暢；其它地段堵塞的排水管用鋼釬等物體加以疏通。5）墻體頂部、背后8m寬度范圍內(nèi)禁止堆放各種建筑材料，現(xiàn)場已經(jīng)存在的建筑材料應盡快搬運至遠處。6）加強監(jiān)測與巡查。具體監(jiān)測方案見6.2內(nèi)容。監(jiān)測同時，應派專人對墻體的開裂情況進行定期巡查，每周觀察一次、記錄一次，主要觀察墻體已有裂縫是否擴展、是否有新的裂縫產(chǎn)生。如監(jiān)測變形位移有異常、

16、墻體裂縫繼續(xù)擴展應及時反饋信息。6.2監(jiān)測方案（1）監(jiān)測目的1）監(jiān)測填土區(qū)擋土墻變形，對變形發(fā)展趨勢作出預測；2）在整個工程施工過程中進行跟蹤監(jiān)測，超前預報，確保施工安全；3）監(jiān)測結果及時反饋設計、指導施工，有利于充分調整、補充、優(yōu)化設計方案；4）監(jiān)測治理效果。（2）監(jiān)測原則1）監(jiān)測范圍以墻后填土及墻體的變形特點為準，以監(jiān)測墻體變形和墻體的整體穩(wěn)定為主。2）儀器監(jiān)測和人工巡視檢查相結合，為邊坡穩(wěn)定和安全評價提供全面可靠的依據(jù)。3）監(jiān)測斷面的擬定和測點的選擇應少而精，并且有代表性；監(jiān)測內(nèi)容主要包括變形位移、施工安全和防治過程中的變形。4）監(jiān)測方法的選定和監(jiān)測儀器的選擇要考慮其能夠準確反映墻體變形

17、動態(tài)，監(jiān)測儀器應有足夠的測量精度、靈敏度及相應量程。5）監(jiān)測儀器的選擇應遵循以下原則： 儀器的可靠性和長期性； 具有足夠的測量精度、靈敏度及相應量程； 操作簡單、使用方便，不易損壞。（3）監(jiān)測工作布置監(jiān)測點應按照工程測量規(guī)范GB50026的有關規(guī)定設置，可采用GPS法和大地測量法，輔以電子水準儀進行水準測量，觀測分辨率不應低于1.00mm。位移監(jiān)測點布置：在擋土墻墻腳處及其對應的墻頂中心線處分別布置監(jiān)測點，二處上下的監(jiān)測點可視為一條監(jiān)測剖面，每條監(jiān)測剖面沿墻體縱向間隔80m分布，觀測墻體的沉降和水平位移，以分析判斷墻體的整體穩(wěn)定性。監(jiān)測基準點：站內(nèi)建（構）筑物施工放線使用的控制點。（4）監(jiān)測周

18、期監(jiān)測內(nèi)容主要為施工期間及竣工后期的地表位移監(jiān)測。在施工初期，監(jiān)測宜每周一次，雨季期間尤其是每次降雨之后應增加監(jiān)測頻數(shù)。擋土墻竣工后的監(jiān)測時間不宜少于2年，在擋土墻及相鄰建（構）筑物竣工兩年后連續(xù)三個月的監(jiān)測結果無變化，可終止監(jiān)測。如果監(jiān)測過程中，變形出現(xiàn)異常情況，應加強監(jiān)測次數(shù)，并向相關單位上報，以達到安全監(jiān)測的目的7相關計算擋土墻穩(wěn)定性驗算書工況一自然狀態(tài)下，墻后回填土體處于正常含水狀態(tài)，地下水位于正常埋藏狀態(tài)。衡重式擋土墻驗算執(zhí)行標準：通用計算項目：衡重式擋土墻1原始條件:墻身尺寸:墻身總高:8.300(m)上墻高:5.000(m)墻頂寬:1.500(m)臺寬:1.000(m)面坡傾斜坡

