設(shè)計(jì)規(guī)范(水工擋土墻)(SL379-2007)[1]

1、 水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范 1 總 則1.0.1 水工擋土墻主要是指附屬于水工建筑物的擋土建筑物。根據(jù)國(guó) 本條規(guī)定了本規(guī)范適用范圍為 13 級(jí)水工建筑物中的擋土墻以及獨(dú)立布置的 14 級(jí)水工擋 土墻設(shè)計(jì)，其適用范圍不受地區(qū)性和地基條件的限制；對(duì)于 4、5 級(jí)水工建筑物中的擋土墻以及獨(dú)立 布置的 5 級(jí)水工擋土墻設(shè)計(jì)，可參照本規(guī)范使用。這一規(guī)定，對(duì)于新建的水工擋土墻設(shè)計(jì)，或是水 工擋土墻擴(kuò)建設(shè)計(jì)，都是合適的。但是對(duì)于水工擋土墻的加固，有時(shí)需要采取相應(yīng)的工程措施才能 滿足要求。至于修建在濕陷性黃土、膨脹土等特殊土質(zhì)地基上的水工擋土墻地基處理設(shè)計(jì)，以及修 建在地震區(qū)或寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)的擋土墻設(shè)計(jì)，還應(yīng)符合國(guó)

2、家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。特別說(shuō)明，本規(guī) 范不適用于臨時(shí)性擋土墻設(shè)計(jì)。廣大工程技術(shù)人員在長(zhǎng)期的水利水電工程建設(shè)實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，推出了各種新型的擋 土墻結(jié)構(gòu)型式。為適應(yīng)水利水電工程建設(shè)發(fā)展的需要，一些有特殊要求的水工擋土墻或受力復(fù)雜的 組合式擋土結(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn)。對(duì)于這類非常規(guī)類型的擋土墻，其設(shè)計(jì)、施工都面臨新的情況，存在新 的問(wèn)題，因此要求在這類擋土墻設(shè)計(jì)中進(jìn)行專門研究。1.0.3 水工擋土墻設(shè)計(jì)所需要的各項(xiàng)基本資料主要包括工程所在地的氣象、水文、地形、地質(zhì)、試 驗(yàn)資料，以及工程施工條件、運(yùn)用要求等。氣象資料主要是指降雨、風(fēng)力、氣溫資料等；水文資料 主要是指水位、流量、潮汐、泥沙、冰情資料等；

3、地形資料主要是指兩岸資料等；地質(zhì)資料主要是 指工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地震烈度資料等；試驗(yàn)資料主要是指巖石試驗(yàn)、土工試驗(yàn)資料等；工程施 工條件主要是指材料來(lái)源、對(duì)外交通運(yùn)輸、施工機(jī)具設(shè)備、水電供應(yīng)條件等；運(yùn)用要求主要是指水 利水電工程擋水、泄洪或控制泄水，以及其它綜合利用的要求等。對(duì)于不同的擋土墻設(shè)計(jì)，所需的 各項(xiàng)基本資料要求是不同的，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的要求，搜集設(shè)計(jì)需要的各項(xiàng)基本資料。當(dāng)然，這 些基本資料并不是專門為擋土墻設(shè)計(jì)搜集的，而是在搜集所屬水利水電工程設(shè)計(jì)基本資料時(shí)一并進(jìn) 行，但要兼顧到擋土墻設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和要求。1.0.4 20 世紀(jì) 50 年代以來(lái)，隨著水利水電工程建設(shè)的不斷發(fā)展，各種新

4、結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料也 不斷地出現(xiàn)。但無(wú)論采用何種新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料，都應(yīng)滿足技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、 實(shí)用耐久、管理方便的要求。值得引起注意的是，我國(guó)沿海地區(qū) 20 世紀(jì) 50 年代末和 60 年代初修建 的一些水利水電工程，因歷史的原因而忽視耐久性的要求，后來(lái)陸續(xù)發(fā)生混凝土碳化、鋼筋銹蝕進(jìn) 而引起順筋裂縫等問(wèn)題，影響到工程的安全和使用壽命，因而不得不進(jìn)行加固處理，這是一個(gè)教訓(xùn)。 1.0.5 本規(guī)范中直接引用了國(guó)家和行業(yè)現(xiàn)行的部分標(biāo)準(zhǔn)，由于國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)體系尚在進(jìn)一步完善，一些 標(biāo)準(zhǔn)也正在修訂之中，因此，在使用中應(yīng)密切注意這些標(biāo)準(zhǔn)的最新版本，以確保這些標(biāo)準(zhǔn)使用的有 效性。1.0.6 本條

5、是現(xiàn)行水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定(SL 12002)規(guī)定引用的典型用語(yǔ)。除了 本規(guī)范直接引用的標(biāo)準(zhǔn)外，與本規(guī)范有關(guān)的現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還有：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 500092001)；巖土工程勘察規(guī)范(GB 500212001)；工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB 5021894)；泵站設(shè)計(jì)規(guī)范(GB/T 5026597)；堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 5028698)；灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 5028899)；中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(GB 183062001)；土的分類標(biāo)準(zhǔn)(GBJ 14590)；中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范(SL 552005)；水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(SL/T 19196)；

6、水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(SL 20397)；水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范(SL 21198)；水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范(SL 3032004)；水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范(DL 507797)；建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ 7991)；建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ 9494)等。 3 級(jí)別劃分與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 3.1 級(jí)別劃分 3.1.1 擋土墻是水工建筑物的一部分，由于水工建筑物都有擋水要求，若一旦失事，下游地區(qū)將遭 受巨大的損失，作為水工建筑物組成部分的岸墻、翼墻等主要擋土建筑物，與所屬水工建筑物的安 全密切相關(guān)。又由于所屬水工建筑物具有擋水、泄水、引水、抽水、排水、通航、發(fā)電，以及實(shí)現(xiàn) 河(渠)道與道

7、路或河(渠)道與河(渠)道立體交叉等不同功能，水工擋土墻為滿足所屬水工建筑物的這 些功能，除具有防止土體崩塌的作用外，往往還具有擋水、導(dǎo)水、側(cè)向防滲等多種作用。因此，水 工擋土墻設(shè)計(jì)級(jí)別也應(yīng)隨所屬水工建筑物的級(jí)別相應(yīng)確定。需要說(shuō)明的是，擋土墻作為水工建筑物的一部分，也有主要和次要之分。一般情況下，次要建 筑物中的擋土墻失事后一般不致直接危及主體建筑物的安全且便于修復(fù)時(shí)，其設(shè)計(jì)級(jí)別可相應(yīng)降低。 但是，處于水工建筑物防滲段范圍 現(xiàn)行的城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范(CJJ 5092)2.2.1 條規(guī)定，防洪建筑物級(jí)別根 據(jù)城市等別及其在工程中的作用和重要性劃分為四級(jí)，詳見(jiàn)表 1。 2、次要建筑物

8、系指失事后不致造成城市災(zāi)害或者造成經(jīng)濟(jì)損失不大的建筑物，例如丁壩、護(hù)坡、谷坊；3、臨時(shí)性建筑物系指防洪工程施工期間使用的建筑物，例如施工圍堰等。由表 2 可以看出，按照 CJJ 5092 規(guī)定的防洪建筑物級(jí)別，與國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定有差別。 一是按照城市等別只分為四等；二是四等城市的永久性次要建筑物為 4 級(jí)，而國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中 都規(guī)定為 5 級(jí)；高于國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這主要是考慮到城市防洪工程的重要性所確定的。為此， 本規(guī)范 3.1.2 條規(guī)定，城市防洪工程中水工擋土墻的級(jí)別，應(yīng)按 CJJ 5092 的規(guī)定確定。3.1.4 位于防洪(擋潮)堤上的水工建筑物，其重要性與防洪(擋潮)堤是一

