水工挡土墙设计规范SL379doc.docx

1、水工挡土墙设计规范SL379doc中华人民共和国水利行业标准SL 水工挡土墙设计规范Design specification for hydraulic retaining wall (送审稿) 发布实施水工挡土墙设计规范编制组2006 年5 月前言水利部水利水电规划设计管理局水规局科20011 号“关于下达2001 年度水利水电勘测设计技术标准制定、修订项目计划及主编单位的通知”将水工挡土墙设计规范(以下简称“本规范”) 列为水利行业标准的制定标准项目，并指定由江苏省水利勘测设计研究院负责编制。据此，编制本规范。本规范共9 章17 节175 条和3 个附录，其主要技术内容包括：总则、术语、级

2、别划分、设计标准、工程布置、荷载、稳定计算、结构计算和地基处理等。本规范是我国首次编制的水工挡土墙设计规范。在编制过程中，总结了国内水工挡土墙的主要设计方法，参考了有关工程实践经验和科学研究成果，经多方面征求意见，并反复讨论和修改后，由本规范主持机构审定。本规范的强制性条款有：、.(条款号待定)，并以黑体字标识。本规范批准部门：中华人民共和国水利部本规范主持机构：水利部水利水电规划设计管理局本规范解释单位：水利部水利水电规划设计总院本规范主编单位：江苏省水利勘测设计研究院有限公司本规范出版、发行单位：中国水利水电出版社本规范主要起草人：张平易陈登毅许宗喜宦国胜顾美娟何定恩本规范审查会议技术负责

3、人：本规范体例格式审查人：目次1 总则(1) 2 术语(2) 3 级别划分(4) 4 设计标准(5) 5 工程布置(8)5.1 一般规定(8) 5.2 结构布置(8) 5.3 防渗与排水布置(11) 6 荷载(13) 6.1 荷载分类及其组合(13) 6.2 荷载计算(14) 7 稳定计算(15) 7.1 一般规定(15) 7.2 抗渗稳定计算(16) 7.3 抗滑稳定计算(17) 7.4 抗倾覆稳定计算(20) 7.5 抗浮稳定计算(21) 7.6 地基整体稳定计算(21) 7.7 地基沉降计算(22) 8 结构计算(23) 8.1 一般规定(23) 8.2 结构应力分析(24) 9 地基处

4、理(26) 9.1 一般规定(26) 9.2 岩石地基处理(26) 9.3 土质地基处理(26)附录土压力计算(32)附录挡土墙稳定计算(42)附录挡土墙结构计算(48)本规范用词说明(54)条文说明(55)1 总则1.0.1 为适应水利水电工程建设需要，统一水工挡土墙的设计标准和技术要求，提高水工挡土墙设计水平，做到技术先进、安全可靠、实用耐久、经济合理、管理方便，特制定本规范。1.0.2 本规范适用于新建、扩建的水工挡土墙设计。水工挡土墙的加固、改建设计可参照使用。对于有特殊要求的1 级水工挡土墙设计，以及采用新型结构或受力复杂的挡土墙设计，应进行专门研究。1.0.3 水工挡土墙设计应认真

5、搜集和整理各项基本资料。选用的基本资料应准确可靠，满足设计要求，并与所属水工建筑物相协调。1.0.4 水工挡土墙设计应从实际出发，广泛吸取工程实践经验，积极采用新结构、新材料、新技术、新工艺。1.0.5 水工挡土墙的安全监测设计应与所属水工建筑物设计统一编制。1.0.6 水工挡土墙设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。2 术语2.0.1 水工挡土墙hydraulic retaining wall 附属于水工建筑物的承受土压力、防止土体塌滑的挡土建筑物。2.0.2 永久性水工挡土墙 permanent hydraulic retaining wall 水利水电工程运用期间长期使

