挡土墙裂缝原因分析及处理方案
目 录
1 工程概述
2 出现裂缝的挡土墙地段原设计简述 3 出现裂缝的挡土墙地段施工情况 4 墙体裂缝产生原因分析 5 挡墙现状稳定性分析 6 修复及监测方案 7相关计算
1 工程概述
在日常巡检中，发现挡土墙局部墙体块石间勾缝砂浆开裂、脱落，出现纵向裂缝等现象。 1.1 挡土墙变形现状
1）纵向裂缝
此类裂缝压顶面纵向裂开，长6.3m，最大宽度70mm，深度预计不大于3m。 2）混凝土压顶横向裂缝
此类裂缝横向贯穿压顶面，长1.5-2m，最大宽度3mm，深度即为混凝土压顶厚度。 3）局部砌体间裂缝
此类裂缝位于混凝土压顶纵向裂缝东西端部压顶面下部区域，挡土墙砌体之间开裂，长0.3-1m，最大宽度20-40mm。
4）混凝土压顶面与下部砌体间裂缝
此类裂缝位于混凝土压顶纵、横向裂缝之间的区域，出现一条，压顶面与其下部砌体之间脱离开裂，长10m，最大宽度17mm，深度未知。 1.2 参考的资料
1）项目岩土工程勘测报告； 2）项目冷却塔地段补勘报告； 3）项目边坡设计报告及图纸；
4）《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)； 5）《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2011）； 6）《水工挡土墙设计规范》SL379-2007 ； 7）挡土墙的沉降观测资料；
8）项目相关的挡土墙施工照片、验槽、验收记录； 9）国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。
2 出现裂缝的挡土墙地段原设计简述
2.1 总的原则与要求 （1）设计原则
1）本工程挡土墙抗滑稳定安全系数取1.35，抗倾覆安全系数取1.50。 2）采用重力式挡土墙，墙面坡率统一为1:0.25。
3）墙体背后要求设置反滤层和滤水堆囊，墙体中设置泄水孔等排水设施。
4）所有墙脚处均应设置截、排水设施，局部地段墙顶（厂内道路侧）亦应设置截、排水设施，与厂区内截、排水系统衔接。
5）满足施工技术要求，尽量降低施工难度。 （2）设计方案
1）重力式挡墙采用M7.5的砂浆和Mu30块石（毛石）砌筑，墙面坡率为1:0.25。 2）挡土墙墙体放线由外侧墙脚线控制，墙体基础放线由外侧基础线控制。
3）基础必须坐落在第（4-1）层硬塑粉质粘土、（6-1）层强风化泥质砂岩或（6-2）层中等风化泥质砂岩中。土质地基中基础埋置深度不宜小于0.5m，岩石地基中基础埋置深度不宜小于0.3m。如局部地段素填土较厚或地基土力学性质较差，需对其进行超挖、回填毛石混凝土处理。
4）每隔15.0m设置一道沉降缝，在地基岩（土）性变化处、墙脚高度突变处和与其它建（构）筑物连接处应设沉降缝。沉降缝及变形缝宽度为2-3cm，缝内沿墙的内、外、顶三边填塞沥青麻筋和涂沥青木板或其它弹性防水材料，塞入深度不宜小于15cm。 （3）挡土墙总平面布置图说明
在挡土墙施工过程中及施工完毕之后，多次调整厂区布置，要求添加或调整多道挡土墙布置。
3 出现裂缝的挡土墙地段施工情况
挡土墙施工时，以下几个方面未按设计要求施工：
1）未完全按照设计要求在墙背侧设置反滤层，大部分排水管进水口端没有按设计要求设置滤水堆囊。
反滤层和滤水堆囊的设置在设计文件和图纸中有明确说明，但施工单位未按设计要求施工，将直接导致墙体背侧填土堵塞排水管，使排水管不能发挥作用。降水分布于回填土中形
成滞水，增大墙体水压，造成墙体变形。
2）挡土墙墙后回填土体未按设计要求进行夯实。
设计中明确提出：D7挡土墙背侧的冷却塔地段的填土较厚，在该段挡土墙施工之前需对该段墙背侧土体进行夯实处理，夯实之后方能进行墙体施工，夯实范围为该段墙体至墙背侧10m宽的区域。但根据现场人员反应，该段挡土墙并未对墙后10m宽度范围内的回填土体进行夯实处理。这就造成墙后的回填土密实度达不到设计要求，在降雨情况下会发生沉降，尤其是墙体背侧土体的沉降直接会带动墙体产生纵向的张拉裂缝。
3）墙前排水沟施工不及时。
在挡土墙排水沟设计时，考虑到墙顶内侧、墙脚外侧均为站内道路，而道路两侧总图专业布置有排水系统，但挡土墙施工时及竣工后并未见到该排水系统施工。
4）沉降缝未按设计要求施工。
设计文件中明确提出：挡土墙每隔15.0m设置一道沉降缝，在地基岩（土）性变化处、墙脚高度突变处和与其它建（构）筑物连接处应设沉降缝，沉降缝应该完全切断墙体和基础，垂直设置。如不按设计要求设置沉降缝，由于地基土的不完全均匀，容易使得墙体产生不均匀沉降，造成墙体开裂。现场沉降缝并未按照设计布设，沉降缝仅在墙体外表面设置，并未完全切断墙体，且并未垂直布设，起不到应有的作用。
5）挡土墙施工时没有任何施工记录。无法判断墙体采用的块石、砂浆等材料的强度等级是否满足设计要求；无法判断墙体基础持力层是否满足设计要求；无法判断施工单位是否严格按照设计所提工程量进行足量施工等。
4 墙体裂缝产生原因分析
对挡土墙墙体裂缝产生原因进行了深入分析。墙体背后的填土松散，填方区填土还未来得及进行压实，表面还未来得及做排水措施，由于填土松散且没有完善的排水措施，雨水只能沿着松散土体下渗，在局部地段形成滞水，在墙背形成水压，造成墙身有微小变形。另外在挡土墙体墙体施工过程中存在砂浆饱满度不够、块石的连接、沉降缝的设置等未按规范要求实施的问题。
4.1 块石间勾缝砂浆开裂、脱落原因分析
混凝土压顶横向裂缝、局部砌体间裂缝和混凝土压顶面与下部砌体间裂缝是由以下原因造成的。
1）挡土墙设计要求每15m设置一道沉降缝，而施工单位未按照图纸正确预留沉降缝，轻微的不均匀沉降或强烈的温度变化很容易造成这些裂缝的产生。此外由于施工质量及砂浆不饱满也可能是造成这些细微裂缝的原因。对于挡土墙而言，重点关注的是整体稳定、抗倾覆、抗滑稳定性，对于细微裂缝只要采取措施恢复，可确保挡墙稳定。
2）在汛期，雨水通过砂垫层，顺着原已安装完成的循环水管底部排放至挡土墙恢复段，可能会浸泡基础，降低地基土的抗剪强度，也可能形成滞水，引起墙体变形。
3)墙体中排水管排水不畅通。通过调查，其主要原因在于墙体排水未完全按设计要求施工，设计有墙体排水管和墙后反滤层与滤水堆囊，但施工时未规范设置，造成墙后粘性土在排水管中淤积，以致排水管堵塞。墙体不排水，使得降水在墙背侧汇集，这必然增大了墙体所受的水土压力，是造成墙体局部开裂的原因。