9、樣的。有的防洪(擋潮)堤上 的水工建筑物即便規(guī)模不大，但一旦失事，其嚴(yán)重后果就象防洪(擋潮)堤的失事一樣，且較難修復(fù)， 因此防洪(擋潮)堤上的水工建筑物級(jí)別只能高于或至少等于防洪(擋潮)堤的級(jí)別，而絕對(duì)不能低于防 洪(擋潮)堤的級(jí)別。對(duì)于防洪(擋潮)堤上水工建筑物的擋土墻(岸墻、翼墻)，如果失事后將直接危及 該水工建筑物的安全，則擋土墻的設(shè)計(jì)級(jí)別應(yīng)與該水工建筑物的設(shè)計(jì)級(jí)別相同。與防洪(擋潮)堤交匯 的跨河建筑物，其重要性與防洪(擋潮)堤也是一樣的，而處于跨河建筑物防滲段范圍 對(duì)于 2、3 級(jí)水工擋土墻(如岸墻、翼墻等)，若失事后直接危及所屬水工建筑物的安全，經(jīng)論 證后可提高一個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)別。對(duì)采用

10、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少的新型擋土墻結(jié)構(gòu)，即使失事后不會(huì)直接危及所屬 水工建筑物的安全，為積累建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，避免較大損失，這類擋土墻經(jīng)論證也可提高一個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)別。 當(dāng)然，這些擋土墻的級(jí)別提高，除了進(jìn)行論證外仍需經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)。3.1.6 在水利水電樞紐工程中，當(dāng)擋土墻與兩個(gè)或兩個(gè)以上不同級(jí)別的水工建筑物相關(guān)聯(lián)時(shí)，可以 按照較高級(jí)別水工建筑物確定擋土墻的級(jí)別。如與 2 級(jí)建筑物和 3 級(jí)建筑物之間連接的擋土墻，可 以按照 2 級(jí)建筑物的擋土墻定級(jí)。當(dāng)然，仍應(yīng)按是否屬于主要或次要擋土墻進(jìn)行分析確定。3.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 3.2.1 水工擋土墻分為有擋水要求和無(wú)擋水要求兩類。除設(shè)計(jì)允許水流從墻頂漫溢的擋土墻外，其 他有擋

11、水要求的永久性擋土墻除了具有防止土體崩塌作用外，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和墻頂超高等都與洪水標(biāo) 準(zhǔn)相關(guān)。由于這類擋土墻與所屬的水工建筑物一起承擔(dān)著擋水的任務(wù)，因此其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與所 屬水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)一致。無(wú)擋水要求的永久性擋土墻，例如位于防洪水位以上的擋土墻，當(dāng) 然不作設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。位于水工建筑物上、下游河道內(nèi)的擋土墻，例如作為河道護(hù)岸的擋墻等，其洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與水工 建筑物上、下游河道的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)一致。位于擋洪建筑物上游的翼墻，屬于擋洪建筑物上游的一 部分，其洪水標(biāo)準(zhǔn)只能與所屬擋洪建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)相同，而絕對(duì)不能低于擋洪建筑物的設(shè)計(jì) 洪水標(biāo)準(zhǔn)。位于水工建筑物下游的翼墻，作為水工建筑物下游的

12、一部分，其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)亦應(yīng)與所 屬水工建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)相同，只是防洪水位值與上游的防洪水位值不一樣。如泄洪建筑物泄 洪時(shí)下游的洪水水位較高，但許多情況下泄洪建筑物下游消能防沖設(shè)施的安全性往往受始流條件控 制，而下游翼墻墻前水位的高低對(duì)其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定又有較大的影響，因此泄洪建筑物下游的翼墻還應(yīng) 考慮相應(yīng)于下游消能防沖設(shè)施設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可能出現(xiàn)的不利情況。 設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)往往決定了水工建筑物的規(guī)模和安全標(biāo)準(zhǔn)，擋土墻作為水工建筑物的重要組成部 分，其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與同級(jí)水工建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)一致。提高一個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)別時(shí)，其面臨洪水 的機(jī)率卻是與主體建筑物是一致的，因此即使按本規(guī)范 3.1.5 條的規(guī)定

13、提高一個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)別后，擋土墻 的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)仍應(yīng)與其同級(jí)水工建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)相一致。3.2.2 對(duì)于不允許水流從墻頂漫溢的水工擋土墻，兼有擋土和擋水的雙重任務(wù)，如水工建筑物上游 的翼墻，在所屬水工建筑物關(guān)閘擋水時(shí)，無(wú)論是在正常蓄水位或最高擋水位條件下，由于風(fēng)力作用， 墻前均會(huì)出現(xiàn)波浪(立波或破碎波波型)，因此翼墻的墻頂高程不應(yīng)低于正常蓄水位(或最高擋水位)加 波浪計(jì)算高度與相應(yīng)安全加高值之和。當(dāng)所屬水工建筑物系泄水建筑物，遇到設(shè)計(jì)洪水位(或校核洪 水位)必須開(kāi)閘泄水時(shí)，由于流速的影響，水面不會(huì)形成較高的波浪，至少不會(huì)形成立波波型，因此 翼墻的墻頂高程不應(yīng)低于設(shè)計(jì)洪水位(或校核洪水位)與相應(yīng)安

14、全加高值之和。本規(guī)范表 3.2.2 規(guī)定的水工擋土墻墻頂安全加高下限值與 SL2652001 的規(guī)定是對(duì)應(yīng)的，當(dāng)所屬 水工建筑物關(guān)門擋水時(shí)，計(jì)及波浪計(jì)算高度；開(kāi)閘泄洪時(shí)，不計(jì)波浪計(jì)算高度。為了不致使上游來(lái) 水(特別是洪水)漫過(guò)翼墻的墻頂，危及所屬水工建筑物的安全，上述擋水和泄水兩種情況下的安全保 證條件應(yīng)同時(shí)得到滿足。3.2.3 由于城市防洪工程的級(jí)別劃分與國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定不一致，因此，本規(guī)范規(guī)定，城市 防洪工程中的水工擋土墻，其墻頂?shù)陌踩痈咧?，?yīng)按現(xiàn)行的城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CJJ 5092 的規(guī)定確定。3.2.4 現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 183062001 的適用范圍是“新建、擴(kuò)建、改建一般

15、建設(shè)工程的抗震設(shè)防， 以及編制社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)土利用規(guī)劃”。因此，位于中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的任 何水工建筑物，其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)都不能任意改變。水工擋土墻抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與所屬水工建筑物的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相同，即使按照本規(guī)范 3.1.4 條的 規(guī)定提高一個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)別時(shí)，其抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)仍應(yīng)保持不變，但根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)法規(guī)規(guī)定需要提高 抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的情況除外，例如對(duì)于重要的 1 級(jí)水工建筑物經(jīng)論證并報(bào)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)需要提高 其抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的情況，以及經(jīng)省級(jí)以上地震部門核定需要提高抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的情況等。3.2.5 砌石結(jié)構(gòu)是水工擋土墻常用的、也是最古老的結(jié)構(gòu)型式，由于石料的強(qiáng)度往往高于其粘結(jié)材 料強(qiáng)