19、度:1:0.250上墻背坡傾斜坡度:1:0.000下墻背坡傾斜坡度:1:0.000采用1個擴展墻址臺階:墻趾臺階b2:0.500(m)墻趾臺階h2:0.750(m)墻趾臺階與墻面坡坡度相同墻底傾斜坡率:0.100:1下墻土壓力計算方法:力多邊形法物理參數(shù)：圬工砌體容重:23.000(kN/m3)圬工之間摩擦系數(shù):0.400地基土摩擦系數(shù):0.500墻身砌體容許壓應力:2000.000(kPa)墻身砌體容許剪應力:180.000(kPa)墻身砌體容許拉應力:150.000(kPa)墻身砌體容許彎曲拉應力:120.000(kPa)擋土墻類型:浸水地區(qū)擋土墻墻后填土內(nèi)摩擦角:25.000(度)墻后填

20、土粘聚力:3.000(kPa)墻后填土容重:19.000(kN/m3)墻背與墻后填土摩擦角:16.000(度)地基土容重:20.000(kN/m3)地基土浮容重:10.000(kN/m3)修正后地基承載力特征值:260.000(kPa)地基承載力特征值提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.200墻踵值提高系數(shù):1.300平均值提高系數(shù):1.000墻底摩擦系數(shù):0.550地基土類型:巖石地基地基土內(nèi)摩擦角:55.000(度)地基土粘聚力:30.000(kPa)墻后填土浮容重:9.000(kN/m3)地基浮力系數(shù):0.500土壓力計算方法:庫侖坡線土柱:坡面線段數(shù):1折線序號水平投影長(m)豎向投影長(m

21、)換算土柱數(shù)115.0000.0000坡面起始距墻頂距離:1.000(m)地面橫坡角度:0.000(度)填土對橫坡面的摩擦角:17.000(度)墻頂標高:0.000(m)擋墻內(nèi)側常年水位標高:-10.000(m)擋墻外側常年水位標高:-10.000(m)計算參數(shù):穩(wěn)定計算目標:自動搜索最危險滑裂面搜索時的圓心步長:1.000(m)搜索時的半徑步長:1.000(m)筋帶對穩(wěn)定的作用:筋帶力沿圓弧切線第1種情況:一般情況土壓力計算計算高度為&808(m)處的庫侖主動土壓力計算上墻土壓力按假想墻背計算得到:第1破裂角：33.318(度)Ea=56.417(kN)Ex=45.463(kN)Ey

22、=33.408(kN)作用點高度Zy=1.168(m)因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在計算下墻土壓力按力多邊形法計算得到:破裂角：36.054(度)Ea=127.911(kN)Ex=122.956(kN)Ey=35.257(kN)作用點高度Zy=1.699(m)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墻面坡側：-0.000.000.000.00墻背坡側：0.000.000.000.00墻底面：0.000.000.000.00衡重臺上填料重(包括超載)=38.000(kN)重心坐標(1.833,-3.667)(相對于墻面坡上角點)墻身截面積=26.024

23、(m2)重量=598.553(kN)地下水作用力及合力作用點坐標(相對于墻面坡上角點)(一) 滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù)=0.550采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性,計算過程如下:基底傾斜角度=5.711(度)Wn=633.394(kN)En=85.082(kN)Wt=63.339(kN)Et=160.750(kN)滑移力=97.411(kN)抗滑力=395.162(kN)滑移驗算滿足:Kc=4.057>1.350地基土層水平向:滑移力=168.418(kN)抗滑力=365.487(kN)地基土層水平向:滑移驗算滿足:Kc2=2.170>1.350(二)傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾,墻身重

24、力的力臂Zw=2.966(m)相對于墻趾，上墻Ey的力臂相對于墻趾，上墻Ex的力臂相對于墻趾,下墻Ey的力臂相對于墻趾,下墻Ex的力臂Zx=4.841(m)Zy=4.468(m)Zx3=5.075(m)Zy3=1.192(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=349.648(kN-m)抗傾覆力矩=2283.728(kN-m)傾覆驗算滿足:K0=6.532>1.500(三) 地基應力及偏心距驗算基礎類型為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應力取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載力和偏心距作用于基礎底的總豎向力=718.476(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=1934.080(kN-m)基礎底面寬度