4)通过调查，墙顶处及墙体后侧局部范围内存在堆载现象,在墙体后侧堆载相当于增大了墙体所受的水平压力。依据总图竖向标高图，挡土墙顶部和场平终平标高相同，挡土墙设计计算时考虑墙顶内侧道路通车时的瞬时荷载，但并未考虑施工期间长时间在墙顶堆载，墙体所受到的土压力比设计时考虑的大，这也是墙体局部开裂的原因。 4.2 挡土墙破除地段纵向裂缝原因分析
1）管道埋置后覆盖管道的土体压实度不够，使得回填的土体在降水后沉降严重，在负摩阻力影响下致使墙体顶部拉裂、墙体上半部分向墙背侧开裂。
图4.1 松散填土沉降对墙身形成的下拉荷载
松散填土厚度按照5m计算，其负摩阻力系数ζn可取0.3，则作用在墙背单位面积上的负摩阻力qs=ζnσ=0.3*0.5*19*5=14.25kN。如果施工质量控制不到位，砂浆不饱满或质量存在缺陷的情况下，该荷载会从缺陷地段将墙体沿纵向拉裂。
2)在施工时对墙体宽度收缩过快（未按设计墙体宽度施工），以致于继续砌筑到设计墙高时发现墙顶宽度达不到设计要求，之后又在墙背处对墙体进行扩宽（见图4.2），使得表面上看起来墙顶宽度为设计宽度。按照图4.2，墙体将形成上下宽、中间窄，墙背有凹陷,且新增的墙体直接坐落在松散的填土之上，墙背侧上部分浆砌块石由于重力作用会下沉，导致墙体产生纵向张拉裂缝。
图4.2 砌筑时墙体宽度收缩过快
5 挡墙现状稳定性分析 5.1 定量分析
根据本工程岩土工程勘测报告中各岩、土层试验数据，计算采用表4.3中岩土体的物理、力学指标。本场地地震烈度为6度，稳定验算时可不考虑地震。
选取高度为8.3m的挡土墙断面进行了两种工况下的稳定性验算，验算工况见表4.4，验算结果见表4.5。挡土墙稳定性验算书见附件。
表4.3 验算参数
饱和重度 (kN/m) 21 25 3天然状态 粘聚力 内摩擦角 (kPa) 3 30 (°) 25 55 饱和状态 粘聚力 (kPa) 2 内摩擦角 (°) 15 状态、密度 天然重度 岩土层名称 或风化程度 (kN/m) 回填土 泥质砂岩 强风化 19 20 3注：设计验算中，将硬塑粘性土层或强风化泥质砂岩作为基础持力层，在其埋藏较深地段采用C15毛石混凝土超挖换填处理。 表4.4 验算工况
工况类型 工况一 工况二 稳定性验算 一般情况下(墙后填土不积水、含水量正常)的墙体稳定性验算 墙体中排水管正常排水(墙后填土不积水)，墙后填土完全饱和情况下的墙体
表4.5 验算结果
工况类型 整体稳定验算满足: 最小安全系数= 3.275 > 1.350； 工况一 抗倾覆验算满足： K0 = 6.532 > 1.500； 滑移稳定验算满足： Kc = 4.057 > 1.350； 地基土层水平向滑移稳定验算满足: Kc2 = 2.170 > 1.350。 整体稳定验算满足: 最小安全系数= 2.833 > 1.350； 工况二 抗倾覆验算满足： K0 = 3.039 > 1.500； 滑移稳定验算满足： Kc = 1.401 > 1.350； 地基土层水平向滑移稳定验算不满足: Kc2 = 1.018 < 1.350。（Kc2 临界状态） 计算结果显示： 1）在一般情况下，墙体的抗倾覆、抗滑移、整体稳定等均满足规范要求。
2）在墙后填土完全饱和情况下，墙体中排水管正常排水而未造成墙后分布有水位时，墙体的整体稳定、抗倾覆验算可满足规范要求，滑移稳定验算满足规范要求，但地基土层水平向滑移处于临界状态，不能满足规范要求，在此情况下，地基土层存在水平向滑移的风险，尤其是在局部墙体基础下部土体未按设计要求施工的地段。但是，由于墙后填土主要为黏土，
如果有一定的夯实，密度达到设计要求，土体完全饱和的情况一般不可能出现。
6 修复及监测方案 6.1 修复方案
针对现场情况和上述原因分析，建议采用以下修复方案。
1）对所有出现块石间勾缝砂浆开裂、脱落，压顶与块石间出现脱落，压顶出现的细微横向裂缝尽快勾平缝补齐。
2）对表层1-2m的回填土体进行夯实处理，确保雨水不大规模下渗。尽快设置排水明沟，保证墙背填土区域表层排水畅通。
3）将挡土墙混凝土顶部出现纵向裂缝段的墙背土体重新挖开，开挖深度大于裂缝深度不小于50cm。将开裂体从原墙体中破除，重新按照设计要求砌筑块石，浇筑混凝土压顶。在修复后将此段墙背土体重新分层回填压实，压实系数达到设计要求（不低于0.94）。
4）在重新砌筑此段开裂墙体的同时，墙体背后应重新按照原设计要求设置反滤层和滤水堆囊，应确保此段墙体排水管排水通畅；其它地段堵塞的排水管用钢钎等物体加以疏通。
5）墙体顶部、背后8m宽度范围内禁止堆放各种建筑材料，现场已经存在的建筑材料应尽快搬运至远处。
6）加强监测与巡查。具体监测方案见6.2内容。监测同时，应派专人对墙体的开裂情况进行定期巡查，每周观察一次、记录一次，主要观察墙体已有裂缝是否扩展、是否有新的裂缝产生。如监测变形位移有异常、墙体裂缝继续扩展应及时反馈信息。
6.2 监测方案
（1）监测目的
1）监测填土区挡土墙变形，对变形发展趋势作出预测；
2）在整个工程施工过程中进行跟踪监测，超前预报，确保施工安全；
3）监测结果及时反馈设计、指导施工，有利于充分调整、补充、优化设计方案； 4）监测治理效果。 （2）监测原则
1）监测范围以墙后填土及墙体的变形特点为准，以监测墙体变形和墙体的整体稳定为主。 2）仪器监测和人工巡视检查相结合，为边坡稳定和安全评价提供全面可靠的依据。
3）监测断面的拟定和测点的选择应少而精，并且有代表性；监测内容主要包括变形位移、施工安全和防治过程中的变形。
4）监测方法的选定和监测仪器的选择要考虑其能够准确反映墙体变形动态，监测仪器应有足够的测量精度、灵敏度及相应量程。
5）监测仪器的选择应遵循以下原则： ① 仪器的可靠性和长期性；
② 具有足够的测量精度、灵敏度及相应量程； ③ 操作简单、使用方便，不易损坏。 （3）监测工作布置
监测点应按照《工程测量规范》GB50026的有关规定设置，可采用GPS法和大地测量法，辅以电子水准仪进行水准测量，观测分辨率不应低于1.00mm。
位移监测点布置：在挡土墙墙脚处及其对应的墙顶中心线处分别布置监测点，二处上下的监测点可视为一条监测剖面，每条监测剖面沿墙体纵向间隔80m分布，观测墙体的沉降和水平位移，以分析判断墙体的整体稳定性。
监测基准点：站内建(构)筑物施工放线使用的控制点。 （4）监测周期
监测内容主要为施工期间及竣工后期的地表位移监测。在施工初期，监测宜每周一次，雨季期间尤其是每次降雨之后应增加监测频数。挡土墙竣工后的监测时间不宜少于2年，在挡土墙及相邻建(构)筑物竣工两年后连续三个月的监测结果无变化，可终止监测。如果监测过程中，变形出现异常情况，应加强监测次数，并向相关单位上报，以达到安全监测的目的。