16、度，因此砌石結(jié)構(gòu)多為重力式或半重力式擋土墻。對(duì)于這類結(jié)構(gòu)，其墻身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需要按偏心 受壓或剪切受力狀態(tài)驗(yàn)算。由于 SL 252006 已有規(guī)定，因此砌石結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，其結(jié)構(gòu) 構(gòu)件強(qiáng)度安全系數(shù)均可按該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采用。3.2.6 混凝土結(jié)構(gòu)也是常用水工擋土墻結(jié)構(gòu)型式，由于混凝土屬于塑性材料，且抗拉強(qiáng)度也不高， 也多為重力式或半重力式擋土墻。對(duì)于這類結(jié)構(gòu)，其墻身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也需要按偏心受壓或剪切受力狀 態(tài)驗(yàn)算。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸可大大縮小，適用于除重力式和半重力式以外的各種 擋土墻結(jié)構(gòu)型式，因此鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在水工擋土墻應(yīng)用較廣泛。由于構(gòu)件尺寸相對(duì)較小，因此鋼 筋混凝土結(jié)構(gòu)的擋

17、土墻除了應(yīng)根據(jù)其受力條件驗(yàn)算其強(qiáng)度外，還應(yīng)按其使用條件的需要，驗(yàn)算結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的抗裂要求或最大裂縫開(kāi)展的寬度，以保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全和使用功能。 混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度安全系數(shù)，以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂和最大裂縫開(kāi)展寬度驗(yàn)算的安全系數(shù)，在 SDJ 2078 中已有規(guī)定，設(shè)計(jì)中可直接按該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采用。3.2.7 沿?fù)跬翂酌娴目够€(wěn)定安全系數(shù)，反映了擋土墻是否安全與經(jīng)濟(jì)的指標(biāo)。而對(duì)于抗滑穩(wěn) 定安全系數(shù)允許值的合理規(guī)定，涉及了所采用的計(jì)算理論、計(jì)算方法、計(jì)算指標(biāo)，以及國(guó)家的技術(shù) 經(jīng)濟(jì)政策。如果規(guī)定的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值過(guò)于偏高或偏低，將導(dǎo)致工程的浪費(fèi)或不安全。因 此，在實(shí)際應(yīng)用中，未

18、經(jīng)充分論證，不應(yīng)任意提高或降低規(guī)范規(guī)定的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的允許值。本規(guī)范表 3.2.7 規(guī)定的沿?fù)跬翂酌婵够€(wěn)定安全系數(shù)的允許值 GB 5028698 以及 SL 265 2001 的規(guī)定是與之對(duì)應(yīng)的。但必須指出，表 3.2.7 規(guī)定的沿?fù)跬翂酌婵够€(wěn)定安全系數(shù)允許值應(yīng)與表中規(guī)定的相應(yīng)計(jì)算 公式配套使用，切不可將表中規(guī)定的允許值用來(lái)檢驗(yàn)非表中規(guī)定的其它公式計(jì)算成果。3.2.8 由于擋土墻底板以下的土質(zhì)地基和墻后回填土兩個(gè)部分聯(lián)在一起，其穩(wěn)定計(jì)算的邊界條件比 較復(fù)雜，還有深層抗滑穩(wěn)定問(wèn)題。因此，對(duì)于擋土墻的地基整體穩(wěn)定可采用瑞典圓弧滑動(dòng)法計(jì)算。 按瑞典圓弧滑動(dòng)法計(jì)算的擋土墻深層抗滑穩(wěn)定安

19、全系數(shù)也應(yīng)滿足表 3.2.7 規(guī)定的允許值。土質(zhì)地基上的建筑物經(jīng)常遇到持力層 按照 SL/T 22598 的規(guī)定，加筋式擋土墻在驗(yàn)算沿水平向的抗滑穩(wěn)定性和按圓弧滑動(dòng)法驗(yàn) 算整體深層抗滑穩(wěn)定性時(shí)，不論擋土墻的級(jí)別和荷載組合情況，其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均應(yīng)大于等于1.30。本規(guī)范編制時(shí)認(rèn)為，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)大于等于 1.30 是合適的，同時(shí)加筋式擋土墻目前在級(jí) 別較高的工程中應(yīng)用較少，暫時(shí)不考慮擋土墻的級(jí)別也是可以的。但是，對(duì)于荷載組合情況，即在 基本荷載組合和特殊荷載組合時(shí)，應(yīng)有所區(qū)別。參考土質(zhì)地基上的其他類型擋土墻的抗滑穩(wěn)定安全 系數(shù)允許值的取值范圍，在基本荷載組合和特殊荷載組合時(shí)差距約在 0.1

20、0.15 之間，因此，本規(guī)范 規(guī)定，在基本荷載作用下加筋式擋土墻的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值采用 1.40，特殊荷載作用下的抗 滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值采用 1.30。3.2.12 SL 2652001 規(guī)定，對(duì)于土質(zhì)地基上的擋土墻，其抗傾覆穩(wěn)定是由地基穩(wěn)定性和控制基底大 小應(yīng)力的比值來(lái)保證的， GB 5028698 中規(guī)定，防洪墻(即擋土墻)按堤防工程級(jí)別分為 5 級(jí)，正常 運(yùn)用期的抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)允許值為 1.61.4 之間，非正常運(yùn)用期的抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)允許值 為 1.51.3 之間，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定不統(tǒng)一?？够€(wěn)定和抗傾覆穩(wěn)定都是衡量擋土墻安全性的重要指 標(biāo)，對(duì)工程投資有直接影響，按建筑物級(jí)

21、別分級(jí)取用抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)較為合理。因此，本規(guī)范3.2.12 條規(guī)定的擋土墻抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)允許值與 GB 5028698 是一致的。3.2.13 巖基上翼墻抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)允許值的確定，以在各種荷載作用下不傾倒為原則，但應(yīng)有 一定的安全儲(chǔ)備。參照現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范對(duì)抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)允許值的規(guī)定，本規(guī)范規(guī)定，13 級(jí)水 工擋土墻，在基本荷載組合條件下，抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)小于 1.50，4 級(jí)水工擋土墻抗傾覆穩(wěn) 定安全系數(shù)不應(yīng)小于 1.40；在特殊荷載組合條件下，抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)小于 1.30。3.2.14 對(duì)于擋土墻來(lái)說(shuō)，空箱式擋土墻的抗浮穩(wěn)定性要求是個(gè)特例。參照現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

22、，本 規(guī)范 3.2.14 條規(guī)定，不論擋土墻的級(jí)別和地基條件，在基本荷載組合條件下，其抗浮穩(wěn)定安全系數(shù) 不應(yīng)小于 1.10；在特殊荷載條件下，其抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)小于 1.05。 4 工程布置 4.1 一般規(guī)定 4.1.1 水工擋土墻是水利水電工程中的重要構(gòu)筑物，其作用除了防止土體崩塌外，主要是與所屬水 工建筑物一起承擔(dān)防洪、治澇、灌溉、供水、通航、發(fā)電等任務(wù)，具有擋水、導(dǎo)水和側(cè)向防滲等作 用。因此，應(yīng)根據(jù)所屬水工建筑物的地形、地質(zhì)、水流等條件，以及所屬樞紐工程中各建筑物的功 能、特點(diǎn)、運(yùn)用要求等，合理安排好擋土墻與其它建筑物的相對(duì)位置。如能布置緊湊協(xié)調(diào)，就可組 成整體效益最大的有機(jī)聯(lián)合體，

23、以充分發(fā)揮整個(gè)樞紐工程的作用；反之，不僅影響整個(gè)樞紐工程的 正常運(yùn)用，而且還將增加樞紐工程中各建筑物的施工難度和工程造價(jià)。尤其是岸墻和翼墻的布置， 不僅影響水流和側(cè)向防滲條件，而且事關(guān)整個(gè)工程的安全，一些水工建筑物的失事，往往是由于翼 墻或岸墻的破壞，造成的所屬水工建筑物隨之破壞的嚴(yán)重后果。4.1.2 水利水電工程中擋土構(gòu)筑物的種類較多，有用以連接所屬水工建筑物上、下游兩岸并兼有擋 土、擋水、導(dǎo)水和側(cè)向防滲作用的翼墻，有為滿足所屬水工建筑物防止土體崩塌和側(cè)向滲流而設(shè)置 的岸墻，有河(渠)道兩岸的直立墻(如駁岸)，也有道路兩側(cè)、移民區(qū)莊臺(tái)和水土保持區(qū)的擋墻等。本 規(guī)范中將水工擋土墻按其在所屬建筑