6、用的挡土建筑物。2.0.3 临时性水工挡土墙 temporary hydraulic retaining wall 为水利水电工程施工及维修期间使用而修建的挡土建筑物。2.0.4 岸墙 side wall 修建在河岸或与水工建筑物相连接，用以挡土的建筑物。2.0.5 翼墙 wing wall 修建在水工建筑物上、下游两侧，用以引导水流并兼有挡土及侧向防渗作用的建筑物。2.0.6 重力式挡土墙 gravity retaining wall 由墙身和底板构成的、主要依靠自身重量维持稳定的挡土建筑物。2.0.7 半重力式挡土墙 semigravity retaining wall 为减少圬工砌筑量而

7、将墙背建造为折线型的重力式挡土建筑物。2.0.8 衡重式挡土墙 shelf retaining wsll 墙背设有衡重台(减荷台)的重力式挡土建筑物。2.0.9 悬臂式挡土墙 cantilever retaining wall 由底板及固定在底板上的悬臂式直墙构成的，主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。2.0.10 扶壁式挡土墙(扶垛式挡土墙) counterfort retaining wall 由底板及固定在底板上的直墙和扶壁构成的，主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。2.0.11 空箱式挡土墙 chamber retaining wall 由底板、顶板及立墙组成空箱状

8、的，依靠箱内填土或充水的重量维持稳定的挡土建筑物。2.0.12 连拱式挡土墙 multipearch retauning wall 临土侧由倾斜连续拱圈组成的空箱式挡土建筑物。2.0.13 板桩式挡土墙 sheep-pile retaining wall 利用板桩挡土，依靠自身锚固力或设帽梁、拉杆及固定在可靠地基上的锚碇墙维持稳定的挡土建筑物。2.0.14 锚杆式挡土墙 anchor retaining wall 利用板肋式、格构式或排桩式墙身结构挡土，依靠固定在岩石或可靠地基上的锚杆维持稳定的挡土建筑物。2.0.15 加筋式挡土墙 reinforced retaining wall 利用较薄

9、的墙身结构挡土，依靠墙后布置的土工织物减少土压力以维持稳定的挡土建筑物。2.0.16 前趾 foretoe 为调整挡土建筑物重心，其底板向墙前挑出一定长度的部分。3 级别划分3.0.1 水工挡土墙应根据所属水工建筑物的设计级别，按挡土墙的作用和重要性划分级别，其级别应按表3.0.1 确定。表3.0.1 水工挡土墙级别划分所属水工建筑物级别永久性挡土墙级别临时性挡土墙级别主要部位挡土墙次要部位挡土墙1 1 3 4 2 2 3 4 3 3 4 5 4 4 5 5 5 5 5 注：1、主要部位挡土墙是指处于水工建筑物防渗段范围内的岸墙、翼墙， 以及一旦失事将直接危及所属水工建筑物安全或严重影响工程效

10、益的挡土墙； 2、次要部位挡土墙是指失事后不致直接危及水工建筑物安全或对工程效益影响不大并易于修复的挡土墙。所属水工建筑物的级别可分别按现行的国家标准灌溉与排水工程设计规范(GB 5028899)、堤防工程设计规范(GB 5028698)、泵站设计规范(GB/T 5026597)和现行的水利行业标准水利水电工程等级划分及设计标准(SL 2522000)、水闸设计规范(SL 2652001)、溢洪道设计规范(SL 2532000)等标准的规定确定。3.0.2 城市防洪工程中水工挡土墙的级别，应按现行的行业标准城市防洪工程设计规范(CJJ 50 92)的规定确定。、3.0.3 对于特别重要的特大型