7相关计算
挡土墙稳定性验算书
工况一：
自然状态下，墙后回填土体处于正常含水状态，地下水位于正常埋藏状态。
衡重式挡土墙验算[执行标准：通用] 计算项目： 衡重式挡土墙 1
------------------------------------------------------------------------ 原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高: 8.300(m) 上墙高: 5.000(m) 墙顶宽: 1.500(m) 台宽: 1.000(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.250 上墙背坡倾斜坡度: 1:0.000 下墙背坡倾斜坡度: 1:0.000 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b2: 0.500(m) 墙趾台阶h2: 0.750(m)
墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.100:1
下墙土压力计算方法: 力多边形法 物理参数：
圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500
墙身砌体容许压应力: 2000.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 180.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力: 120.000(kPa)
挡土墙类型: 浸水地区挡土墙 墙后填土内摩擦角: 25.000(度) 墙后填土粘聚力: 3.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 16.000(度) 地基土容重: 20.000(kN/m3) 地基土浮容重: 10.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值: 260.000(kPa) 地基承载力特征值提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.550 地基土类型: 岩石地基
地基土内摩擦角: 55.000(度) 地基土粘聚力: 30.000(kPa) 墙后填土浮容重: 9.000(kN/m3) 地基浮力系数: 0.500 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱:
坡面线段数: 1
折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 15.000 0.000 0 坡面起始距墙顶距离: 1.000(m) 地面横坡角度: 0.000(度)
填土对横坡面的摩擦角: 17.000(度) 墙顶标高: 0.000(m)
挡墙内侧常年水位标高: -10.000(m) 挡墙外侧常年水位标高: -10.000(m) 计算参数:
稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面 搜索时的圆心步长: 1.000(m) 搜索时的半径步长: 1.000(m)
筋带对稳定的作用: 筋带力沿圆弧切线
===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况
[土压力计算] 计算高度为 8.808(m)处的库仑主动土压力 计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角： 33.318(度)
Ea=56.417(kN) Ex=45.463(kN) Ey=33.408(kN) 作用点高度 Zy=1.168(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在 计算下墙土压力
按力多边形法计算得到: 破裂角： 36.054(度)
Ea=127.911(kN) Ex=122.956(kN) Ey=35.257(kN) 作用点高度 Zy=1.699(m) 墙身截面积 = 26.024(m2) 重量 = 598.553 (kN) 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 0.00 0.00 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙 底 面: 0.00 0.00 0.00 0.00
衡重台上填料重(包括超载) = 38.000(kN) 重心坐标(1.833,-3.667)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算
基底摩擦系数 = 0.550
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基底倾斜角度 = 5.711 (度)
Wn = 633.394(kN) En = 85.082(kN) Wt = 63.339(kN) Et = 160.750(kN) 滑移力= 97.411(kN) 抗滑力= 395.162(kN) 滑移验算满足: Kc = 4.057 > 1.350
地基土层水平向: 滑移力= 168.418(kN) 抗滑力= 365.487(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 2.170 > 1.350 (二) 倾覆稳定性验算