24、物中的位置及功能要求分為翼墻、岸墻和擋墻三類。4.1.3 水工擋土墻型式很多，主要有重力式、半重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、空箱式、板樁 式、錨桿式和加筋式等斷面結(jié)構(gòu)型式，還有將以上兩種及兩種以上基本結(jié)構(gòu)型式合并的組合式結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)中應(yīng)如何選用擋土墻的結(jié)構(gòu)型式，主要是考慮其受力條件。此外，還有貼坡式結(jié)構(gòu)，雖然也有 防止土體崩塌作用，但在水利水電工程中，還是屬于護(hù)坡工程，因此，本規(guī)范中未將貼坡式結(jié)構(gòu)列 入。在 20 世紀(jì) 50 年代初期，國(guó)內(nèi)的水工擋土墻多數(shù)采用重力式和空箱式結(jié)構(gòu)，建筑材料以采用漿 砌塊石居多。由于地基處理技術(shù)水平較低，在堅(jiān)實(shí)及中等堅(jiān)實(shí)地基上采用重力式或半重力式結(jié)構(gòu)、 在軟弱地

25、基上采用空箱式結(jié)構(gòu)幾乎成為一種固定的模式。20 世紀(jì) 60 年代至 70 年代，由于受當(dāng)時(shí)歷 史條件的限制，建筑材料供應(yīng)跟不上工程建設(shè)的發(fā)展，為了滿足工程建設(shè)的需要，廣大工程技術(shù)人 員不斷創(chuàng)新，修建了一批各種型式的擋土構(gòu)筑物，如懸臂式、扶壁式、連拱式、加筋式或組合式等 結(jié)構(gòu)型式，總的趨勢(shì)是向輕型、薄壁結(jié)構(gòu)發(fā)展。20 世紀(jì) 80 年代以后，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國(guó)民 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新工藝、新材料的不斷出現(xiàn)，擋土構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)型式也有了很大的變化，尤其是土工 合成材料的應(yīng)用，更引發(fā)了擋土墻的結(jié)構(gòu)型式的變化。建筑材料供應(yīng)和軟弱地基條件已不再約束上 部結(jié)構(gòu)的型式和尺寸，而施工中的溫度控制和基坑開(kāi)挖條件限制，

26、以及工程的綜合利用需要工程管 理中如何防止水或土對(duì)結(jié)構(gòu)的腐蝕等，對(duì)擋土構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了新的要求。因此，水利水電 工程中擋土構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)型式的選用需要考慮諸多因素，合理選擇。至于連拱式及連拱空箱式結(jié)構(gòu)，是在特定條件下創(chuàng)造的一種輕型結(jié)構(gòu)型式，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐， 近年來(lái)在大、中型水利水電工程中已很少采用，主要原因是這種結(jié)構(gòu)抗震性能較差，拱圈易裂縫， 且施工不便，只在中、小型水利水電工程中還有使用的例子。因此，本規(guī)范未將連拱式及連拱空箱 式結(jié)構(gòu)列入。本規(guī)范中所列入的重力式、半重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、空箱式、板樁式、錨桿式和 加筋式等水工擋土墻的結(jié)構(gòu)型式可參見(jiàn)本條文說(shuō)明 4.2 節(jié)中的圖 1圖

27、 10。 4.2 結(jié)構(gòu)布置 4.2.1 根據(jù)岸墻的功能，其平面布置一般都為直線式，如為滿足所屬水工建筑物防止側(cè)向土體崩塌 和側(cè)向滲流而設(shè)置的岸墻，緊貼所屬水工建筑物布置，只能是直線式。4.2.2 在水利水電工程中，翼墻的平面布置型式很多，主要有圓弧式、橢圓弧式、直線與圓弧組合 式、曲線式、折線式、扭曲式等。折線式布置最簡(jiǎn)單，但水流條件較差，因此本規(guī)范未推薦這種平 面布置型式。但在小型水利水電工程中還是可以采用的。根據(jù)大量的水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)與所屬水工建筑物相連接的下游翼墻直線段擴(kuò)散角為 612 時(shí)，可以獲得較好的水流條件。對(duì)于有雙向過(guò)水要求的水工建筑物，其上、下游翼墻直線段均應(yīng)符 合上述平面

28、布置要求。對(duì)于其他一些有特殊要求的水工建筑物，如平原地區(qū)有一般通航要求而設(shè)置通航孔的水閘工程， 為保證過(guò)閘船舶通航安全，上、下游翼墻還兼有導(dǎo)航墻的作用，因此需要考慮設(shè)置助航設(shè)施。再如 平原地區(qū)有過(guò)魚(yú)要求的水利水電工程中，為了滿足魚(yú)類洄游的條件，可結(jié)合岸墻、翼墻的布置設(shè)置 魚(yú)道，這樣布置緊湊，經(jīng)濟(jì)合理，此時(shí)，岸墻、翼墻布置應(yīng)兼顧魚(yú)道的布置要求。在平原地區(qū)的水 利水電工程中，如上游有余水可以利用發(fā)電時(shí)，為了滿足發(fā)電需要，往往結(jié)合岸墻、翼墻的布置設(shè) 置小型水力發(fā)電機(jī)組；有時(shí)還需結(jié)合岸墻、翼墻的布置設(shè)置小型抽水機(jī)組。此時(shí)，岸墻、翼墻的布 置除了需滿足所屬水工建筑物的總平面布置要求外，還需分別滿足小型水

29、力發(fā)電機(jī)組或抽水機(jī)組及 其進(jìn)、出水管路布置，以及進(jìn)、出口水流條件等要求。5.2.3 對(duì)于其他工程類型的擋土墻，如為減少河(渠)道占地面積而設(shè)置的直立墻(如駁岸)，應(yīng)隨著河 (渠)道岸邊走向布置，可以是直線式，也可以是曲線式，或直線與曲線組合式；至于為維持道路兩側(cè) 土體穩(wěn)定的擋土墻，其布置也是與道路走向一致，但在道路與道路交匯處，往往需要采用一段圓弧、 橢圓弧或其他曲線型布置。這類擋墻根據(jù)所屬水工建筑物的功能及要求不同采用適宜的平面布置型 式。4.2.4 土質(zhì)地基上選用的擋土構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)型式，很大程度與其地基的承載能力有關(guān)，而擋土構(gòu)筑物 的地基承載能力，主要是由擋土構(gòu)筑物的擋土高度所確定，并要考慮

30、其經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)江蘇省 1994 年 底對(duì)已建的近 200 座水閘的上、下游第一節(jié)翼墻統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)表 2)，356 座翼墻中重力式翼墻共 224 座， 占 62.9；空箱式及連拱空箱式翼墻共 97 座，占 27.2；扶壁式翼墻共 23 座，占 6.5；扭曲式翼 墻共 12 座，僅占 3.4。從翼墻的擋土高度看，扭曲式的使用范圍是 39m，其主要使用范圍是 3 7m；扶壁式使用范圍是 512m，其主要使用范圍是 611m；空箱式及連拱空箱式使用范圍是 3 13m，其中空箱式主要使用范圍是 39m，連拱空箱式主要使用范圍是 610m；而重力式幾乎囊括 了 16m 以下所有范圍，但其主要使用范圍仍然是 4

