挡土墙设计规范样本文档格式.docx

1、6.7 地基沉降计算 （77）7 构造计算（79）7.1 普通规定 （79）7.2 构造应力分析 （81）8 地基解决（84）8.1 普通规定 （84）8.2 岩石地基解决 （84）8.3 土质地基解决 （85）1 总 则1.0.1 水工挡土墙重要是指附属于水工建筑物挡土建筑物。依照国内各类水利水电工程资料统 计，挡土墙重要作为水闸、涵洞、泵站等水工建筑物翼墙、岸墙，以及其他需要制止土体崩塌 挡土建筑物。至于水库溢洪道进水口、水电站进水口、水库岸坡、船闸闸室墙及导航墙等挡土建 筑物，在构造上虽具备与水工挡土墙相似特点，但因国家尚有其他现行原则，因而其设计还应 符合国家现行关于原则规定。挡土墙是

2、水利水电工程中面广量大建筑物，几乎在所有防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发 电等水利水电工程中都是不可缺少。它不但具备挡土作用，并且还兼有挡水、导水和侧向防渗等 各种功能，应用广泛和运用条件复杂是水工挡土墙两个显着特点。由于挡土墙功能各异，且地 基条件优劣、墙后填土高低等因素各不相似，加之国民经济发展水平在各发展阶段差别，因 此水工挡土墙至今始终没有一种统一设计原则。本规范是在总结 20 世纪 50 年代以来国内水利水 电工程建设实践经验基本上编制而成，目是为了适应水利水电工程建设需要，统一水工挡 土墙设计原则和技术规定，提高水工挡土墙设计水平。由于挡土墙在水利水电工程工程量和 造价中占有较大比

3、重，因而挡土墙设计必要做到安全可靠、经济合理两个方面规定。1.0.2 本条规定了本规范合用范畴为 13 级水工建筑物中挡土墙以及独立布置 14 级水工挡 土墙设计，其合用范畴不受地区性和地基条件限制；对于 4、5 级水工建筑物中挡土墙以及独立 布置 5 级水工挡土墙设计，可参照本规范使用。这一规定，对于新建水工挡土墙设计，或是水 工挡土墙扩建设计，都是适当。但是对于水工挡土墙加固，有时需要采用相应工程办法才干 满足规定。至于修建在湿陷性黄土、膨胀土等特殊土质地基上水工挡土墙地基解决设计，以及修 建在地震区或寒冷、寒冷地区挡土墙设计，还应符合国家现行关于原则规定。特别阐明，本规 范不合用于暂时性

4、挡土墙设计。广大工程技术人员在长期水利水电工程建设实践中积累了丰富经验，推出了各种新型挡 土墙构造型式。为适应水利水电工程建设发展需要，某些有特殊规定水工挡土墙或受力复杂 组合式挡土构造相继浮现。对于此类非常规类型挡土墙，其设计、施工都面临新状况，存在新 问题，因而规定在此类挡土墙设计中进行专门研究。1.0.3 水工挡土墙设计所需要各项基本资料重要涉及工程所在地气象、水文、地形、地质、试 验资料，以及工程施工条件、运用规定等。气象资料重要是指降雨、风力、气温资料等；水文资料 重要是指水位、流量、潮汐、泥沙、冰情资料等；地形资料重要是指两岸资料等；地质资料重要是 指工程地质、水文地质、地震烈度资

5、料等；实验资料重要是指岩石实验、土工实验资料等；工程施 工条件重要是指材料来源、对外交通运送、施工机具设备、水电供应条件等；运用规定重要是指水 利水电工程挡水、泄洪或控制泄水，以及其他综合运用规定等。对于不同挡土墙设计，所需 各项基本资料规定是不同，设计时应依照不同规定，收集设计需要各项基本资料。固然，这些基本资料并不是专门为挡土墙设计收集，而是在收集所属水利水电工程设计基本资料时一并进 行，但要兼顾到挡土墙设计特点和规定。1.0.4 20 世纪 50 年代以来，随着水利水电工程建设不断发展，各种新构造、新工艺、新材料也 不断地浮现。但无论采用何种新构造、新工艺、新材料，都应满足技术先进、安全

