衡重式挡土墙的稳定分析
2012-10-13张潇
海河水利 2012年2期
张 潇
(保定市西大洋水库管理处,河北保定 072350)
1 前言
衡重式挡土墙适合于修建在地质条件较好的基岩上,其优点主要是能够有效地削减墙后土压力;缺点是结构断面不规则,外力作用关系复杂,尤其是底板斜面基岩的反力难以确定,因此给计算工作造成了一定困难。以往的经验作法,常常将底板斜坡水平投影长度的50%计入底部轮廓来计算地基应力,但这种处理方法对挡土墙稳定计算的精度和安全性影响尚缺乏论证。
为了求解底板后踵斜面和基底的反力,笔者以南水北调中线某隧洞工程为例进行了挡土墙的稳定计算和分析。计算时将墙体和部分回填土并为一体考虑。此时挡土墙受到的荷载主要包括墙体自重(G)、墙后回填土对墙背的土压力(Pa)、开挖边坡对挡土墙的反力(Ps)和基底反力(Rd)。稳定计算仅考虑最不利的建成无水工况,计算时根据物体平衡时所受力系可组成封闭多边形的原理,借助于图解法进行求解。
该隧洞进口段设有长20 m的矩形槽渐变段,初步设计阶段考虑到基岩条件较好和基坑挖深较大的情况,推荐采用钢筋混凝土衡重式挡土墙结构型式。
隧洞进口段地基岩性渠底以下主要为强风化含燧石条带白云岩、厚约7 m,以上为黏土碎石和黄土状壤土。基坑最大挖深为20~21 m,岩石干密度为27.8 kN/m3,地基承载力建议值为400 kN/m2。混凝土对基岩的摩擦系数为0.4,相应的摩擦角为21.8°。挡土墙墙后用基坑弃渣回填。回填体土湿容重20.5 kN/m3,内摩擦角为 32°。
2 挡土墙断面的几何特性
隧洞进口衡重式挡土墙计算模型,如图1所示。……
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