31、10m。這些使用范圍主要是由于天然地基允許 承載力的限制所確定的，實(shí)際上在 356 座翼墻中，擋土高度為 1316m 的僅有一座。通常情況下， 重力式擋土墻在擋土高度 8m 以下才是經(jīng)濟(jì)的，對(duì)于在擋土高度 8m 以上的條件下是否采用重力式擋 土墻，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 從表 1 來(lái)看，由于平原地區(qū)水利水電工程擋水水頭不大，擋土構(gòu)筑物的擋土高度一般都在 13m 以下。因此，在堅(jiān)實(shí)的土質(zhì)地基上，采用各種結(jié)構(gòu)型式對(duì)地基承載能力的要求都不難滿足；即使在 中等堅(jiān)實(shí)的土質(zhì)地基上，擋土高度在 10m 以下時(shí)，地基承載能力一般也能滿足要求；而對(duì)于松軟地 基，如不采用地基加固處理措施，不采用空箱式或板樁式結(jié)

32、構(gòu)幾乎是難以滿足擋土構(gòu)筑物對(duì)于地基 承載能力要求的。對(duì)于在堅(jiān)實(shí)地基上或采用人工加固處理后的松軟地基上所修建的擋土墻，其穩(wěn)定性是可以滿足 要求的，但仍需考慮墻身結(jié)構(gòu)的材料能否與地基的變形相一致，以避免因地基原因造成墻身結(jié)構(gòu)的 過(guò)大變形或損壞。隨著土工織物的發(fā)展，加筋式擋土墻結(jié)構(gòu)也開(kāi)始應(yīng)用到工程實(shí)踐中來(lái)。加筋式擋土墻屬于一種 柔性的擋土結(jié)構(gòu)，最初用于交通等行業(yè)的土坡防護(hù)中。工程實(shí)踐證明，加筋式擋土墻斷面小，節(jié)省 建筑材料，并能適應(yīng)土質(zhì)地基的變形特性，逐漸被其他行業(yè)所接受，目前在水利水電工程中也有應(yīng) 用。根據(jù)水利水電工程的特點(diǎn)和要求，在穩(wěn)定的地基上建造擋土墻，可采用加筋式擋土墻結(jié)構(gòu)，但 應(yīng)妥善處理好

33、墻面結(jié)構(gòu)的防滲或?qū)V問(wèn)題。加筋式擋土墻的墻面宜采用帶企口的預(yù)制塊砌筑，并可 根據(jù)墻后填土的潛在破壞面的形狀選用剛性筋式或柔性筋式兩種型式，前者采用加筋帶或剛性大的 土工格柵，后者采用土工織物。在地震區(qū)(主要是指抗震設(shè)計(jì)烈度在 8 度及 8 度以上的強(qiáng)震區(qū))修建的砌石擋土墻，由于砌體結(jié)構(gòu) 在地震荷載作用下，砌筑用的粘結(jié)材料容易被拉開(kāi)，雖然符合“大震不倒、小震不壞”的抗震設(shè)計(jì) 基本要求，但震后不易修復(fù)，因此在水工擋土墻的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能采用鋼筋混凝土整體結(jié)構(gòu)。4.2.5 在巖石地基上修建擋土構(gòu)筑物，其穩(wěn)定條件一般都能滿足要求，因此對(duì)擋土墻的高度可不受 限制。但由于地基條件的約束，地基的變形往往與墻

34、體材料所能承受的變形能力不一致，這時(shí)，就 必須根據(jù)墻體材料的特性確定結(jié)構(gòu)布置型式及尺寸，并對(duì)墻體材料進(jìn)行強(qiáng)度核算。4.2.6 由于水工擋土墻一般兼有擋土和擋水雙重功能，因此擋土墻的墻頂高程應(yīng)根據(jù)其擋土高度及 是否擋水的條件來(lái)確定。對(duì)于僅有擋土功能的擋土墻，其目的就是防止土體崩塌，要求墻頂高程高于或等于墻后填土平 臺(tái)(或坡腳)的高程，這是不言而喻的。但對(duì)于兼有擋土和擋水雙重作用的水工擋土墻，如水工建筑物 不允許越浪的上游翼墻，在所屬水工建筑物關(guān)閘擋水時(shí)，無(wú)論是在正常蓄水位或最高擋水位條件下， 由于風(fēng)力作用，墻前均會(huì)出現(xiàn)波浪(立波或破碎波波型)，因此翼墻的墻頂高程不應(yīng)低于正常蓄水位(或 最高擋水位

35、)加波浪計(jì)算高度與相應(yīng)安全加高值之和。當(dāng)所屬水工建筑物系泄水建筑物，遇到設(shè)計(jì)洪 水位(或校核洪水位)必須開(kāi)閘泄水時(shí)，由于流速的影響，水面不會(huì)形成較高的波浪，至少不會(huì)形成立 波波型，因此翼墻的墻頂高程不應(yīng)低于設(shè)計(jì)洪水位(或校核洪水位)與相應(yīng)安全加高值之和。為了不致 使上游來(lái)水(特別是洪水)漫過(guò)翼墻的墻頂，危及所屬水工建筑物的安全，上述墻前擋水和泄水兩種情 況下的安全保證條件應(yīng)同時(shí)得到滿足。參照現(xiàn)行的水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SL2652001 的規(guī)定，本規(guī)范規(guī)定的水工擋土墻墻頂安全加高下限值 見(jiàn)表 3.2.2，在所屬水工建筑物關(guān)閘擋水時(shí)，計(jì)及波浪計(jì)算高度；開(kāi)閘泄洪時(shí)，不計(jì)波浪計(jì)算高度。此外，在確定擋土墻墻頂

36、高程時(shí)，還應(yīng)考慮軟弱地基上地基沉降的影響。可按通常的沉降計(jì)算 方法計(jì)算沉降值，并參照類似條件下的已建工程實(shí)測(cè)沉降值研究確定。4.2.7 擋土墻墻頂寬度的確定，主要考慮墻頂欄桿或擋浪板的布置和施工條件等因素。墻頂寬度小， 雖然可節(jié)約工程投資，但對(duì)于鋼筋布置、施工澆筑將帶來(lái)了很大的困難，而且擋土墻的耐久性也易 受到影響，因此擋土墻墻頂寬度不宜太小。對(duì)于砌石擋土墻，由于材料尺寸的限制更不宜太小。當(dāng) 擋土墻墻后填土不到頂時(shí)，為了便于工程管理中的人員巡視，擋土墻的墻頂寬度可適當(dāng)加大或增設(shè) 巡視平臺(tái)。對(duì)于懸臂式、扶壁式、空箱式擋土墻結(jié)構(gòu)，由于這些結(jié)構(gòu)的尺寸相對(duì)來(lái)說(shuō)比較單薄，除了底板 長(zhǎng)度應(yīng)由穩(wěn)定計(jì)算條件確

37、定外，其余均應(yīng)滿足強(qiáng)度及耐久性要求。設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意的是，扶壁式、 空箱式結(jié)構(gòu)由于前墻或前、后墻與隔墻形成了框格，對(duì)受力是有利的，但如果按強(qiáng)度計(jì)算所需的厚 度較小時(shí)，還應(yīng)考慮耐久性要求和施工的方便。有的扶壁式、空箱式擋土墻，墻體厚度僅為 0.3m 左 右，不僅施工中澆筑振搗困難，而且因鋼筋保護(hù)層過(guò)小，投入使用后不久就因混凝土碳化致使鋼筋 銹蝕而不得不提前進(jìn)行加固，反而得不償失。4.2.8 土質(zhì)地基上擋土墻底板(或墻趾)的埋置深度，一般情況下是由擋土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定條件決定的。但 由于所屬水工建筑物還有擋水及泄水要求，擋土墻墻后水位還可能引起基底滲流作用，因此擋土墻 底板(或墻趾)的埋置深度還與周圍地形

