6.7 土质边坡与重力式挡墙
6.7.1 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。排水孔应沿着横竖两个方向设置，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，应在坡脚处设置截水沟。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。
6.7.2 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，可按表6.7.2确定。
表6.7.2 土质边坡坡度允许值
注：1. 表中碎石土的充填物为坚硬或硬塑状态的黏性土；
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脚及坡面上积水。
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。
6.7.3 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式(6.7.3-1)进行计算。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也可采用楔体试算法图解求得。
Ea=(1/2)ψaγh2ka (6.7.3-1)
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。
图6.7.3 有限填土挡土墙土压力计算示意
1—岩石边坡；2—填土
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)] (6.7.3-2)
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＝0.33φk，φk为填土的内摩擦角标准值(°)。
6.7.4 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。在特强冻涨、强冻涨地区应考虑冻涨的影响。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。
6.7.5 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(图6.7.5-1)：
[(Gn＋Ean)μ]/(Eat－Gt) ≥1.3 (6.7.5-1)
Gn＝GcosαO (6.7.5-2)
Gt＝GsinαO (6.7.5-3)
Eat＝Easin(α－αO－δ) (6.7.5-4)
Ean＝Eacos(α－αO－δ) (6.7.5-5)
式中：G——挡土墙每延米自重(kN)；
αO——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(°)，可按表6.7.5-1选用；
μ——土对挡土墙基底的摩擦系数，由试验确定，也可按表6.7.5-2选用。
图6.7.5-1 挡土墙抗滑稳定验算示意
表6.7.5-1 土对挡土墙墙背的摩擦角δ
注：φk为墙背填土的内摩擦角。
表6.7.5-2 土对挡土墙基底的摩擦系数μ
注：1. 对易风化的软质岩和塑性指Ip大于22的黏性土,基底摩擦系数应通过试验确定；
2. 对碎石土,可根据其密实程度、填充物状况、风化程度等确定。
3. 抗倾覆稳定性应按下列公式进行验算(图6.7.5-2)：
(Gx0＋Eazxf)/(Eaxzf)≥1.6 (6.7.5-6)
Eax＝Easin(α－δ) (6.7.5-7)
Eaz＝Eacos(α－δ) (6.7.5-8)
xf＝b－zcotα (6.7.5-9)
zf＝z－btanα0 (6.7.5-10)
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)。
图6.7.5-2 挡土墙抗倾覆稳定验算示意
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。
条文说明
6.7 土质边坡与重力式挡墙
6.7.1 边坡设计的一般原则：
1. 边坡工程与环境之间有着密切的关系，边坡处理不当，将破坏环境，毁坏生态平衡，治理边坡必须强调环境保护。
2. 在山区进行建设，切忌大挖大填，某些建设项目，不顾环境因素，大搞人造平原，最后出现大规模滑坡，大量投资毁于一旦，还酿成生态环境的破坏。应提倡依山就势。
3. 工程地质勘察工作，是不可缺少的基本建设程序。边坡工程的影响面较广，处理不当就可酿成地质灾害，工程地质勘察尤为重要。勘察工作不能局限于红线范围，必须扩大勘察面，一般在坡顶的勘察范围，应达到坡高的1倍～2倍，才能获取较完整的地质资料。对于高大边坡，应进行专题研究，提出可行性方案经论证后方可实施。
4. 边坡支挡结构的排水设计，是支挡结构设计很重要的一环，许多支挡结构的失效，都与排水不善有关。根据重庆市的统计，倒塌的支挡结构，由于排水不善造成的事故占80％以上。
6.7.3 重力式挡土墙上的土压力计算应注意的问题：
1. 土压力的计算，目前国际上仍采用楔体试算法。根据大量的试算与实际观测结果的对比，对于高大挡土结构来说，采用古典土压力理论计算的结果偏小，土压力的分布也有较大的偏差。对于高大挡土墙，通常也不允许出现达到极限状态时的位移值，因此在土压力计算式中计入增大系数。
图24 墙体变形与土压力
1—测试曲线；2—静止土压力；3—主动土压力；4—墙体变形；5—计算曲线
2. 土压力计算公式是在土体达到极限平衡状态的条件下推导出来的，当边坡支挡结构不能达到极限状态时，土压力设计值应取主动土压力与静止土压力的某一中间值。
3. 在山区建设中，经常遇到60°～80°陡峻的岩石自然边坡，其倾角远大于库仑破坏面的倾角，这时如果仍然采用古典土压力理论计算土压力，将会出现较大的偏差。当岩石自然边坡的倾角大于45°＋φ/2时，应按楔体试算法计算土压力值。
6.7.4、6.7.5 重力式挡土结构，是过去用得较多的一种挡土结构形式。在山区地盘比较狭窄，重力式挡土结构的基础宽度较大，影响土地的开发利用，对于高大挡土墙，往往也是不经济的。石料是主要的地方材料，经多个工程测算，对于高度8m以上的挡土墙，采用桩锚体系挡土结构，其造价、稳定性、安全性、土地利用率等方面，都较重力式挡土结构为好。所以规范规定“重力式挡土墙宜用于高度小于8m、地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段”。
对于重力式挡土墙的稳定性验算，主要由抗滑稳定性控制，而现实工程中倾覆稳定破坏的可能性又大于滑动破坏。说明过去抗倾覆稳定性安全系数偏低，这次稍有调整，由原来的1.5调整成1.6。
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