6、可靠、经济合理、实用耐久、管理以便规定。值得引起注意是，国内沿海地区 20 世纪 50 年代末和 60 年代初修建 某些水利水电工程，因历史因素而忽视耐久性规定，日后陆续发生混凝土碳化、钢筋锈蚀进 而引起顺筋裂缝等问题，影响到工程安全和使用寿命，因而不得不进行加固解决，这是一种教训。1.0.5 本规范中直接引用了国家和行业现行某些原则，由于国内原则体系尚在进一步完善，某些 原则也正在修订之中，因而，在使用中应密切注意这些原则最新版本，以保证这些原则使用有 效性。1.0.6 本条是现行水利行业原则水利技术原则编写规定（SL 1）规定引用典型用语。除了 本规范直接引用原则外，与本规范关于现行国家和

7、行业原则尚有：建筑构造荷载规范（GB 50009）；岩土工程勘察规范（GB 50021）；工程岩体分级原则（GB 5021894）；泵站设计规范（GB/T 5026597）；堤防工程设计规范（GB 5028698）；灌溉与排水工程设计规范（GB 5028899）；中华人民共和国地震动参数区划图（GB 18306）；土分类原则（GBJ 14590）；中小型水利水电工程地质勘察规范（SL 55）；水工混凝土构造设计规范（SL/T 19196）；水工建筑物抗震设计规范（SL 20397）；水工建筑物抗冰冻设计规范（SL 21198）；水利水电工程施工组织设计规范（SL 303）；水工建筑物荷载设计规

8、范（DL 507797）；建筑地基解决技术规范（JGJ 7991）；建筑桩基技术规范（JGJ 9494）等。3 级别划分与设计原则3.1 级别划分3.1.1 挡土墙是水工建筑物一某些，由于水工建筑物均有挡水规定，若一旦失事，下游地区将遭 受巨大损失，作为水工建筑物构成某些岸墙、翼墙等重要挡土建筑物，与所属水工建筑物安 全密切有关。又由于所属水工建筑物具备挡水、泄水、引水、抽水、排水、通航、发电，以及实现 河（渠）道与道路或河（渠）道与河（渠）道立体交叉等不同功能，水工挡土墙为满足所属水工建筑物这 些功能，除具备防止土体崩塌作用外，往往还具备挡水、导水、侧向防渗等各种作用。因而，水 工挡土墙设计

9、级别也应随所属水工建筑物级别相应拟定。需要阐明是，挡土墙作为水工建筑物一某些，也有重要和次要之分。普通状况下，次要建 筑物中挡土墙失事后普通不致直接危及主体建筑物安全且便于修复时，其设计级别可相应减少。 但是，处在水工建筑物防渗段范畴内岸墙、翼墙等，以及一旦失事将直接危及水工建筑物安全或 严重影响工程效益挡土墙，都属于重要建筑物中挡土墙，其设计级别应与所属主体建筑物设 计级别相似。本规范表 3.1.1 对水工挡土墙设计级别划分是与 GB 5020194 表 6.1.2 和 SL 252 表 2.2.1 规定是一致。各类水工建筑物级别已分别由 GB 5028899、GB 5028698、GB/T

10、 5026597 和 SL 252、SL 265、SL 253 等现行关于原则规定拟定，由于水工挡土墙是所属水工建筑 物一某些，因而，在按本规范 3.1.1 条拟定水工挡土墙设计级别时，应依照上述原则规定先确 定所属水工建筑物级别。3.1.2 在水利水电工程中，尚有一类挡土墙，它们是独立布置，并不与所属建筑物有较大关联， 例如水利水电工程区内进场道路路基挡土墙、移民区构筑庄台、水土保持设施中挡土墙等。 对于此类独立布置挡土墙级别拟定，应依照其重要性分析拟定。此类水工挡土墙级别划分，均 应符合 GB 5020194 和 SL 252 规定。3.1.3 现行城建行业原则都市防洪工程设计规范（CJJ