38、、地質(zhì)、水流沖刷等條件有關(guān)。 從土質(zhì)地基允許承載力的計(jì)算公式可以看出，任何建筑物基底的允許承載力都與建筑物底板(或墻趾)的埋置深度有關(guān)。底板(或墻趾)的埋置深度增大，基底的允許承載力也增大。由于擋土墻的工 程量在所屬水工建筑物中所占的比重較大，因此擋土墻底板(或墻趾)埋置深度的確定，對(duì)水利工程的 造價(jià)影響很大。如果將擋土墻底板(或墻趾)的埋置深度減小一些，從而減少墻基土方開(kāi)挖量；但當(dāng)?shù)?基允許承載力與擋土墻基底壓應(yīng)力比較接近時(shí)，將埋置深度減得太小，反而需要增大底板寬度，從 而增加工程投資。水利水電工程中的一些擋土墻，由于墻前行水的原因，往往因水流的沖刷造成墻前基底淘空， 影響擋土墻的安全(例如

39、行洪河道兩側(cè)的駁岸)，若無(wú)有效的抗沖刷措施，必須將擋土墻的底板(或墻 趾)埋置于可能的沖刷線以下一定深度，才能保證安全，這與確定橋梁工程中橋臺(tái)底部高程是一致的。4.2.9 擋土墻沿墻長(zhǎng)方向是順著河坡或土坡布置(如水工建筑物的翼墻)時(shí)，為了減少開(kāi)挖和節(jié)省擋土 墻的造價(jià)，擋土墻往往采取階梯形布置的形式。此時(shí)擋土墻分階的高差，除了應(yīng)滿足墻趾埋深的要 求外，還應(yīng)滿足擋土墻沿墻長(zhǎng)方向的縱向抗滑穩(wěn)定要求。4.2.10 擋土墻底板厚度主要是根據(jù)強(qiáng)度要求等確定，一般來(lái)說(shuō)，以不小于 0.3m 為宜。采用砌石擋 土墻時(shí)，由于砌石需嵌入底板中，因此底板厚度以 0.5m 為宜。對(duì)于空箱式擋土墻的底板及其前趾部 分，如

40、果采用樁基礎(chǔ)，由于樁的沖剪作用，底板厚度還應(yīng)適當(dāng)加大。無(wú)論采用那種擋土墻結(jié)構(gòu)型式， 底板及其前、后趾的伸出長(zhǎng)度和厚度，都應(yīng)滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度的要求。土質(zhì)地基上的擋土墻，從有利于抗滑穩(wěn)定和滲流穩(wěn)定出發(fā)，底板下宜設(shè)置 0.51.0m 深的齒墻， 這對(duì)于砂性土地基，尤其重要。4.2.11 擋土墻的迎水面墻面坡度，由于有導(dǎo)水作用，只要求墻面與所屬水工建筑物平順銜接，故以 扭曲式布置為最佳，但這種墻面型式施工極不方便。根據(jù)調(diào)查，大部分擋土墻都采用墻面垂直或略 向后傾斜的型式，這樣的型式施工較為方便。4.2.12 重力式擋土墻主要靠自身重量和底板以上填土重量維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此這種墻體的臨土面由 底板末端向墻頂

41、方向傾斜(見(jiàn)圖 1)。也有在墻背做成折線型的(見(jiàn)圖 2)，即半重力式擋土墻。 圖 1 重力式擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2 半重力式擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖 半重力式擋土墻的墻背采用折線型，主要是考慮節(jié)省工程投資，以及施工期的質(zhì)量控制因素。 無(wú)論采用什么建筑材料，如砌石、混凝土等，采用半重力式擋土墻可節(jié)省工程量是不言而喻的；而 對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，由于重力式擋土墻的墻身屬于大體積混凝土，施工過(guò)程中的水化熱難以釋放，容 易形成裂縫，影響工程質(zhì)量，采用半重力式擋土墻則可大大減少這種影響。由于重力式擋土墻斷面 較大且沿高度方向呈直線變化，因此擋土墻墻身只需核算墻身與底板連接處的強(qiáng)度即可。只有墻背 做成折線型的半重力式

42、擋土墻，由于墻身斷面沿高度方向的折點(diǎn)也是墻身的薄弱環(huán)節(jié)，因此除需核 算墻身與底板連接處的強(qiáng)度外，還應(yīng)對(duì)墻身折點(diǎn)處的強(qiáng)度進(jìn)行核算。當(dāng)重力式擋土墻的墻背采用折 線型時(shí)，其折點(diǎn)將是墻身的薄弱環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行強(qiáng)度核算。4.2.13 衡重式擋土墻是一種較特殊的斷面結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定主要是靠墻身自重和衡重臺(tái)上填土重量維持 的。由于衡重臺(tái)有減少土壓力作用，因此衡重式擋土墻斷面比重力式擋土墻小，但因其底板較小， 故對(duì)地基條件要求較高(見(jiàn)圖 3)。 圖 3 衡重式擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖 一般來(lái)說(shuō)，衡重式擋土墻的自身強(qiáng)度都能滿足要求，其結(jié)構(gòu)尺寸的擬定主要取決于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和 地基條件。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，衡重臺(tái)宜設(shè)置在 0.40.5 倍

43、墻高處，衡重臺(tái)以上為梯形斷面，衡重臺(tái)以 下設(shè) 4:15:1 的倒坡，底板以上的土體破裂面連線不應(yīng)超出衡重臺(tái)的尾端，最好留有一定的余地， 這樣才能盡可能減少水平向土壓力對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的影響。由于衡重式擋土墻的底板平面尺寸較小，要 求建造在良好的地基上。如果建造在土質(zhì)地基上，除了滿足地基允許承載力的要求外，還應(yīng)對(duì)底板 前、后端基底的沉降變形進(jìn)行分析。淮河下游某船閘的閘室墻，建造在堅(jiān)實(shí)的粘土地基上，也采用 了衡重式擋土墻結(jié)構(gòu)，經(jīng)計(jì)算，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求，但在運(yùn)行過(guò)程中，隨著墻前水位的升 降，墻體則向前、后發(fā)生較小搖擺變位，雖然未發(fā)生危險(xiǎn)，但對(duì)止水結(jié)構(gòu)還是有一定影響，這是值 得注意的。4.2.14

44、懸臂式擋土墻主要靠墻后底板以上的填土重量維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，其墻體的臨土面由底板向墻頂 方向傾斜(見(jiàn)圖 4)，這樣，除了滿足穩(wěn)定要求外，墻體根部及底板還需要滿足強(qiáng)度要求。 圖 4 懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖 4.2.15 扶壁式擋土墻也是靠底板以上填土重量維持穩(wěn)定的，與懸臂式擋土墻在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別是，除 了墻面板和底板外，每隔一段距離還有由底板向墻頂方向傾斜的扶壁(見(jiàn)圖 5)。這種結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài) 大大優(yōu)于懸臂式擋土墻。由于擋土墻墻后填土面一般都與墻頂平齊，因此扶壁式擋土墻的扶壁高度 大都略低于墻頂；扶壁間距宜在 35m 范圍 扶壁式擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖 4.2.16 空箱式擋土墻由前墻、后墻、隔墻、底板、頂板

