挡土墙设计手册及规范

挡土墙设计手册及规范ICS93.160P59SL中华人民共和国水利行业标准SL379－2007水工挡土墙设计规范Designspecificationforhydraulicretainingwall2007－05－11发布2007－08－11实施中华人民共和国水利部发布前言水利部水利水电规划设计管理局水规局科〖2001〗1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8章19节159条和3个附录，其主要技术内容包括：总则、术语、级别划分与设计标准、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：3.2.2、3.2.7、3.2.8、3.2.10、3.2.11、3.2.12、3.2.13、3.2.14、6.3.1、6.6.3、6.3.4，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总院本规范解释单位：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人：关志诚本规范体例格式审查人：窦以松目次1总则┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(1)2术语┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(2)3级别划分与设计标准┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(3)3.1级别划分┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(3)3.2设计标准┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(3)4工程布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(5)4.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(5)4.2结构布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(5)4.3防渗与排水布置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(7)5荷载┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(9)5.1荷载分类及组合┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(9)5.2荷载计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(10)6稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(11)6.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(11)6.2抗渗稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(11)6.3抗滑稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(11)6.4抗倾覆稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(14)6.5抗浮稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(15)6.6地基整体稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(15)6.7地基沉降计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(15)7结构计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(17)7.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(17)7.2结构应力分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(18)8地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(19)8.1一般规定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(19)8.2岩石地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(19)8.3土质地基处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(19)附录Ａ土压力计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(24)附录Ｂ挡土墙稳定计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(33)附录Ｃ挡土墙结构计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(39)本规范用词说明┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(45)条文说明┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(46)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，做到安全可靠、经济合理，制定本规范。1.0.2本规范适用于1～3级水工建筑物中的挡土墙以及独立布置的1～4级水工挡土墙设计。4、5级水工建筑物中的挡土墙以及独立布置的5级水工挡土墙设计可参照使用。本规范不适用于临时性挡土墙设计。对于有特殊要求的水工挡土墙设计，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水工挡土墙设计选用的基本资料应正确可靠，满足设计要求。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水工挡土墙设计引用的标准都有可能修订，应积极研究采用新版本的可能性。本规范引用的标准主要有：《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)；《防洪标准》(GB50201－94)；《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287－99)；《建筑边坡工程技术规范》(GB50330－2002)；《浆砌石坝设计规范》(SL25－2006)。《水利水电工程土工合成材料应用技术标准》(SL/T225－98)；《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000)；《水利水电工程岩石试验规程》(SL264－2001)；《水闸设计规范》(SL265－2001)；《水工钢筋混凝土结构设计规范》(SDJ20－78)；《城市防洪工程设计规范》(CJJ50－92)；1.0.6水工挡土墙设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2.0.1水工挡土墙hydraulicretainingwall水利水电工程中的承受土压力、防止土体塌滑的挡土建筑物。2.0.2岸墙sidewall修建在河岸或与水工建筑物相连接，用以挡土的建筑物。2.0.3翼墙wingwall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。2.0.4重力式挡土墙gravityretainingwall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。2.0.5半重力式挡土墙semi－gravityretainingwall为减少圬工砌筑量而将墙背建造为折线型的重力式挡土建筑物。2.0.6衡重式挡土墙shelfretainingwall墙背设有衡重台(减荷台)的重力式挡土建筑物。2.0.7悬臂式挡土墙cantileverretainingwall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。2.0.8扶壁式挡土墙(扶垛式挡土墙)counterfortretainingwall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。2.0.9空箱式挡土墙chamberretainingwall由底板、顶板及立墙组成空箱状的，依靠箱内填土或充水的重量维持稳定的挡土建筑物。2.0.10板桩式挡土墙sheet-pileretainingwall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。2.0.11锚杆式挡土墙anchorretainingwall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。2.0.12加筋式挡土墙reinforcedretainingwall利用较薄的墙身结构挡土，依靠墙后布置的土工合成材料减少土压力以维持稳定的挡土建筑物。2.0.13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。2术语3级别划分与设计标准3.1级别划分3.1.1水工建筑物中的挡土墙应根据所属水工建筑物级别，按表3.1.1确定。表3.1.1水工建筑物的挡土墙级别划分注：1、主要建筑物中的挡土墙是指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益的挡土墙；2、次要建筑物中的挡土墙是指失事后不致直接危及所属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。3.1.2独立布置的水工挡土墙应根据其重要性按GB50201-94及SL252-2000的有关规定划分级别。3.1.3城市防洪工程中水工挡土墙的级别，应按CJJ50－92的规定确定。、3.1.4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。3.1.5采用实践经验较少的新型结构的2～4级水工挡土墙，经论证后可提高一级设计。但洪水标准不提高。3.1.6与两个及两个以上不同级别建筑物相关的水工挡土墙，可按较高级别建筑物定级。3.2设计标准3.2.1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。3.2.2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3.2.2规定的下限值。表3.2.2水工挡土墙墙顶安全加高下限值(m)3.2.3城市防洪工程中水工挡土墙的洪水标准及安全加高值，应按CJJ50－92的规定确定。3.2.4水工挡土墙的抗震设计应与所属水工建筑物的抗震设计标准相协调。3.2.5对于砌石挡土墙，其结构构件强度安全系数应按SL25－2006的规定采用。3.2.6混凝土及钢筋混凝土挡土墙结构构件强度安全系数，钢筋混凝土挡土墙结构构件的抗裂安全系数以及昀大裂缝宽度的允许值，应按SDJ20－78的规定采用。3.2.7沿挡土墙基底面的抗滑稳定安全系数不应小于表3.2.7规定的允许值。表3.2.7挡土墙抗滑稳定安全系数的允许值注：特殊组合Ⅰ适用于施工情况及校核洪水位情况，特殊组合Ⅱ适用于地震情况。3.2.8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3.2.7规定的允许值。3.2.9岩石地基上挡土墙沿软弱结构面整体滑动，当按公式(6.3.6)计算的稳定安全系数允许值，可根据工程实践经验按表3.2.7中相应规定的允许值降低采用。3.2.10设有锚碇墙的板桩式挡土墙，其锚碇墙抗滑稳定安全系数不应小于表3.2.10规定的允许值。表3.2.10锚碇墙抗滑稳定安全系数的允许值3.2.11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。3.2.12土质地基上挡土墙的抗倾覆安全系数不应小于表3.2.12规定的允许值。表3.2.12土质地基上挡土墙抗倾覆安全系数的允许值3.2.13岩石地基上1～3级水工挡土墙，在基本荷载组合条件下，抗倾覆安全系数不应小于1.50，4级水工挡土墙抗倾覆安全系数不应小于1.40；在特殊荷载组合条件下，不论挡土墙的级别，抗倾覆安全系数不应小于1.30。3.2.14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。4工程布置4.1一般规定4.1.1水工挡土墙布置应根据工程所在地的地形、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。4.1.2水工挡土墙按其所在位置、功能要求可分为岸墙、翼墙和挡墙等类型。4.1.3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。4.2结构布置4.2.1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(椭圆弧)组合的布置型式。4.2.2用作翼墙的挡土墙，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。4.2.3其它工程类型的挡土墙，可按所属工程的总体布置要求，选用合适的平面布置型式。4.2.4土质地基上挡土墙的结构型式，可根据地质条件、挡土高度和建筑材料等，经技术经济比较确定：1在中等坚实地基上，挡土高度在8m以下时，宜采用重力式、