25、B=5.100(m)偏心距e=-0.142(m)基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離Zn=2.692(m)基底壓應力：趾部=117.376踵部=164.362(kPa)最大應力與最小應力之比=117.376/164.362=0.714作用于基底的合力偏心距驗算滿足：e=-0.142<=0.250*5.100=1.275(m)墻趾處地基承載力驗算滿足：壓應力=117.376<=312.000(kPa)墻踵處地基承載力驗算滿足：壓應力=164.362<=338.000(kPa)地基平均承載力驗算滿足：壓應力=140.869<=260.000(kPa)(四) 基礎強度驗算基礎

26、為天然地基，不作強度驗算(五) 上墻截面強度驗算上墻重力上墻墻背處的上墻墻背處的Ws=244.375(kN)Ex=45.463(kN)Ey=0.000(kN)相對于上墻墻趾，上墻重力的力臂Zw=1.657(m)相對于上墻墻趾，上墻Ex的力臂Zy=1.168(m)相對于上墻墻趾，上墻Ey的力臂Zx=2.750(m)容許應力法:法向應力檢算:相對于上墻墻趾，合力作用力臂Zn=1.440(m)截面寬度B=2.750(m)偏心距e1=-0.065(m)截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.065<=0.300*2.750=0.825(m)截面上壓應力：面坡=76.348背坡=101.380(kPa)

27、壓應力驗算滿足:計算值=101.380<=2000.000(kPa)切向應力檢算：剪應力驗算滿足：計算值=-19.014<=180.000(kPa)斜截面剪應力檢算斜剪應力驗算滿足：計算值=32.336<=180.000(kPa)(六) 墻底截面強度驗算驗算截面以上，墻身截面積=24.736(m2)重量=568.934(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=2.945(m)地下水作用力及合力作用點坐標(相對于墻面坡上角點)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墻面坡側：-0.000.000.000.00墻背坡側：0.000.000.000.00容許應力法：

28、法向應力檢算：作用于截面總豎向力=675.598(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=1856.942(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=2.749(m)截面寬度B=5.075(m)偏心距e1=-0.211(m)截面上偏心距驗算滿足：e1=-0.211<=0.300*5.075=1.523(m)截面上壓應力：面坡=99.900背坡=166.345(kPa)壓應力驗算滿足：計算值=166.345<=2000.000(kPa)切向應力檢算：剪應力驗算滿足：計算值=-20.063<=180.000(kPa)(七) 臺頂截面強度驗算土壓力計算計算高度為7.550(m)處的庫

29、侖主動土壓力計算上墻土壓力按假想墻背計算得到：第1破裂角：33.318(度)Ea=56.417(kN)Ex=45.463(kN)Ey=33.408(kN)作用點高度Zy=1.168(m)因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在計算下墻土壓力按力多邊形法計算得到：破裂角：35.892(度)Ea=70.245(kN)Ex=67.523(kN)Ey=19.362(kN)作用點高度Zy=1.172(m)強度驗算驗算截面以上，墻身截面積=21.000(m2)重量=483.007(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=3.009(m)地下水作用力及合力作用點坐標(相對于

30、墻面坡上角點)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墻面坡側：-0.000.000.000.00墻背坡側：0.000.000.000.00容許應力法:法向應力檢算:作用于截面總豎向力=573.777(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=1238.147(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=2.158(m)截面寬度B=4.387(m)偏心距e1=0.036(m)截面上偏心距驗算滿足:e1=0.036<=0.300*4.387=1.316(m)截面上壓應力：面坡=137.189背坡=124.362(kPa)壓應力驗算滿足:計算值=137.189<=2000.000(k