45、組成，空箱 空箱式擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖 4.2.17 板樁式擋土墻可用于地基條件較差的水利水電工程中，根據(jù)受力條件不同可分為無(wú)錨碇墻和 有錨碇墻兩種型式(分別見(jiàn)圖 7 和圖 8)。由于無(wú)錨碇墻的板樁式擋土墻在水平力作用下變位較大，一 般僅在擋土高度不大的情況下采用；而有錨碇墻的板樁式擋土墻依靠錨碇墻維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此可 用于擋土高度較大的場(chǎng)所。根據(jù)不同的施工方法，板樁式擋土墻的墻體又可分為打入式板樁和地下 連續(xù)墻兩種結(jié)構(gòu)，但無(wú)論采用哪種結(jié)構(gòu)，其施工縫都可能留有一定的間隙，若不采取相應(yīng)的措施， 墻后土體顆粒有可能在地下水滲流作用下逐漸流失而影響其正常使用。板樁式擋土墻屬于輕型薄壁結(jié)構(gòu)，其墻身一般為打

46、入式預(yù)制構(gòu)件或現(xiàn)澆地下連續(xù)墻。采用打入 式預(yù)制構(gòu)件施工時(shí)，可選用鋼筋混凝土預(yù)制板樁或折線型鋼板樁結(jié)構(gòu)，考慮到剛度要求和施工方便， 鋼筋混凝土預(yù)制板樁厚度不宜小于 0.3m，折線型鋼板樁的厚度不宜小于 12mm；對(duì)于地下連續(xù)墻的 厚度，如果過(guò)于單薄，鋼筋骨架不易放入，根據(jù)一些工程的施工經(jīng)驗(yàn)，最小厚度應(yīng)在 0.4m 以上。當(dāng) 然，這些構(gòu)件的厚度，首先應(yīng)保證強(qiáng)度要求。凡需設(shè)置錨碇墻的板樁式擋土墻，其錨桿一般都采用 高強(qiáng)度鋼制桿件，并通過(guò)張緊器固定在墻體破裂面后一定距離以外的錨錠墻上。錨桿的長(zhǎng)度、錨碇 墻的位置及高度由整體穩(wěn)定條件計(jì)算確定，錨桿的直徑根據(jù)所承受的拉力計(jì)算確定，錨碇墻的厚度 由強(qiáng)度計(jì)算確

47、定。對(duì)于暴露在空氣、水體及土層中的鋼板樁、錨桿、張緊器等鋼質(zhì)構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)其 環(huán)境條件考慮增加在使用周期 無(wú)錨碇的板樁式擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖 圖 8 有錨碇的板樁式擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖 4.2.18 錨桿式擋土墻主要用于陡立邊坡的防護(hù)(見(jiàn)圖 9)，其擋土墻面的穩(wěn)定是靠伸入墻后巖體或土 體的錨桿通過(guò)粘接劑與巖體或土體的握裹力維持的。鑒于錨桿式擋土墻的設(shè)計(jì)在 GB 503302002 中已有規(guī)定，故本規(guī)范不再詳細(xì)列出，僅列出結(jié)構(gòu)布置的原則要求。 圖 9 錨桿式擋土墻結(jié)構(gòu)示意圖 4.2.19 在穩(wěn)定的地基上可采用加筋式擋土墻結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖 10)，其墻體及基礎(chǔ)的斷面、加筋材料和長(zhǎng)度 應(yīng)根據(jù)作用于墻上的各項(xiàng)荷載分別

48、按墻體外部穩(wěn)定性和筋材 擋土墻的安全監(jiān)測(cè)不是孤立的，應(yīng)與所屬水工建筑物一并考慮。對(duì)于大、中型水工建筑物的 擋土墻，至少應(yīng)設(shè)沉降、水平位移觀測(cè)項(xiàng)目。至于一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測(cè)，可以根據(jù)需要和可能 進(jìn)行布置。沉降觀測(cè)是土質(zhì)地基上所有水工結(jié)構(gòu)都必須進(jìn)行的觀測(cè)項(xiàng)目，擋土墻也不例外。由于影響擋土 墻抗滑穩(wěn)定安全的主要因素是水平荷載，因此擋土墻的水平位移觀測(cè)也是十分重要的，但往往是發(fā) 生水平位移后才開(kāi)始進(jìn)行觀測(cè)。擋土墻墻后地下水位觀測(cè)，位于防滲范圍內(nèi)的，應(yīng)納入所屬水工建 筑物側(cè)向滲流觀測(cè)項(xiàng)目，統(tǒng)一安排。對(duì)于一些重要的 1 級(jí)擋土墻或是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的組合式擋土墻，需對(duì)其結(jié)構(gòu)應(yīng)力、地基反力、墻 后土壓力、基底揚(yáng)

49、壓力等設(shè)置必要的安全監(jiān)測(cè)設(shè)施。這些安全監(jiān)測(cè)設(shè)施，有的是根據(jù)建筑物的重要 性而設(shè)置的，有的是需要對(duì)擋土墻設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的驗(yàn)證而設(shè)置的。因此，對(duì)于專門性的觀測(cè)項(xiàng)目應(yīng) 根據(jù)擋土墻的具體情況設(shè)置。 4.3 防滲與排水布置 4.3.1、4.3.2 水工擋土墻的防滲與排水既應(yīng)與所屬水工建筑物相協(xié)調(diào)，又有其一定的特殊性?？偟?來(lái)說(shuō)，擋土墻的防滲與排水有的與所屬水工建筑物的布置有關(guān)，也有的處于獨(dú)立的地位。如處于水 工建筑物防滲段范圍內(nèi)的擋土墻，其防滲與排水的設(shè)置應(yīng)服從于工程布置；處于最高水位以上的擋 土墻，其防滲與排水布置就只涉及自身的要求。因此，對(duì)于水工擋土墻的防滲與排水布置要根據(jù)不 同的要求進(jìn)行分析確定。4

50、.3.3 對(duì)于粉砂、細(xì)砂等透水地基，如果墻前、墻后水位差較大時(shí)，僅依靠墻體及底板本身的防滲 長(zhǎng)度一般是難以滿足滲流安全需要的，因此需要在擋土墻底板下設(shè)置垂直防滲體，依靠垂直防滲長(zhǎng) 度解決滲流安全問(wèn)題是比較有效的。水工擋土墻的垂直防滲體可采用板樁、防滲墻等型式，垂直防 滲體應(yīng)嵌入底板，但不宜與底板剛性連接。對(duì)于在地震區(qū)的粉砂、細(xì)砂地基上建造擋土墻，為防止 地震時(shí)地基的液化，除了采用剛性基礎(chǔ)(如樁基、沉井等)外，采用垂直防滲體圍封的形式，對(duì)防止地 基土流失和可能發(fā)生的“液化”破壞是十分有效的。當(dāng)然，這時(shí)的垂直防滲體還應(yīng)考慮滿足強(qiáng)度要 求。由于粉砂、細(xì)砂等透水地基的土體顆粒容易被帶走，因此盡管設(shè)置了

51、垂直防滲體，在滲流溢出 處仍需要滿足反濾的要求，不能滿足要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置濾層。4.3.4 在土質(zhì)地基上建造的擋土墻，有時(shí)會(huì)遇到地基持力層為相對(duì)不透水層，而下臥層為相對(duì)透水 層，這時(shí)透水層中的承壓水頭有可能頂穿覆蓋土層。為此，除了需要考慮是否設(shè)置垂直防滲體外， 還應(yīng)驗(yàn)算墻前覆蓋土層有無(wú)被頂穿的可能性。在墻前覆蓋土層不能滿足抗浮穩(wěn)定要求時(shí)，可通過(guò)設(shè) 置排水井或排水溝來(lái)釋放透水層中的承壓水頭，以策安全。但是，采取這種措施時(shí)，需要特別注意 排水井或排水溝及其濾層不被堵塞。對(duì)于地基土層中有薄層粘性土和砂性土互層時(shí)，存在著與本規(guī)范 4.3.3 條或 4.3.4 條所述類似的 滲流潛在危險(xiǎn)。因此，擋土墻底板下