11、 5092）2.2.1 条规定，防洪建筑物级别根 据都市等别及其在工程中作用和重要性划分为四级，详见表 1。表 1 防洪建筑物级别都市等别永久性建筑物级别暂时性建筑物级别重要建筑物次要建筑物一134二2三四注：1、重要建筑物系指失事后使都市遭受严重灾害并导致重大经济损失建筑物，例如堤防、防洪闸等；2、次要建筑物系指失事后不致导致都市灾害或者导致经济损失不大建筑物，例如丁坝、护坡、谷坊；3、暂时性建筑物系指防洪工程施工期间使用建筑物，例如施工围堰等。由表 2 可以看出，按照 CJJ 5092 规定防洪建筑物级别，与国家现行关于原则规定有差别。一是按照都市等别只分为四等；二是四等都市永久性次要建筑

12、物为 4 级，而国家现行关于原则中 都规定为 5 级；高于国家现行关于原则，这重要是考虑到都市防洪工程重要性所拟定。为此， 本规范 3.1.2 条规定，都市防洪工程中水工挡土墙级别，应按 CJJ 5092 规定拟定。3.1.4 位于防洪（挡潮）堤上水工建筑物，其重要性与防洪（挡潮）堤是同样。有防洪（挡潮）堤上 水工建筑物即便规模不大，但一旦失事，其严重后果就象防洪（挡潮）堤失事同样，且较难修复， 因而防洪（挡潮）堤上水工建筑物级别只能高于或至少等于防洪（挡潮）堤级别，而绝对不能低于防 洪（挡潮）堤级别。对于防洪（挡潮）堤上水工建筑物挡土墙（岸墙、翼墙），如果失事后将直接危及 该水工建筑物安全，

13、则挡土墙设计级别应与该水工建筑物设计级别相似。与防洪（挡潮）堤交汇 跨河建筑物，其重要性与防洪（挡潮）堤也是同样，而处在跨河建筑物防渗段范畴内挡土墙，若 一旦失事，就像跨河建筑物失事同样，后果不堪设想，因而，跨河建筑物防渗段范畴内挡土墙设 计级别应与该跨河建筑物设计级别相似。3.1.5 对于 2、3 级水工挡土墙（如岸墙、翼墙等），若失事后直接危及所属水工建筑物安全，经论 证后可提高一种设计级别。对采用实践经验较少新型挡土墙构造，虽然失事后不会直接危及所属 水工建筑物安全，为积累建设经验，避免较大损失，此类挡土墙经论证也可提高一种设计级别。 固然，这些挡土墙级别提高，除了进行论证外仍需经关于部

14、门批准。3.1.6 在水利水电枢纽工程中，当挡土墙与两个或两个以上不同级别水工建筑物有关联时，可以 按照较高档别水工建筑物拟定挡土墙级别。如与 2 级建筑物和 3 级建筑物之间连接挡土墙，可 以按照 2 级建筑物挡土墙定级。固然，仍应按与否属于重要或次要挡土墙进行分析拟定。3.2 设计原则3.2.1 水工挡土墙分为有挡水规定和无挡水规定两类。除设计容许水流从墙顶漫溢挡土墙外，其 她有挡水规定永久性挡土墙除了具备防止土体崩塌作用外，其构造稳定和墙顶超高等都与洪水标 准有关。由于此类挡土墙与所属水工建筑物一起承担着挡水任务，因而其设计洪水原则应与所 属水工建筑物洪水原则一致。无挡水规定永久性挡土墙

15、，例如位于防洪水位以上挡土墙，当 然不作设计洪水原则规定。位于水工建筑物上、下游河道内挡土墙，例如作为河道护岸挡墙等，其洪水原则应与水工 建筑物上、下游河道设计洪水原则一致。位于挡洪建筑物上游翼墙，属于挡洪建筑物上游一 某些，其洪水原则只能与所属挡洪建筑物设计洪水原则相似，而绝对不能低于挡洪建筑物设计 洪水原则。位于水工建筑物下游翼墙，作为水工建筑物下游一某些，其设计洪水原则亦应与所 属水工建筑物设计洪水原则相似，只是防洪水位值与上游防洪水位值不同样。如泄洪建筑物泄 洪时下游洪水水位较高，但许多状况下泄洪建筑物下游消能防冲设施安全性往往受始流条件控 制，而下游翼墙墙前水位高低对其构造稳定又有较