11、水利水电工程，其临时性挡土墙的级别，应根据被保护对象的规模、作用及重要性研究确定，但其最高级别不应高于或等同于被保护对象的级别。3.0.4 位于防洪(挡潮)堤上具有直接防洪(挡潮)作用的水工挡土墙，其级别不应低于所属防洪(挡潮) 堤的级别。3.0.5 对失事后直接危及所属水工建筑物安全，或采用实践经验较少的新型结构的25 级永久性挡土墙，经论证并报主管部门批准后可提高一级设计；对失事后造成损失不大或影响较小的14 级永久性挡土墙，经论证并报主管部门批准后可降低一级设计。4 设计标准4.0.1 永久性水工挡土墙的洪水标准应与所属水工建筑物的洪水标准一致。所属水工建筑物的洪水标准应按现行的国家标准

12、防洪标准(GB 5020194)、GB 5028899、GB 5028698、GB/T 50265 97 和现行的水利行业标准SL 2522000、SL 2652001、SL 2532000 等标准的规定确定。4.0.2 城市防洪工程中永久性水工挡土墙的洪水标准，应按现行的行业标准CJJ 5092 的规定确定。4.0.3 临时性水工挡土墙的洪水标准应根据水文、气象等条件，结合当地工程经验，按表4.0.3 的规定幅度合理选定。对失事后果严重的重要工程，应考虑遭遇超标准洪水的应急措施。表4.0.3 临时性水工挡土墙洪水标准临时性挡土墙级别4 5 洪水重现期 (a) 105 53 对于特别重要的特大

13、型水利水电工程中的临时性挡土墙，其洪水标准应作专门研究。4.0.4 不允许漫顶的水工挡土墙墙前有挡水或泄水要求时，墙顶的安全加高值不应小于表4.0.4 规定的下限值。表4.0.4 水工挡土墙墙顶安全加高下限值(m) 运用情况挡土墙级别1 2、3 4、5 挡水正常运行水位0.7 0.5 0.3 最高挡水位0.5 0.4 0.2 泄水设计洪水位1.5 1.0 0.5 校核洪水位1.0 0.7 0.4 城市防洪工程中的水工挡土墙，其墙顶安全加高值应按现行的行业标准CJJ 5092 的规定确定。4.0.5 永久性水工挡土墙的抗震设防标准应根据现行的国家标准中国地震动参数区划图(GB183062001)

14、确定，并应与所属水工建筑物的抗震设防标准相协调。4.0.6 对于砌石挡土墙，不论其级别，其结构构件强度安全系数应按表4.0.6 的规定采用。表4.0.6 砌石挡土墙结构构件强度安全系数受力特征 荷载组合 基本特殊受压 2.40 2.00 受拉、受弯和受剪 3.30 2.60 4.0.7 混凝土挡土墙结构构件强度安全系数应按表4.0.7 的规定采用。表4.0.7 混凝土挡土墙结构构件强度安全系数受力特征 挡土墙级别及荷载组合1 2、3 4、5 基本特殊基本特殊基本特殊按抗压强度计算的受压、局部承压构件1.80 1.65 1.70 1.55 1.60 1.45 按抗拉强度计算的受压、受弯、受拉构件

15、2.80 2.30 2.65 2.20 2.50 2.10 4.0.8 钢筋混凝土挡土墙结构构件强度安全系数应按表4.0.8 的规定采用。表4.0.8 钢筋混凝土挡土墙结构构件强度安全系数受力特征 挡土墙级别及荷载组合1 2、3 4、5 基本特殊基本特殊基本特殊偏心受压构件、局部承压、斜截面受剪、受扭1.70 1.55 1.60 1.45 1.50 1.40 受弯构件1.65 1.45 1.50 1.40 1.40 1.35 4.0.9 不允许出现裂缝的钢筋混凝土挡土墙结构构件，其抗裂安全系数应按表4.0.9 的规定采用。表4.0.9 钢筋混凝土挡土墙结构构件抗裂安全系数受力特征挡土墙级别1