52、設(shè)置垂直防滲體并在底板前端布置濾層，是十分必要的。在長(zhǎng) 江下游地區(qū)，這種情況較多，如果不設(shè)置垂直防滲體，則容易出現(xiàn)滲流破壞現(xiàn)象。4.3.5 對(duì)于在巖石地基上建造的擋土墻，一般情況下其滲流穩(wěn)定要求是完全能夠滿足的，但對(duì)于有 較多裂隙的軟質(zhì)巖石，則有可能因較大的水位差引起地基的滲流破壞而影響擋土墻的穩(wěn)定性。這時(shí)， 就需要采取措施延長(zhǎng)滲徑以保證安全。由于巖石地基中裂隙的分布無(wú)規(guī)律性，此時(shí)采用水泥帷幕灌 漿的方法是一種有效的措施。巖石地基上建筑物的滲透壓力一般是按照全截面直線分布法計(jì)算的， 在采用水泥帷幕灌漿填充裂隙后仍可以按照該方法進(jìn)行核算，但需考慮水泥帷幕灌漿處的滲透壓力 折減系數(shù)。4.3.6 采

53、用砌石材料或混凝土預(yù)制塊體砌筑擋土墻，由于粘接劑(如砌筑砂漿)的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于墻體材 料，墻體容易形成裂縫通道。為防止墻體裂縫后將墻后土顆粒帶出，可在墻背后澆筑一層混凝土面 層，近年來(lái)也有在墻面另外布置一層鋼筋網(wǎng)并澆筑 0.3m 厚的混凝土墻面。這兩種方式都可以解決墻 體滲漏的問(wèn)題，前者施工方便，后者的墻面比較美觀。4.3.7 當(dāng)水工擋土墻墻后水位較高而墻前水位較低或無(wú)水時(shí)，為減少水平推力以減小結(jié)構(gòu)斷面尺寸， 可在墻前最高水位以上布置排水孔，墻后布置級(jí)配良好的濾層和集水排水設(shè)施。4.3.8 為了盡可能降低墻后水位，以減少擋土墻所承受的水平向荷載，擋土墻后的填土面應(yīng)該設(shè)置 可有效排除地表水的設(shè)施，這

54、些地表排水設(shè)施要求將因降水引起地表積水盡快排出，如設(shè)置排水明 溝或暗溝，將搜集的地表水集中后從適當(dāng)?shù)牡胤脚懦觥? 荷載 5.1 荷載分類及組合 5.1.1 在水工建筑物設(shè)計(jì)中，對(duì)于其作用荷載，按作用條件和出現(xiàn)機(jī)率分為基本(設(shè)計(jì))荷載和特殊(校 核)荷載兩類。本規(guī)范 5.1.1 條將水工擋土墻上可能受到這兩類荷載分項(xiàng)列出，但不是每座擋土墻都 會(huì)受到這兩類荷載中各分項(xiàng)荷載的作用。5.1.2 在擋土墻施工或運(yùn)用過(guò)程中，各種荷載的大小及分布情況是隨機(jī)變化的，因此應(yīng)根據(jù)擋土墻 不同的工作條件和荷載機(jī)遇情況進(jìn)行荷載組合。荷載組合的原則是：考慮各種荷載出現(xiàn)的機(jī)率，將 實(shí)際上可能同時(shí)出現(xiàn)的各種荷載進(jìn)行最不利的

55、組合，并將水位作為組合條件。本規(guī)范表 5.1.2 將作用 在擋土墻上的荷載組合分為基本組合和特殊組合兩類；在基本組合中又可分為完建情況、正常運(yùn)行 水位情況、設(shè)計(jì)洪水位情況和冰凍情況四種，在特殊組合中又可分為兩種情況，特殊組合中分為 施工情況、校核洪水位情況兩種，特殊組合只考慮遭遇地震情況。由于地震與設(shè)計(jì)洪水位或校核 洪水位同時(shí)遭遇的機(jī)率極少，因此本規(guī)范規(guī)定，地震荷載只應(yīng)與正常擋水位情況下的相應(yīng)荷載組合。有的水工擋土墻會(huì)遇到墻前水位降落的情況。如位于行洪河道上的建筑物，應(yīng)考慮水位驟降的 工況；再如擋潮建筑物，潮水的漲落也屬于墻前水位降落的情況。由于擋土墻的穩(wěn)定受水平力的影 響較大，因此遇到有墻前

56、水位降落的情況，水工擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行驗(yàn)算。 5.2 荷載計(jì)算 5.2.1 擋土墻結(jié)構(gòu)使用的建筑材料，主要有漿砌塊石或漿砌條石、混凝土或鋼筋混凝土，有的擋土 墻也有局部采用鋼結(jié)構(gòu)的(如鋼板樁及鋼錨桿等)。建筑材料的平均重度可經(jīng)實(shí)測(cè)確定，也可按現(xiàn)行的 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 500092001 的規(guī)定直接采用。對(duì)于永久性設(shè)備，在設(shè)計(jì)初期，有可能不能獲得較準(zhǔn)確 的數(shù)據(jù)而只能估算其重量，由于這些設(shè)備的重量對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定影響較小而對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響較大，因此 在施工圖設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用其名牌標(biāo)定的重量。5.2.2 當(dāng)擋土墻墻后填土的破裂面(可能滑動(dòng)面) 水的重度一般為 10kN/m3。在多泥沙河流上，應(yīng)考慮水中含有懸移

57、質(zhì)泥沙對(duì)水的重度的影響，3 ， 渾水重度值可按經(jīng)驗(yàn)公式： h = 100.0062264 max 計(jì)算而得， h 為渾水重度(kN/m )max 為實(shí)測(cè)最大含沙量(kg/m3)；如無(wú)實(shí)測(cè)含沙量資料時(shí)，渾水重度可采用 10.511.0kN/m3。5.2.5 擋土墻墻前、墻后水位的組合條件應(yīng)根據(jù)擋土墻在運(yùn)行中實(shí)際可能出現(xiàn)的水位情況確定。根 據(jù)已建水工擋土墻運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)擋土墻抗滑穩(wěn)定起控制作用的，往往不是墻前抵御最高洪水 位時(shí)的水位組合條件，而是墻后填土內(nèi)為可能出現(xiàn)的最高地下水位(也可能是在長(zhǎng)時(shí)間暴雨后，或是 在潮汐河道漲潮后)，墻前為最低水位(也可能是在宣泄一定流量情況下尾水被推走時(shí)或是在潮汐河道 落潮時(shí))或無(wú)水時(shí)的水位組合條件，因?yàn)檫@時(shí)墻前、墻后水位差大，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗滑穩(wěn)定不利。對(duì)于潮汐河道上的岸墻或翼墻運(yùn)行期的墻前、墻后水位差，在以往設(shè)計(jì)中往往取值偏差較大。 有的取最大潮差(即全年內(nèi)可能出現(xiàn)的一次漲、落潮的高、低潮位之差的最大值)，也有的取半個(gè)潮差 (即全年內(nèi)可能出現(xiàn)的一次漲、落潮的高、低潮位之差的最大值的一半)，也有的干脆憑經(jīng)驗(yàn)取某一定 值(如 1.0m 等)。實(shí)際上，潮汐河道上擋土墻墻前、墻后水位差不僅與潮位差有關(guān)，還與墻后土體內(nèi) 的土質(zhì)滲透性及防滲與排水布置型式有關(guān)。江蘇省沿海地區(qū)水利水電工程的一