关于重力式挡土墙抗倾覆稳定性验算的研究

孙建邦

（重庆交通大学土木工程学院， 重庆 400074）

关于重力式挡土墙抗倾覆稳定性验算的研究

孙建邦

（重庆交通大学土木工程学院， 重庆 400074）

《建筑地基基础设计规范》中有关重力式挡土墙抗倾覆稳定性验算是在假定挡土墙在墙址处发生倾覆失稳，而实际上，挡土墙发生倾覆的力矩中心处于墙址与墙自重重心铅垂线之间的基底上，且不会超过该范围。因此，基于上述规范存在的不足，同时考虑地基承载力和主动土压力分项系数的双重影响，结合《挡土墙（重力式 衡重式 悬臂式）》相关挡土墙设计规范和前人的相关研究，本文得出重力式挡土墙抗倾覆稳定性验算的修正公式，为挡土墙的设计提供一定的实用依据。

重力式挡土墙；抗倾覆稳定性；地基承载力；主动土压力分项系数

0 .引言

挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物，主要包括重力式、衡重式和悬臂式3种。

挡土墙设计时，除了需要进行承载力计算，还应进行抗滑移和抗倾覆稳定性验算。由于在实际工程中挡土墙发生滑移失稳的实例很少见，反而发生倾覆失稳的现象时常出现，因此，进行挡土墙抗倾覆稳定性验算是十分有实用意义的。本文仅对重力式挡土墙的抗倾覆稳定性验算进行研究。

1 .《规范》中的基本公式

《建筑地基基础设计规范》[1]

1）主动土压力Eα

图1.1 挡土墙受力分析图

其中：Eα---主动土压力（kN）；φα---主动土压力增大系数，挡土墙高度小于5m时宜取1.0，高度5-8m时宜取1.1，高度大于8m时宜取1.2；γ---填土的重度（kPa）；h---挡土结构的高度（m）；φ---主动土压力系数，按确定, φ为内摩擦角。

2）抗倾覆安全系数K1

其中：z---土压力作用点与墙锺的高度（m）；X0---挡土墙重心与墙趾的水平距离（m）；b---基底的水平投影宽度（m）。

其他相关参数如图1.1挡土墙受力分析图所示。

2 .《规范》中的不足

《建筑地基基础设计规范》中有关重力式挡土墙抗倾覆稳定性验算是假定挡土墙在墙址处发生倾覆失稳。

实际上，挡土墙发生倾覆的力矩中心位于墙趾与墙自重重心铅垂线之间的基底上，且不会超出该范围，因此运用上述规范进行抗倾覆安全系数计算存在不足之处[2]。

2.1 未考虑地基承载力的影响

地基承载力的修正计算[3]

根据《挡土墙（重力式 衡重式 悬臂式）》（04J008）的E.1给出了挡土墙承载力的如下修正公式：

其中：fαk---地基承载力特征值（kPa）；=fα---修正后的地基承载力特征值（kPa）；γ---基底面以下土的重度（kN/m3）；γm--基底面以上土的重度（kN/m3）；Bd---基础底面宽度（m）；d---基础埋置深度（m）；---地基承载力修正系数，见《挡土墙（重力式 衡重式 悬臂式）》地基承载力修正系数表E.1，由于篇幅原因，笔者在这里就不一一例举出来。

2.2 未考虑主动土压力分项系数的影响

对不同高度，不同重要性的挡土墙，其安全等级是不同的。

根据挡土墙的重要性等级不同，I、II、III级可依次取挡土墙主动土压力分项系数γE为1.40、1.25、1.10。

3 结论

通过本文的研究，得到以下主要结论：

1）《建筑地基基础设计规范》中挡土墙的抗倾覆安全系数计算的假定条件存在不足，实际的挡土墙发生的倾覆力矩中心不在墙趾处，而是位于墙趾与墙自重重心铅垂线之间的基底上，且不会超过该范围。

2）重力式挡土墙抗倾覆稳定分析时，不仅应该考虑地基承载力的影响，而且还应考虑主动土压力分项系数的影响。

3）通过分析地基承载力和主动土压力分项系数对重力式挡土墙的双重影响，得出了计算重力式挡土墙抗倾覆安全系数的修正公式，给实际事例中挡土墙的设计提供了一定的实用依据。

[1] GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》[S]，北京：中国建筑工业出版社，2011，65-69

[2] 黄太华，饶英明和谭萍，关于挡土墙的地基承载力验算及抗倾覆稳定性验算方法的探讨[J],岩土工程技术，2003（6）

TU471.4

：A

1007-6344（2017）08-0276-01

孙建邦(1994–)，男，硕士研究生，主要从事道路结构与材料方面的工作。