16、2、3 4、5 小偏心受拉1.25 1.20 1.15 受弯、偏心受压、大偏心受拉1.15 1.10 1.05 4.0.10 需要验算裂缝开展宽度的钢筋混凝土挡土墙结构构件，其最大裂缝宽度的计算值不应大于表4.0.10 规定的允许值。表4.0.10 钢筋混凝土挡土墙结构构件最大裂缝开展宽度的允许值结构所处条件最大裂缝开展宽度的允许值(mm) 经常处于水下水质无侵蚀性水力梯度小于或等于200.30 水力梯度大于200.20 水质有侵蚀性水力梯度小于或等于200.25 水力梯度大于200.15 水位变动区水质无侵蚀性年冻融循环次数小于或等于50 0.25 年冻融循环次数大于50 0.15 水质有侵

17、蚀性或海水0.15 经常处于水上0.30 4.0.11 沿挡土墙基底面的抗滑稳定安全系数不应小于表4.0.11 规定的允许值。表4.0.11 沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数的允许值荷载组合土质地基岩石地基挡土墙级别按公式(7.3.5-1) 计算时按公式(7.3.6) 计算时挡土墙级别 1 2、 3 4 、5 1 2、 3 4、 5 基本组合1.35 1.25 1.15 1.10 1.05 1.00 3.00 特殊组合. 1.20 1.10 1.05 1.05 1.00 1.00 2.50 . 1.10 1.05 1.00 1.00 2.30 注：. 特殊组合. 适用于施工情况及校核洪水位情况，

18、. 特殊组合. 适用于地震情况。4.0.12 当土质地基上的挡土墙沿软弱土体整体滑动时，按瑞典圆弧法或折线滑动法计算的抗滑稳定安全系数不应小于表4.0.11 规定的允许值。4.0.13 当岩石地基上的挡土墙沿软弱结构面整体滑动时，按公式(7.3.6)计算的稳定安全系数允许值，可按表4.0.11 中相应规定的允许值降低0.5 采用。4.0.14 有锚碇的板桩式挡土墙，其锚碇墙抗滑稳定安全系数不应小于表4.0.14 规定的允许值。表4.0.14 锚碇墙抗滑稳定安全系数的允许值荷载组合挡土墙级别1 2、3 4、5 基本组合1.50 1.40 1.30 特殊组合1.40 1.30 1.20 4.0.1

19、5 对于加筋式挡土墙，不论其级别，基本荷载组合条件下的抗滑稳定安全系数不应小于1.40， 特殊荷载组合条件下的抗滑稳定安全系数不应小于1.30。4.0.16 挡土墙的抗倾覆安全系数不应小于表4.0.16 规定的允许值。表4.0.16 挡土墙抗倾覆安全系数的允许值荷载组合挡土墙级别1 2、3 4、5 基本组合1.60 1.50 1.40 特殊组合1.50 1.40 1.30 4.0.17 对于空箱式挡土墙，不论其级别和地基条件，基本荷载组合条件下的抗浮稳定安全系数不应小于1.10，特殊荷载组合条件下的抗浮稳定安全系数不应小于1.05。5 工程布置5.1 一般规定5.1.1 水工挡土墙布置应根据工

20、程所在地的地形、地质、水流等条件以及所属水工建筑物的总体布置、功能、特点、运用要求等确定，做到紧凑合理、协调美观。5.1.2 水工挡土墙按其所在位置、功能要求可分为岸墙和翼墙两种类型。5.1.3 水工挡土墙按其受力条件可采用重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、空箱式、板桩式、锚杆式或加筋式等断面结构型式。根据工程需要，水工挡土墙也可采用由两种以上基本结构型式组成的组合式挡土结构。设计水工挡土墙时应认真分析现场地形、地质条件、填土性质、荷载种类以及建筑材料来源等，合理确定挡土墙的型式和结构尺寸。5.2 结构布置5.2.1 用作岸墙的挡土墙，宜采用直线式布置；根据工程需要，也可采用直线与圆弧