31、Pa)切向應力檢算：剪應力驗算滿足：計算值=-26.558<=180.000(kPa)(八) 整體穩(wěn)定驗算最不利滑動面：圓心：(-2.07250,1.03750)半徑=10.86742(m)安全系數(shù)=3.275=538.877(kN)=1764.591(kN)=538.877(kN)=1764.591(kN)=0.000(kN)總的下滑力總的抗滑力土體部分下滑力土體部分抗滑力筋帶的抗滑力整體穩(wěn)定驗算滿足：最小安全系數(shù)=3.275>=1.350各組合最不利結果(一) 滑移驗算安全系數(shù)最不利為：組合1(一般情況)抗滑力=395.162(kN),滑移力=97.411(kN)?；乞炈銤M足

32、：Kc=4.057>1.350安全系數(shù)最不利為：組合1(一般情況)抗滑力=365.487(kN),滑移力=168.418(kN)。地基土層水平向：滑移驗算滿足：Kc2=2.170>1.350(二) 傾覆驗算安全系數(shù)最不利為：組合1(一般情況)抗傾覆力矩=2283.728(kN-M),傾覆力矩=349.648(kN-m)。傾覆驗算滿足：K0=6.532>1.500(三) 地基驗算作用于基底的合力偏心距驗算最不利為：組合1(一般情況)作用于基底的合力偏心距驗算滿足：e=0.142<=0.250*5.100=1.275(m)墻趾處地基承載力驗算最不利為：組合1(一般情況)墻趾

33、處地基承載力驗算滿足：壓應力=117.376<=312.000(kPa)墻踵處地基承載力驗算最不利為：組合1(一般情況)墻踵處地基承載力驗算滿足：壓應力=164.362<=338.000(kPa)地基平均承載力驗算最不利為：組合1（一般情況）地基平均承載力驗算滿足:壓應力=140.869<=260.000（kPa）（四）基礎驗算不做強度計算。（五）上墻截面強度驗算容許應力法:截面上偏心距驗算最不利為：組合1（一般情況）截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.065<=0.300*2.750=0.825（m）壓應力驗算最不利為：組合1（一般情況）壓應力驗算滿足:計算值=101.

34、380<=2000.000（kPa）拉應力驗算最不利為：組合1（一般情況）拉應力驗算滿足:計算值=0.000<=120.000（kPa）剪應力驗算最不利為:組合1（一般情況）剪應力驗算滿足:計算值=-19.014<=180.000（kPa）斜截面剪應力檢算最不利為:組合1（一般情況）斜剪應力驗算滿足:計算值=32.336<=180.000（kPa）（六）墻底截面強度驗算容許應力法:截面上偏心距驗算最不利為：組合1（一般情況）截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.211<=0.300*5.075=1.523（m）壓應力驗算最不利為：組合1（一般情況）壓應力驗算滿足:計算

35、值=166.345<=2000.000（kPa）拉應力驗算最不利為：組合1（一般情況）拉應力驗算滿足:計算值=0.000<=120.000（kPa）剪應力驗算最不利為:組合1（一般情況）剪應力驗算滿足:計算值=-20.063<=180.000（kPa）（七）臺頂截面強度驗算容許應力法:截面上偏心距驗算最不利為：組合1（一般情況）截面上偏心距驗算滿足:e1=0.036<=0.300*4.387=1.316（m）壓應力驗算最不利為：組合1（一般情況）壓應力驗算滿足:計算值=137.189<=2000.000（kPa）拉應力驗算最不利為：組合1（一般情況）拉應力驗算滿足

36、:計算值=0.000<=120.000（kPa）剪應力驗算最不利為:組合1（一般情況）剪應力驗算滿足:計算值=-26.558<=180.000（kPa）（七）整體穩(wěn)定驗算整體穩(wěn)定驗算最不利為：組合1（一般情況）整體穩(wěn)定驗算滿足:最小安全系數(shù)=3.275>=1.350工況二：墻背土體完全飽和，墻后無水位，地下水位位于正常埋藏狀態(tài)。衡重式擋土墻驗算執(zhí)行標準：通用計算項目：衡重式擋土墻1原始條件:墻身尺寸:墻身總高:8.300(m)上墻高:5.000(m)墻頂寬:1.500(m)臺寬:1.000(m)面坡傾斜坡度:1:0.250上墻背坡傾斜坡度:1:0.000下墻背坡傾斜坡度:1:

37、0.000采用1個擴展墻址臺階:墻趾臺階b2:0.500(m)墻趾臺階h2:0.750(m)墻趾臺階與墻面坡坡度相同墻底傾斜坡率:0.100:1下墻土壓力計算方法:力多邊形法物理參數(shù)：圬工砌體容重:23.000(kN/m3)圬工之間摩擦系數(shù):0.400地基土摩擦系數(shù):0.500墻身砌體容許壓應力:2000.000(kPa)墻身砌體容許剪應力:180.000(kPa)墻身砌體容許拉應力:150.000(kPa)墻身砌體容許彎曲拉應力:120.000(kPa)擋土墻類型:浸水地區(qū)擋土墻墻后填土內(nèi)摩擦角:11.000(度)墻后填土粘聚力:1.000(kPa)墻后填土容重:21.000(kN/m3)墻

38、背與墻后填土摩擦角:10.000(度)地基土容重:25.000(kN/m3)地基土浮容重:15.000(kN/m3)修正后地基承載力特征值:260.000(kPa)地基承載力特征值提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.200墻踵值提高系數(shù):1.300平均值提高系數(shù):1.000墻底摩擦系數(shù):0.550地基土類型:巖石地基地基土內(nèi)摩擦角:55.000(度)地基土粘聚力:30.000(kPa)墻后填土浮容重:11.000(kN/m3)地基浮力系數(shù):0.500土壓力計算方法:庫侖坡線土柱:坡面線段數(shù):1折線序號水平投影長(m)豎向投影長(m)換算土柱數(shù)115.0000.0000坡面起始距墻頂距離:1.000(

39、m)地面橫坡角度:0.000(度)填土對橫坡面的摩擦角:11.000(度)墻頂標高:0.000(m)擋墻內(nèi)側常年水位標高:-10.000(m)擋墻外側常年水位標高:-10.000(m)計算參數(shù):穩(wěn)定計算目標:自動搜索最危險滑裂面搜索時的圓心步長:1.000(m)搜索時的半徑步長:1.000(m)筋帶對穩(wěn)定的作用:筋帶力沿圓弧切線第1種情況:一般情況土壓力計算計算高度為&808(m)處的庫侖主動土壓力計算上墻土壓力按假想墻背計算得到:第1破裂角：42.930(度)Ea=109.658(kN)Ex=101.450(kN)Ey=41.628(kN)作用點高度Zy=1.295(m)因為俯斜墻背

40、，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在計算下墻土壓力按力多邊形法計算得到:破裂角：45.972(度)Ea=277.322(kN)Ex=273.109(kN)Ey=48.156(kN)作用點高度Zy=1.699(m)墻身截面積=26.024(m2)重量=598.553(kN)地下水作用力及合力作用點坐標(相對于墻面坡上角點)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墻面坡側：-0.000.000.000.00墻背坡側：0.000.000.000.00墻底面：0.000.000.000.00衡重臺上填料重(包括超載)=42.000(kN)重心坐標(1.833，-3.667)(

41、相對于墻面坡上角點)(一) 滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù)=0.550采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性,計算過程如下:基底傾斜角度=5.711(度)Wn=637.374(kN)En=126.609(kN)Wt=63.737(kN)Et=363.766(kN)滑移力=300.029(kN)抗滑力=420.191(kN)滑移驗算滿足:Kc=1.401>1.350地基土層水平向:滑移力=374.559(kN)抗滑力=381.266(kN)地基土層水平向:滑移驗算不滿足:Kc2=1.018<=1.350(二) 傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾,墻身重力的力臂Zw=2.966(m)相對于墻趾，上墻Ey的力臂

42、Zx=4.816(m)相對于墻趾，上墻Ex的力臂Zy=4.595(m)相對于墻趾，下墻Ey的力臂Zx3=5.075(m)相對于墻趾,下墻Ex的力臂Zy3=1.192(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=791.586(kN-m)抗傾覆力矩=2405.570(kN-m)傾覆驗算滿足:K0=3.039>1.500(三) 地基應力及偏心距驗算基礎類型為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應力取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載力和偏心距作用于基礎底的總豎向力=763.983(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=1613.984(kN-m)基礎底面寬度B=5.100(m)偏心距e=0.438(m)基礎底面合