16、大影响，因而泄洪建筑物下游翼墙还应 考虑相应于下游消能防冲设施设计洪水原则时也许浮现不利状况。设计洪水原则往往决定了水工建筑物规模和安全原则，挡土墙作为水工建筑物重要构成部 分，其设计洪水原则应与同级水工建筑物设计洪水原则一致。提高一种设计级别时，其面临洪水 机率却是与主体建筑物是一致，因而虽然按本规范 3.1.5 条规定提高一种设计级别后，挡土墙 设计洪水原则仍应与其同级水工建筑物设计洪水原则相一致。3.2.2 对于不容许水流从墙顶漫溢水工挡土墙，兼有挡土和挡水双重任务，如水工建筑物上游 翼墙，在所属水工建筑物关闸挡水时，无论是在正常蓄水位或最高挡水位条件下，由于风力作用， 墙前均会浮现波浪

17、（立波或破碎波波型），因而翼墙墙顶高程不应低于正常蓄水位（或最高挡水位）加 波浪计算高度与相应安全加高值之和。当所属水工建筑物系泄水建筑物，遇到设计洪水位（或校核洪 水位）必要开闸泄水时，由于流速影响，水面不会形成较高波浪，至少不会形成立波波型，因而 翼墙墙顶高程不应低于设计洪水位（或校核洪水位）与相应安全加高值之和。本规范表 3.2.2 规定水工挡土墙墙顶安全加高下限值与 SL265 规定是相应，当所属 水工建筑物关门挡水时，计及波浪计算高度；开闸泄洪时，不计波浪计算高度。为了不致使上游来 水（特别是洪水）漫过翼墙墙顶，危及所属水工建筑物安全，上述挡水和泄水两种状况下安全保 证条件应同步得到

18、满足。3.2.3 由于都市防洪工程级别划分与国家现行关于原则规定不一致，因而，本规范规定，都市 防洪工程中水工挡土墙，其墙顶安全加高值，应按现行城建行业原则 CJJ 5092 规定拟定。3.2.4 现行国标 GB 18306 合用范畴是“新建、扩建、改建普通建设工程抗震设防， 以及编制社会经济发展和国土运用规划”。因而，位于中华人民共和国地震动参数区划图相应区域内任 何水工建筑物，其抗震设防原则都不能任意变化。水工挡土墙抗震设计原则应与所属水工建筑物抗震设计原则相似，虽然按照本规范 3.1.4 条 规定提高一种设计级别时，其抗震设计原则仍应保持不变，但依照国家现行关于法规规定需要提高 抗震设计

19、原则状况除外，例如对于重要 1 级水工建筑物经论证并报上级主管部门批准需要提高 其抗震设计原则状况，以及经省级以上地震部门核定需要提高抗震设计原则状况等。3.2.5 砌石构造是水工挡土墙惯用、也是最古老构造型式，由于石料强度往往高于其粘结材 料强度，因而砌石构造多为重力式或半重力式挡土墙。对于此类构造，其墙身构造强度需要按偏心 受压或剪切受力状态验算。由于 SL 25 已有规定，因而砌石构造在构造强度验算时，其构造 构件强度安全系数均可按该原则规定采用。3.2.6 混凝土构造也是惯用水工挡土墙构造型式，由于混凝土属于塑性材料，且抗拉强度也不高， 也多为重力式或半重力式挡土墙。对于此类构造，其墙

20、身构造强度也需要按偏心受压或剪切受力状 态验算。钢筋混凝土构造强度高，构造构件尺寸可大大缩小，合用于除重力式和半重力式以外各种 挡土墙构造型式，因而钢筋混凝土构造在水工挡土墙应用较广泛。由于构件尺寸相对较小，因而钢 筋混凝土构造挡土墙除了应依照其受力条件验算其强度外，还应按其使用条件需要，验算构造构件抗裂规定或最大裂缝开展宽度，以保证构造构件安全和使用功能。 混凝土和钢筋混凝土构造构件强度安全系数，以及钢筋混凝土构造构件抗裂和最大裂缝开展宽度验算安全系数，在 SDJ 2078 中已有规定，设计中可直接按该原则规定采用。3.2.7 沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数，反映了挡土墙与否安全与经济指标。