21、(椭圆弧)组合的布置型式。5.2.2 用作翼墙的挡土墙，按所属水工建筑物的总体布置要求，可采用圆弧(椭圆弧)式、直线与圆弧(椭圆弧)组合式、曲线式、折线式、扭曲面式等型式。5.2.3 水工建筑物的上游(进水侧)翼墙宜采用圆弧(椭圆弧)式或直线与圆弧(椭圆弧)组合式布置，下游(出水侧)翼墙宜采用直线与圆弧(椭圆弧)组合式、圆弧(椭圆弧)式、曲线式或折线式布置；当挡土高度不大、且地质条件较好时，水工建筑物的翼墙也可采用扭曲面式布置。5.2.4 设有通航孔的水工建筑物，其上、下游翼墙兼作导航墙时，可根据通航要求设置助航设施。5.2.5 结合岸墙、翼墙的布置设置鱼道、小型水力发电机组或抽水机组的水工建

22、筑物，其岸墙、翼墙应根据工程需要，分别兼顾鱼道、小型水力发电机组或抽水机组以及进、出水管路的布置特点和水流条件等要求布置。5.2.6 重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式和空箱式挡土墙结构的重心均宜与底板中心相接近。5.2.7 土质地基上挡土墙的结构型式，可根据地质条件、挡土高度等选用。1 在中等坚实地基上，挡土高度在6m 以下时，宜采用重力式、半重力式或悬臂式结构；挡土高度在6m 以上时，可采用扶壁式结构；当挡土高度较大、且地基条件不能满足上述结构型式要求时，可采用空箱式或空箱与扶壁组合式结构。2 在松软地基上，宜采用空箱式结构，也可采用板桩式结构。3 在松软地基上采用板桩式挡土墙时，可

23、根据土质条件和施工方法选用打入式或现浇式(地下连续墙)墙体，并可根据结构稳定要求选用无锚或有锚结构。4 在坚实地基和人工加固地基上，挡土墙的结构型式可不受挡土高度的限制，但应考虑材料特性的约束条件。5 当墙后为稳定的岩质或土质边坡采用锚杆式挡土墙时，其墙体应根据墙后岩土分布状况选用板肋式、格构式或排桩式结构。墙后为岩质边坡时，可采用板肋式或格构式结构；墙后为土质边坡时，宜采用排桩式结构。新回填的土质边坡不宜采用锚杆式挡土墙。6 在稳定的地基上建造挡土建筑物时，可采用加筋式挡土墙结构。加筋式挡土墙的墙面宜采用带企口的预制混凝土块砌筑，但应妥善处理好墙面结构的防渗或导滤问题，并可根据墙后填土的潜在

24、破坏面的形状选用刚性筋式或柔性筋式，前者采用加筋带或刚性大的土工格栅，后者采用土工织物。7 当需要结合布置鱼道、小型水力发电机组或抽水机组时，挡土墙可采用空箱式或空箱与扶壁组合式结构。8 冻胀土或膨胀土地基上的挡土墙宜选用能适应地基变形的整体结构。9 地震区的挡土墙宜选用钢筋混凝土整体结构，8 度及8 度以上地震区的挡土墙不宜采用砌石结构。5.2.8 岩石地基上挡土墙结构型式的选用可不受挡土高度的限制，但应考虑地基及材料特性的约束条件。5.2.9 挡土墙的墙顶不宜低于墙后填土平台的高程。当墙前挡水时，挡土墙的墙顶高程不应低于所属水工建筑物正常运行水位(或最高挡水位)加波浪计算高度与相应安全加高

