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土质边坡与重力式挡墙的基本要求

作者:趣满网     2017年1月7日 21:28      转载请注明来自趣满网


《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7节对土质边坡与重力式挡墙的设计进行了规定。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.1条指出:边坡设计应符合下列规定:

(1)边坡设计应保护和整治边坡环境,边坡水系应因势利导,设置地表排水系统,边坡工程应设内部排水系统。对于稳定的边坡,应采取保护及营造植被的防护措施。

(2)建筑物的布局应依山就势,防止大挖大填。对于平整场地而出现的新边坡,应及时进行支挡或构造防护。

(3)应根据边坡类型、边坡环境、边坡高度及可能的破坏模式,选择适当的边坡稳定计算方法和支挡结构形式。

(4)支挡结构设计应进行整体稳定性验算、局部稳定性验算、地基承载力计算、抗倾覆稳定性验算、抗滑移稳定性验算及结构强度计算。

(5)边坡工程设计前,应进行详细的工程地质勘察,并应对边坡的稳定性作出准确的评价;对周围环境的危害性作出预测;对岩石边坡的结构面调查清楚,指出主要结构面的所在位置;提供边坡设计所需要的各项参数。

(6)边坡的支挡结构应进行排水设计。对于可以向坡外排水的支挡结构,应在支挡结构上设置排水孔。排水孔应沿横竖两个方向设置,其间距宜取2m~3m,排水孔外斜坡度宜为5%,孔眼尺寸不宜小于100mm。支挡结构后面应做好滤水层,必要时应做排水暗沟。支挡结构后面有山坡时,应在坡角处设置截水沟。对于不能向坡外排水的边坡,应在支挡结构后面设置排水暗沟。

(7)支挡结构后面的填土,应选择透水性强的填料。当采用黏性土作填料时,宜掺入适量的碎石。在季节性冻土地区,应选择不冻胀的炉渣、碎石、粗砂等填料。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.2条指出:在坡体整体稳定的条件下,土质边坡的开挖应符合下列规定:

(1)边坡的坡度允许值,应根据当地经验,参照同类土层的稳定坡度确定。当土质良好且均匀、无不良地质现象、地下水不丰富时,坡度允许值如下:

1)对于密实的碎石土边坡,当坡高在5m以内时,坡度允许值为1:0.35~1:0.50;当坡高为5m~10m时,坡度允许值为1:0.50~1:0.75。

2)对于中密的碎石土边坡,当坡高在5m以内时,坡度允许值为1:0.50~1:0.75;当坡高为5m~10m时,坡度允许值为1:0.75~1:1.00。

3)对于稍密的碎石土边坡,当坡高在5m以内时,坡度允许值为1:0.75~1:1.00;当坡高为5m~10m时,坡度允许值为1:1.00~1:1.25。

4)对于坚硬的黏性土边坡,当坡高在5m以内时,坡度允许值为1:0.75~1:1.00;当坡高为5m~10m时,坡度允许值为1:1.00~1:1.25。

5)对于硬塑的黏性土边坡,当坡高在5m以内时,坡度允许值为1:1.00~1:1.25;当坡高为5m~10m时,坡度允许值为1:1.25~1:1.50。

注1:此处碎石土的充填物为坚硬或硬塑状态的黏性土;

注2:对于砂土或充填物为砂土的碎石土,其边坡坡度允许值均按自然休止角确定。

(2)土质边坡开挖时,应采取排水措施,边坡的顶部应设置截水沟。在任何情况下不应在坡角及坡面上积水。

(3)边坡开挖时,应由上往下开挖,依次进行。弃土应分散处理,不得将弃土堆置在坡顶及坡面上。当必须在坡顶或坡面上设置弃土转运站时,应进行坡体稳定性验算,严格控制堆栈的土方量。

(4)边坡开挖后,应立即对边坡进行防护处理。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.3条指出:重力式挡土墙土压力计算应符合下列规定:

(1)对土质边坡,边坡主动土压力应按下式进行计算。

Ea=0.5ψaγh2ka

式中:Ea——主动土压力(kN);

ψa——主动土压力增大系数,挡土墙高度小于5m时宜取1.0,高度5m~8m时宜取1.1,高度大于8m时宜取1.2;