43、力作用點距離基礎趾點的距離Zn=2.113(m)基底壓應力：趾部=226.896踵部=72.686(kPa)最大應力與最小應力之比=226.896/72.686=3.122作用于基底的合力偏心距驗算滿足：e=0.438<=0.250*5.100=1.275(m)墻趾處地基承載力驗算滿足：壓應力=226.896<=312.000(kPa)墻踵處地基承載力驗算滿足：壓應力=72.686<=338.000(kPa)地基平均承載力驗算滿足：壓應力=149.791<=260.000(kPa)(四) 基礎強度驗算基礎為天然地基，不作強度驗算(五) 上墻截面強度驗算上墻重力上墻墻背處

44、的上墻墻背處的Ws=244.375(kN)Ex=101.450(kN)Ey=0.000(kN)相對于上墻墻趾，上墻重力的力臂Zw=1.657(m)相對于上墻墻趾，上墻Ex的力臂Zy=1.295(m)相對于上墻墻趾，上墻Ey的力臂Zx=2.750(m)容許應力法:法向應力檢算:相對于上墻墻趾，合力作用力臂Zn=1.119(m)截面寬度B=2.750(m)偏心距el=0.256(m)截面上偏心距驗算滿足:e1=0.256<=0.300*2.750=0.825(m)截面上壓應力：面坡=138.434背坡=39.293(kPa)壓應力驗算滿足:計算值=l38.434<=2000.000(k

45、Pa)切向應力檢算：剪應力驗算滿足：計算值=1.345<=180.000(kPa)斜截面剪應力檢算斜剪應力驗算滿足：計算值=48.691<=180.000(kPa)(六) 墻底截面強度驗算驗算截面以上，墻身截面積=24.736(m2)重量=568.934(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=2.945(m)地下水作用力及合力作用點坐標(相對于墻面坡上角點)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墻面坡側：-0.000.000.000.00墻背坡側：0.000.000.000.00容許應力法：法向應力檢算：作用于截面總豎向力=700.718(kN)作用于墻趾下點的

46、總彎矩=1565.259(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=2.234(m)截面寬度B=5.075(m)偏心距e1=0.304(m)截面上偏心距驗算滿足：e1=0.304<=0.300*5.075=1.523(m)截面上壓應力：面坡=187.649背坡=88.496(kPa)壓應力驗算滿足：計算值=187.649<=2000.000(kPa)切向應力檢算：剪應力驗算滿足：計算值=18.576<=180.000(kPa)(七) 臺頂截面強度驗算土壓力計算計算高度為7.550(m)處的庫侖主動土壓力計算上墻土壓力按假想墻背計算得到：第1破裂角：42.930(度)E

47、a=109.658(kN)Ex=101.450(kN)Ey=41.628(kN)作用點高度Zy=1.295(m)因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在計算下墻土壓力按力多邊形法計算得到：破裂角：45.648(度)Ea=163.112(kN)Ex=160.634(kN)Ey=28.324(kN)作用點高度Zy=1.172(m)強度驗算驗算截面以上，墻身截面積=21.000(m2)重量=483.007(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=3.009(m)地下水作用力及合力作用點坐標(相對于墻面坡上角點)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墻面坡側：-0.000.000.000.00墻背坡側:0.000.000.000.00容許應力法:法向應力檢算:作用于截面總豎向力=594.959(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=995.270(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=1.673(m)截面寬度B=4.387(m)偏心距el=0.521(m)截面上偏心距驗算滿足:e1=0.521<=0.300*4.387=1.316(m)截面上壓應力：面坡=232.202背坡=39.005(kPa)壓應力驗算滿足:計算值=232.202<=2000.000(kPa)切向應力檢算：剪應力驗算滿足：計算值=5.493<=l80