25、值之和；当墙前泄水时，挡土墙的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。挡土墙墙顶安全加高值不应小于本规范表4.0.4 规定的下限值。挡土墙墙顶高程的确定，还应考虑下列因素：软弱地基上地基沉降的影响；多泥沙河流上、下游河道变化引起水位升高或降低的影响；防洪(挡潮)堤上水工建筑物两侧堤顶可能加高的影响等。墙前有挡水或泄水要求的挡土墙，可在墙顶设置挡浪板，其板顶应满足上述挡土墙墙顶高程的要求。5.2.10 挡土墙的墙顶宽度应根据墙体建筑材料和填土高度合理确定。混凝土或钢筋混凝土挡土墙的墙顶宽度不应小于0.3m，砌石挡土墙的墙顶宽度不宜小于0.5m；墙后填土不到顶时，墙顶宽度宜

26、适当放宽。5.2.11挡土墙底板的埋置深度应根据地形、地质、水流冲刷条件，以及结构稳定和地基整体稳定要求等确定。1 当挡土墙墙前有可能被水流冲刷的土质地基，挡土墙墙趾埋深应低于计算冲刷深度以下1.0m，否则应采取可靠的防冲护砌措施。2 无论是岩石地基或土质地基，挡土墙底板顶面均不应高于墙前地面高程；对于无底板的挡土墙，其墙趾埋深应至少低于墙前地面以下0.51.0m。 3 当挡土墙布置在沿墙长方向的纵向坡上时，其底部可按阶梯形分段布置。每个台阶长度不应小于2.0m，相邻台阶高差不宜大于2.0m。挡土墙除应满足墙趾埋深的要求外，还应满足挡土墙纵向稳定的要求。4 对于冻胀土或膨胀土地基上的挡土墙，应

27、重视墙前地基土层冻胀或膨胀对结构稳定的不利影响，其底板顶面高程应置于可能被冻胀或膨胀的土层以下，否则应采取工程措施。5.2.12 挡土墙的底板厚度应根据结构强度要求确定。混凝土或钢筋混凝土挡土墙的底板厚度不宜小于0.3m，砌石挡土墙的底板厚度不宜小于0.5m，采用桩基础时底板宜加厚；底板的前趾伸出长度及宽度应根据结构稳定要求确定。土质地基上的挡土墙底板底部宜设置齿墙，齿墙深度可采用0.5 1.0m 。5.2.13 挡土墙的迎水面宜采用略向后倾(坡比1:0.051:0.1)或垂直的结构型式。5.2.14 重力式挡土墙墙身宜采用直线形背坡，半重力式挡土墙墙身宜采用折线形背坡。重力式、半重力式挡土墙

28、墙底宽度和半重力式挡土墙背坡折点处的墙身宽度应根据结构强度要求确定。5.2.15 衡重式挡土墙尺寸应根据结构稳定和地基强度的要求确定。衡重台可设置在0.40.5 倍墙高处，衡重台以上为梯形断面，衡重台以下为4:15:1 的倒坡。5.2.16 悬臂式挡土墙墙体可采用上薄下厚的结构型式，其墙体截面厚度应根据结构强度要求确定。5.2.17 扶壁式挡土墙墙体可采用等厚度或上薄下厚的结构型式；扶壁宜为等厚度，扶壁坡比可根据挡土墙的结构稳定要求确定。墙体与扶壁、墙体与底板之间宜设贴角。墙体及扶壁的截面厚度应根据结构强度要求确定。5.2.18 空箱式挡土墙墙体宜采用等厚度的结构型式，其水平截面的布置及尺寸应根据结构稳定和强度的要求确定。墙体与墙体、墙体与底板之间宜设贴角。空箱式挡土墙的前墙留有进水孔时，前墙上部应留有足够面积的排气孔。连拱空箱式挡土墙宜采用有前墙的结构型式。连拱宜采用等截面圆弧拱，前墙、隔墙宜采用等厚度的结构型式，隔墙坡比可根据挡土墙的结构稳定要求确定。5.2.19 板桩式挡土墙的厚度应根据结构稳定、强度及耐久性的要求确定。钢板桩的最小厚度不宜小于12mm，钢筋混凝土板桩的最小厚度不宜小于0.3m，板桩的宽度及搭接型式可根据施工工艺条