γ——填土的重度(kN/m3);

h——挡土结构的高度(m);

ka——主动土压力系数,按本规范附录L确定。

当填土为无黏性土时,主动土压力系数可按库伦土压力理论确定。当支挡结构满足朗肯条件时,主动土压力系数可按朗肯土压力理论确定。黏性土或粉土的主动土压力可采用楔体试算法图解求得。

(2)当支挡结构后缘有较陡峻的稳定岩石坡面,岩坡的坡角θ>(45°+φ/2)时,应按有限范围填土计算土压力,取岩石坡面为破裂面。根据稳定岩石坡面与填土间的摩擦角按下式计算主动土压力系数:

ka=sin(α+θ)sin(α+β)sin(θ-δr)/(sin2αsin(θ+β)sin(α-δ+θ-δr))

式中:θ——稳定岩石坡面倾角(°);

δr——稳定岩石坡面与填土间的摩擦角(°),根据试验确定。当无试验资料时,可取δr=0.33φkφk为填土的内摩擦角标准值(°)。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.4条指出:重力式挡土墙的构造应符合下列规定:

(1)重力式挡土墙适用于高度小于8m、地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物的地段。

(2)重力式挡土墙可在基底设置逆坡。对于土质地基,基底逆坡坡度不宜大于1:10;对于岩石地基,基底逆坡坡度不宜大于1:5。

(3)毛石挡土墙的墙顶宽度不宜小于400mm;混凝土挡土墙的墙顶宽度不宜小于200mm。

(4)重力式挡墙的基础埋置深度,应根据地基承载力、水流冲刷、岩石裂隙发育及风化程度等因素进行确定。在特强冻胀、强冻胀地区应考虑冻胀的影响。在土质地基中,基础埋置深度不宜小于0.5m;在软质岩地基中,基础埋置深度不宜小于0.3m。

(5)重力式挡土墙应每间隔10m~20m设置一道伸缩缝。当地基有变化时宜加设沉降缝。在挡土结构的拐角处,应采取加强的构造措施。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.5条指出:挡土墙的稳定性验算应符合下列规定:

(1)抗滑移稳定性应按下列公式进行验算:

(Gn+Ean)μ/(Eat-Gt)≥1.3

Gn=Gcosα0

Gt=Gsinα0

Eat=Easin(α-α0-δ)

Ean=Eacos(α-α0-δ)

式中:G——挡土墙每延米自重(kN);

α0——挡土墙基底的倾角(°);

α——挡土墙墙背的倾角(°);

δ——土对挡土墙墙背的摩擦角(°);当挡土墙墙背平滑、排水不良时,δ可取(0~0.33)φk;当挡土墙墙背粗糙、排水良好时,δ可取(0.33~0.50)φk;当挡土墙墙背很粗糙、排水良好时,δ可取(0.50~0.67)φk;当挡土墙墙背与填土间不可能滑动时,δ可取(0.67~1.00)φk;其中φk为墙背填土的内摩擦角。

μ——土对挡土墙基底的摩擦系数,由试验确定;对于可塑黏性土,μ可取0.25~0.30;对于硬塑黏性土,μ可取0.30~0.35;对于坚硬黏性土,μ可取0.35~0.45;对于粉土,μ可取0.30~0.40;对于中砂、粗砂、砾砂,μ可取0.40~0.50;对于碎石土,μ可取0.40~0.60;对于软质岩,μ可取0.40~0.60;对于表面粗糙的硬质岩,μ可取0.65~0.75。注意,对易风化的软质岩和塑性指数Ip大于22的黏性土,基底摩擦系数应通过试验确定;对于碎石土,可根据其密实程度、填充物状况、风化程度等确定。

(2)抗倾覆稳定性应按下列公式进行验算:

(Gx0+Eazxf)/(Eaxzf)≥1.6

Eax=Easin(α-δ)

Eaz=Eacos(α-δ)

xf=b-zcotα

zf=z-btanα0

式中:z——土压力作用点至墙踵的高度(m);

x0——挡土墙重心至墙趾的水平距离(m);

b——基底的水平投影宽度(m)。

(3)整体滑动稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算。

(4)地基承载力计算,除应符合本规范第5.2节的规定外,基底合力的偏心距不应大于0.25倍基础的宽度。当基底下有软弱下卧层时,尚应进行软弱下卧层的承载力验算。

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