相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 2.966 (m) 相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 4.841 (m) 相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 4.468 (m) 相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 5.075 (m) 相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 1.192 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 349.648(kN-m) 抗倾覆力矩= 2283.728(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 6.532 > 1.500 (三) 地基应力及偏心距验算
基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力 = 718.476(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1934.080(kN-m) 基础底面宽度 B = 5.100 (m) 偏心距 e = -0.142(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 2.692(m) 基底压应力: 趾部=117.376 踵部=164.362(kPa)
最大应力与最小应力之比 = 117.376 / 164.362 = 0.714
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.142 <= 0.250*5.100 = 1.275(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=117.376 <= 312.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=164.362 <= 338.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=140.869 <= 260.000(kPa) (四) 基础强度验算
基础为天然地基，不作强度验算 (五) 上墙截面强度验算
上墙重力 Ws = 244.375 (kN) 上墙墙背处的 Ex = 45.463 (kN) 上墙墙背处的 Ey = 0.000 (kN)
相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 Zw = 1.657 (m)
相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂 Zy = 1.168 (m) 相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂 Zx = 2.750 (m) [容许应力法]: 法向应力检算:
相对于上墙墙趾，合力作用力臂 Zn = 1.440(m)
截面宽度 B = 2.750 (m) 偏心距 e1 = -0.065(m)
截面上偏心距验算满足: e1= -0.065 <= 0.300*2.750 = 0.825(m) 截面上压应力: 面坡=76.348 背坡=101.380(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 101.380 <= 2000.000(kPa) 切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= -19.014 <= 180.000(kPa) 斜截面剪应力检算
斜剪应力验算满足: 计算值= 32.336 <= 180.000(kPa) (六) 墙底截面强度验算
验算截面以上，墙身截面积 = 24.736(m2) 重量 = 568.934 (kN) 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.945 (m) 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 0.00 0.00 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 [容许应力法]: 法向应力检算:
作用于截面总竖向力 = 675.598(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1856.942(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 2.749(m) 截面宽度 B = 5.075 (m) 偏心距 e1 = -0.211(m)
截面上偏心距验算满足: e1= -0.211 <= 0.300*5.075 = 1.523(m) 截面上压应力: 面坡=99.900 背坡=166.345(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 166.345 <= 2000.000(kPa) 切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= -20.063 <= 180.000(kPa) (七) 台顶截面强度验算
[土压力计算] 计算高度为 7.550(m)处的库仑主动土压力 计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角： 33.318(度)
Ea=56.417(kN) Ex=45.463(kN) Ey=33.408(kN) 作用点高度 Zy=1.168(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在 计算下墙土压力
按力多边形法计算得到: 破裂角： 35.892(度)
Ea=70.245(kN) Ex=67.523(kN) Ey=19.362(kN) 作用点高度 Zy=1.172(m) [强度验算]
验算截面以上，墙身截面积 = 21.000(m2) 重量 = 483.007 (kN) 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 3.009 (m) 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 0.00 0.00 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 [容许应力法]: 法向应力检算:
作用于截面总竖向力 = 573.777(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1238.147(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 2.158(m) 截面宽度 B = 4.387 (m) 偏心距 e1 = 0.036(m)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.036 <= 0.300*4.387 = 1.316(m) 截面上压应力: 面坡=137.189 背坡=124.362(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 137.189 <= 2000.000(kPa) 切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= -26.558 <= 180.000(kPa) (八) 整体稳定验算 最不利滑动面:
圆心: (-2.07250,1.03750) 半径 = 10.86742(m) 安全系数 = 3.275
总的下滑力 = 538.877(kN) 总的抗滑力 = 1764.591(kN) 土体部分下滑力 = 538.877(kN) 土体部分抗滑力 = 1764.591(kN) 筋带的抗滑力 = 0.000(kN)
整体稳定验算满足: 最小安全系数=3.275 >= 1.350 ================================================= 各组合最不利结果
================================================= (一) 滑移验算
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗滑力 = 395.162(kN),滑移力 = 97.411(kN)。 滑移验算满足: Kc = 4.057 > 1.350 安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗滑力 = 365.487(kN),滑移力 = 168.418(kN)。
地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 2.170 > 1.350 (二) 倾覆验算
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗倾覆力矩 = 2283.728(kN-M),倾覆力矩 = 349.648(kN-m)。 倾覆验算满足: K0 = 6.532 > 1.500 (三) 地基验算
作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.142 <= 0.250*5.100 = 1.275(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=117.376 <= 312.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=164.362 <= 338.000(kPa)
地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
地基平均承载力验算满足: 压应力=140.869 <= 260.000(kPa) (四) 基础验算 不做强度计算。
(五) 上墙截面强度验算 [容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足: e1= -0.065 <= 0.300*2.750 = 0.825(m) 压应力验算最不利为：组合1(一般情况)
压应力验算满足: 计算值= 101.380 <= 2000.000(kPa) 拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)
拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 120.000(kPa) 剪应力验算最不利为: 组合1(一般情况)
剪应力验算满足: 计算值= -19.014 <= 180.000(kPa) 斜截面剪应力检算最不利为: 组合1(一般情况)
斜剪应力验算满足: 计算值= 32.336 <= 180.000(kPa) (六) 墙底截面强度验算 [容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足: e1= -0.211 <= 0.300*5.075 = 1.523(m) 压应力验算最不利为：组合1(一般情况)
压应力验算满足: 计算值= 166.345 <= 2000.000(kPa) 拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)
拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 120.000(kPa) 剪应力验算最不利为: 组合1(一般情况)
剪应力验算满足: 计算值= -20.063 <= 180.000(kPa) (七) 台顶截面强度验算 [容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.036 <= 0.300*4.387 = 1.316(m) 压应力验算最不利为：组合1(一般情况)
压应力验算满足: 计算值= 137.189 <= 2000.000(kPa) 拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)
拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 120.000(kPa) 剪应力验算最不利为: 组合1(一般情况)
剪应力验算满足: 计算值= -26.558 <= 180.000(kPa) (七) 整体稳定验算
整体稳定验算最不利为：组合1(一般情况)
整体稳定验算满足: 最小安全系数=3.275 >= 1.350