21、而对于抗滑稳 定安全系数容许值合理规定，涉及了所采用计算理论、计算办法、计算指标，以及国家技术 经济政策。如果规定抗滑稳定安全系数容许值过于偏高或偏低，将导致工程挥霍或不安全。因 此，在实际应用中，未经充分论证，不应任意提高或减少规范规定抗滑稳定安全系数容许值。 本规范表 3.2.7 规定沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数容许值 GB 5028698 以及 SL 265 规定是与之相应。但必要指出，表 3.2.7 规定沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数容许值应与表中规定相应计算 公式配套使用，切不可将表中规定容许值用来检查非表中规定其他公式计算成果。3.2.8 由于挡土墙底板如下土质地基和墙后回填土两

22、个某些联在一起，其稳定计算边界条件比 较复杂，尚有深层抗滑稳定问题。因而，对于挡土墙地基整体稳定可采用瑞典圆弧滑动法计算。 按瑞典圆弧滑动法计算挡土墙深层抗滑稳定安全系数也应满足表 3.2.7 规定容许值。土质地基上建筑物经常遇到持力层内夹有软弱土层状况。由于软弱土层抗剪强度低，在水 平向荷载作用下，有也许产生沿软弱土层滑动，因而当土质地基持力层内夹有软弱土层时，还应 采用折线滑动法（复合圆弧滑动法）对软弱土层进行整体抗滑稳定验算。按折线滑动法（复合圆弧滑动 法）计算挡土墙深层抗滑稳定安全系数也应满足表 3.2.7 规定容许值。折线滑动法（复合圆弧滑动 法）可参见关于土力学、地基与基本设计计算

23、手册。3.2.9 对于岩石地基上挡土墙，本地基中存在软弱构造面时，需要核算沿软弱构造面滑动整体 稳定安全系数。岩石地基上挡土墙整体稳定性普通是按照抗剪断办法来进行核算。依照关于设 计单位经验，如果这时整体稳定安全系数容许值依然按照本规范表 3.2.7 中按公式（6.3.5-1）计算 时规定采用，是偏于保守。但是究竟可以减少多少，还缺少一定实践经验。考虑到某些设计 单位已经按照表 3.2.7 中容许值减少 0.5 甚至减少 1.0 采用，且工程还是安全，经本规范送审稿 审查会研究，建议岩石地基上挡土墙沿软弱构造面整体滑动时，按抗剪断计算稳定安全系数允 许值，可按表 3.2.7 中按公式（6.3.

24、6）计算时规定容许值减少采用。至于减少数值，可依照工程实 践经验和地质条件研究拟定，本规范暂不作规定。3.2.10 有锚碇墙板桩式挡土墙是依托作用在插入地基板桩和置入墙后填土内也许滑动面以外 锚碇墙上被动土压力来维持构造整体稳定，其锚碇墙抗滑稳定安全系数应按本规范表 3.2.10 规定采用。3.2.11 按照 SL/T 22598 规定，加筋式挡土墙在验算沿水平向抗滑稳定性和按圆弧滑动法验 算整体深层抗滑稳定性时，无论挡土墙级别和荷载组合状况，其抗滑稳定安全系数均应不不大于等于1.30。本规范编制时以为，抗滑稳定安全系数不不大于等于 1.30 是适当，同步加筋式挡土墙当前在级别较高工程中应用较

25、少，暂时不考虑挡土墙级别也是可以。但是，对于荷载组合状况，即在 基本荷载组合和特殊荷载组合时，应有所区别。参照土质地基上其她类型挡土墙抗滑稳定安全 系数容许值取值范畴，在基本荷载组合和特殊荷载组合时差距约在 0.10.15 之间，因而，本规范 规定，在基本荷载作用下加筋式挡土墙抗滑稳定安全系数容许值采用 1.40，特殊荷载作用下抗 滑稳定安全系数容许值采用 1.30。3.2.12 SL 265 规定，对于土质地基上挡土墙，其抗倾覆稳定是由地基稳定性和控制基底大 小应力比值来保证， GB 5028698 中规定，防洪墙（即挡土墙）按堤防工程级别分为 5 级，正常 运用期抗倾覆稳定安全系数容许值为

