楊永穎,由元晶

(1.中國大連國際合作(集團(tuán))股份有限公司;2.大連恒信工程造價(jià)咨詢事務(wù)所有限公司)

在下列情況下,擋土墻應(yīng)進(jìn)行抗震強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算:設(shè)計(jì)裂度 8°或 8°以上地區(qū);設(shè)計(jì)裂度 7°但地基為軟弱黏土或可液化土層,或地震時(shí)可能發(fā)生大規(guī)模滑坡、崩坍地段。驗(yàn)算時(shí),考慮破裂棱體和擋土墻分別承受地震力的作用,將地震荷載與衡載組合;在浸水地區(qū),還要考慮常年水位的浮力,不考慮季節(jié)性浸水的影響:其他外力,包括車輛荷載的作用均不考慮。

驗(yàn)算方法,一般仍采用以靜力理論為基礎(chǔ)的庫侖法,與一般擋土墻的區(qū)別在于計(jì)算土壓力時(shí)需要考慮重力加速度的影響和水平地震力的作用。

1 水平地震力的計(jì)算

在擋土墻設(shè)計(jì)中,一般只考慮水平地震力,豎向地震力因影響很小,可以略去不計(jì)。作用于破裂棱體與擋土墻重心上的水平地震力Ps可以用式(1)計(jì)算

式中:GZ為綜合影響系數(shù)(表示實(shí)際建筑物的地震反應(yīng)與理論計(jì)算間的差異,一般采用 0.25);KH為水平地震系數(shù)(為地震時(shí)地面最大水平加速度的統(tǒng)計(jì)平均值與重力加速度的比值,如表 1所示);G為破裂棱體與擋土墻的重量。

圖 1表示擋土墻重 G與水平地震力 PS的合力G1,其與豎直線的夾角 θs稱為地震角,即

表 1 水平地震系數(shù)

圖 1 水平地震力與地震角

2 地震作用下的土壓力計(jì)算

例如,當(dāng)填土表面與水平面成角β時(shí),地震土壓力應(yīng)為

各種邊界條件下的地震土壓力均可以用 γs、δs、φs取代γ、δ、φ而按一般求解公式求算。但必須指出,這種方法僅是利用原有公式來求解的計(jì)算過程,而地震土壓力Es的作用方向仍應(yīng)按實(shí)際墻背摩阻角 δ決定,在計(jì)算 Ex和 Ey時(shí),采用 δ而不用 δs。

對于地震荷載作用下的路肩擋土墻,也可以用下面的簡化公式計(jì)算

式中:Ea為一般非地震地區(qū)的擋土墻主動土壓力。

3 地震條件下?lián)跬翂Φ姆€(wěn)定性驗(yàn)算

對地震地區(qū)擋土墻,應(yīng)先接一般條件進(jìn)行設(shè)計(jì),然后再考慮地震荷載作用進(jìn)行抗震驗(yàn)算。驗(yàn)算項(xiàng)目及方法與一般地區(qū)擋土墻相同。

4 地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

(1)擋土墻宜采用裝砌片石、混凝土和鋼筋混凝土修筑。當(dāng)采用干砌片(塊)石時(shí),墻高須加以限制:設(shè)計(jì)烈度為8度時(shí),一般不應(yīng)超過 5m;9度時(shí),一般不超過 3m。

(2)漿砌片石擋土墻所用砂漿標(biāo)號應(yīng)該按非地震地區(qū)的要求提高一級采用。

(3)建于軟弱黏土層和可液化土層地基上的擋土墻,可視具體情況采取換土、擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基等地基處理措施。

(4)墻體應(yīng)以垂直通縫分段,每段長不宜超過 15m,地基變化或地面標(biāo)高突變處,也應(yīng)設(shè)置通縫。

(5)盡可能采用重心低的墻身斷面形式。

(6)墻后填料應(yīng)盡量用片、碎石或砂性土分層填筑并夯實(shí),做好排水設(shè)施。