工况二：
墙背土体完全饱和，墙后无水位，地下水位位于正常埋藏状态。
衡重式挡土墙验算[执行标准：通用] 计算项目： 衡重式挡土墙 1
------------------------------------------------------------------------ 原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高: 8.300(m) 上墙高: 5.000(m) 墙顶宽: 1.500(m) 台宽: 1.000(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.250 上墙背坡倾斜坡度: 1:0.000 下墙背坡倾斜坡度: 1:0.000 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b2: 0.500(m) 墙趾台阶h2: 0.750(m)
墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.100:1
下墙土压力计算方法: 力多边形法 物理参数：
圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500
墙身砌体容许压应力: 2000.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 180.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力: 120.000(kPa) 挡土墙类型: 浸水地区挡土墙 墙后填土内摩擦角: 11.000(度)
墙后填土粘聚力: 1.000(kPa) 墙后填土容重: 21.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 10.000(度) 地基土容重: 25.000(kN/m3) 地基土浮容重: 15.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值: 260.000(kPa) 地基承载力特征值提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.550 地基土类型: 岩石地基
地基土内摩擦角: 55.000(度) 地基土粘聚力: 30.000(kPa) 墙后填土浮容重: 11.000(kN/m3) 地基浮力系数: 0.500 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱:
坡面线段数: 1
折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 15.000 0.000 0 坡面起始距墙顶距离: 1.000(m) 地面横坡角度: 0.000(度)
填土对横坡面的摩擦角: 11.000(度) 墙顶标高: 0.000(m)
挡墙内侧常年水位标高: -10.000(m) 挡墙外侧常年水位标高: -10.000(m) 计算参数:
稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面 搜索时的圆心步长: 1.000(m) 搜索时的半径步长: 1.000(m)
筋带对稳定的作用: 筋带力沿圆弧切线
===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况
[土压力计算] 计算高度为 8.808(m)处的库仑主动土压力 计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角： 42.930(度)
Ea=109.658(kN) Ex=101.450(kN) Ey=41.628(kN) 作用点高度 Zy=1.295(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在 计算下墙土压力
按力多边形法计算得到: 破裂角： 45.972(度)
Ea=277.322(kN) Ex=273.109(kN) Ey=48.156(kN) 作用点高度 Zy=1.699(m) 墙身截面积 = 26.024(m2) 重量 = 598.553 (kN)
地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 0.00 0.00 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙 底 面: 0.00 0.00 0.00 0.00
衡重台上填料重(包括超载) = 42.000(kN) 重心坐标(1.833,-3.667)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算
基底摩擦系数 = 0.550
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基底倾斜角度 = 5.711 (度)
Wn = 637.374(kN) En = 126.609(kN) Wt = 63.737(kN) Et = 363.766(kN) 滑移力= 300.029(kN) 抗滑力= 420.191(kN) 滑移验算满足: Kc = 1.401 > 1.350
地基土层水平向: 滑移力= 374.559(kN) 抗滑力= 381.266(kN) 地基土层水平向: 滑移验算不满足: Kc2 = 1.018 <= 1.350 (二) 倾覆稳定性验算
相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 2.966 (m) 相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 4.816 (m) 相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 4.595 (m) 相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 5.075 (m) 相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 1.192 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 791.586(kN-m) 抗倾覆力矩= 2405.570(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 3.039 > 1.500 (三) 地基应力及偏心距验算
