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。

E_a=(1/2)ψ_aγh²k_a (6.7.3-1)

式中：E_a——主动土压力(kN)；
      ψ_a——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)；
      k_a——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：

k_a＝[sin(α＋θ)sin(α＋β)sin(θ－δ_r)]/[sin²αsin(θ－β)sin(α－δ＋θ－δ_r)] (6.7.3-2)

式中：θ——稳定岩石坡面倾角(°)；
     δ_r——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δ_r＝0.33φ_k，φ_k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)：

[(G_n＋E_an)μ]/(E_at－G_t) ≥1.3      (6.7.5-1)
   G_n＝Gcosα₀                         (6.7.5-2) 
  G_t＝Gsinα₀                         (6.7.5-3)
 E_at＝E_asin(α－α₀－δ)              (6.7.5-4)
   E_an＝E_acos(α－α₀－δ)              (6.7.5-5)  

式中：G——挡土墙每延米自重(kN)；
      α₀——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：φ_k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数I_p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＋E_azx_f)/(E_axz_f)≥1.6      (6.7.5-6) 
E_ax＝E_asin(α－δ)             (6.7.5-7)
E_az＝E_acos(α－δ)             (6.7.5-8)
x_f＝b－zcotα                 (6.7.5-9)
  z_f＝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。