26、 1.61.4 之间，非正常运用期抗倾覆稳定安全系数容许值 为 1.51.3 之间，两个原则规定不统一。抗滑稳定和抗倾覆稳定都是衡量挡土墙安全性重要指 标，对工程投资有直接影响，按建筑物级别分级取用抗倾覆稳定安全系数较为合理。因而，本规范3.2.12 条规定挡土墙抗倾覆稳定安全系数容许值与 GB 5028698 是一致。3.2.13 岩基上翼墙抗倾覆稳定安全系数容许值拟定，以在各种荷载作用下不倾倒为原则，但应有 一定安全储备。参照现行关于规范对抗倾覆稳定安全系数容许值规定，本规范规定，13 级水 工挡土墙，在基本荷载组合条件下，抗倾覆稳定安全系数不应不大于 1.50，4 级水工挡土墙抗倾覆稳

27、定安全系数不应不大于 1.40；在特殊荷载组合条件下，抗倾覆稳定安全系数不应不大于 1.30。3.2.14 对于挡土墙来说，空箱式挡土墙抗浮稳定性规定是个特例。参照现行关于原则规定，本 规范 3.2.14 条规定，无论挡土墙级别和地基条件，在基本荷载组合条件下，其抗浮稳定安全系数 不应不大于 1.10；在特殊荷载条件下，其抗浮稳定安全系数不应不大于 1.05。4 工程布置4.1 普通规定4.1.1 水工挡土墙是水利水电工程中重要构筑物，其作用除了防止土体崩塌外，重要是与所属水 工建筑物一起承担防洪、治涝、灌溉、供水、通航、发电等任务，具备挡水、导水和侧向防渗等作 用。因而，应依照所属水工建筑物

28、地形、地质、水流等条件，以及所属枢纽工程中各建筑物功 能、特点、运用规定等，合理安排好挡土墙与其他建筑物相对位置。如能布置紧凑协调，就可组 成整体效益最大有机联合体，以充分发挥整个枢纽工程作用；反之，不但影响整个枢纽工程 正常运用，并且还将增长枢纽工程中各建筑物施工难度和工程造价。特别是岸墙和翼墙布置， 不但影响水流和侧向防渗条件，并且事关整个工程安全，某些水工建筑物失事，往往是由于翼 墙或岸墙破坏，导致所属水工建筑物随之破坏严重后果。4.1.2 水利水电工程中挡土构筑物种类较多，有用以连接所属水工建筑物上、下游两岸并兼有挡 土、挡水、导水和侧向防渗作用翼墙，有为满足所属水工建筑物防止土体崩塌

29、和侧向渗流而设立 岸墙，有河（渠）道两岸直立墙（如驳岸），也有道路两侧、移民区庄台和水土保持区挡墙等。本 规范中将水工挡土墙按其在所属建筑物中位置及功能规定分为翼墙、岸墙和挡墙三类。4.1.3 水工挡土墙型式诸多，重要有重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、空箱式、板桩 式、锚杆式和加筋式等断面构造型式，尚有将以上两种及两种以上基本构造型式合并组合式构造。 设计中应如何选用挡土墙构造型式，重要是考虑其受力条件。此外，尚有贴坡式构造，虽然也有 防止土体崩塌作用，但在水利水电工程中，还是属于护坡工程，因而，本规范中未将贴坡式构造列入。在 20 世纪 50 年代初期，国内水工挡土墙多数采用重力式和空箱式构造，建筑材料以采用浆 砌块石居多。由于地基解决技术水平较低，在坚实及中档坚实地基上采用重力式或半重力式构造、在软弱地基上采用空箱式构造几乎成为一种固定模式。20 世纪 60 年代至 70 年代，由于受当时历 史条件限制，建筑材料供应跟不上工程建设