基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力 = 763.983(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1613.984(kN-m) 基础底面宽度 B = 5.100 (m) 偏心距 e = 0.438(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 2.113(m) 基底压应力: 趾部=226.896 踵部=72.686(kPa)
最大应力与最小应力之比 = 226.896 / 72.686 = 3.122
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.438 <= 0.250*5.100 = 1.275(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=226.896 <= 312.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=72.686 <= 338.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=149.791 <= 260.000(kPa) (四) 基础强度验算
基础为天然地基，不作强度验算 (五) 上墙截面强度验算
上墙重力 Ws = 244.375 (kN) 上墙墙背处的 Ex = 101.450 (kN) 上墙墙背处的 Ey = 0.000 (kN)
相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 Zw = 1.657 (m) 相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂 Zy = 1.295 (m) 相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂 Zx = 2.750 (m)
[容许应力法]: 法向应力检算:
相对于上墙墙趾，合力作用力臂 Zn = 1.119(m) 截面宽度 B = 2.750 (m) 偏心距 e1 = 0.256(m)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.256 <= 0.300*2.750 = 0.825(m) 截面上压应力: 面坡=138.434 背坡=39.293(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 138.434 <= 2000.000(kPa) 切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= 1.345 <= 180.000(kPa) 斜截面剪应力检算
斜剪应力验算满足: 计算值= 48.691 <= 180.000(kPa) (六) 墙底截面强度验算
验算截面以上，墙身截面积 = 24.736(m2) 重量 = 568.934 (kN) 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.945 (m) 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 0.00 0.00 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 [容许应力法]: 法向应力检算:
作用于截面总竖向力 = 700.718(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1565.259(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 2.234(m) 截面宽度 B = 5.075 (m) 偏心距 e1 = 0.304(m)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.304 <= 0.300*5.075 = 1.523(m) 截面上压应力: 面坡=187.649 背坡=88.496(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 187.649 <= 2000.000(kPa) 切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= 18.576 <= 180.000(kPa) (七) 台顶截面强度验算
[土压力计算] 计算高度为 7.550(m)处的库仑主动土压力 计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角： 42.930(度)
Ea=109.658(kN) Ex=101.450(kN) Ey=41.628(kN) 作用点高度 Zy=1.295(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在 计算下墙土压力
按力多边形法计算得到: 破裂角： 45.648(度)
Ea=163.112(kN) Ex=160.634(kN) Ey=28.324(kN) 作用点高度 Zy=1.172(m) [强度验算]
验算截面以上，墙身截面积 = 21.000(m2) 重量 = 483.007 (kN) 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 3.009 (m) 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 0.00 0.00
墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 [容许应力法]: 法向应力检算:
作用于截面总竖向力 = 594.959(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=995.270(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.673(m) 截面宽度 B = 4.387 (m) 偏心距 e1 = 0.521(m)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.521 <= 0.300*4.387 = 1.316(m) 截面上压应力: 面坡=232.202 背坡=39.005(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 232.202 <= 2000.000(kPa) 切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= 5.493 <= 180.000(kPa) (八) 整体稳定验算 最不利滑动面:
圆心: (-0.06250,2.07500) 半径 = 11.18285(m) 安全系数 = 2.833
总的下滑力 = 505.602(kN) 总的抗滑力 = 1432.213(kN) 土体部分下滑力 = 505.602(kN) 土体部分抗滑力 = 1432.213(kN) 筋带的抗滑力 = 0.000(kN)
整体稳定验算满足: 最小安全系数=2.833 >= 1.350 ================================================= 各组合最不利结果
================================================= (一) 滑移验算
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗滑力 = 420.191(kN),滑移力 = 300.029(kN)。 滑移验算满足: Kc = 1.401 > 1.350 安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗滑力 = 381.266(kN),滑移力 = 374.559(kN)。
地基土层水平向: 滑移验算不满足: Kc2 = 1.018 <= 1.350 (二) 倾覆验算
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗倾覆力矩 = 2405.570(kN-M),倾覆力矩 = 791.586(kN-m)。 倾覆验算满足: K0 = 3.039 > 1.500 (三) 地基验算
作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.438 <= 0.250*5.100 = 1.275(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=226.896 <= 312.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=72.686 <= 338.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
地基平均承载力验算满足: 压应力=149.791 <= 260.000(kPa)
(四) 基础验算 不做强度计算。
(五) 上墙截面强度验算 [容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.256 <= 0.300*2.750 = 0.825(m) 压应力验算最不利为：组合1(一般情况)
压应力验算满足: 计算值= 138.434 <= 2000.000(kPa) 拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)
拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 120.000(kPa) 剪应力验算最不利为: 组合1(一般情况)
剪应力验算满足: 计算值= 1.345 <= 180.000(kPa) 斜截面剪应力检算最不利为: 组合1(一般情况)
斜剪应力验算满足: 计算值= 48.691 <= 180.000(kPa) (六) 墙底截面强度验算 [容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.304 <= 0.300*5.075 = 1.523(m) 压应力验算最不利为：组合1(一般情况)
压应力验算满足: 计算值= 187.650 <= 2000.000(kPa) 拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)
拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 120.000(kPa) 剪应力验算最不利为: 组合1(一般情况)
剪应力验算满足: 计算值= 18.576 <= 180.000(kPa) (七) 台顶截面强度验算 [容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.521 <= 0.300*4.387 = 1.316(m) 压应力验算最不利为：组合1(一般情况)
压应力验算满足: 计算值= 232.202 <= 2000.000(kPa) 拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)
拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 120.000(kPa) 剪应力验算最不利为: 组合1(一般情况)
剪应力验算满足: 计算值= 5.493 <= 180.000(kPa) (七) 整体稳定验算
整体稳定验算最不利为：组合1(一般情况)
整体稳定验算满足: 最小安全系数=2.833 >= 1.350
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