挡土墙设计标准规范-(SL379-2007~).doc

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1、-_目次1 总则 (48) 3级别划分与设计标准 (50) 3.1 级别划分 (50) 3.2 设计标准 (51) 4工程布置 (55) 4.1 一般规定 (55) 4.2 结构布置 (56) 4.3 防渗与排水布置 (64) 5荷载 (66) 5.1 荷载分类及组合 (66) 5.2 荷载计算 (66) 6稳定计算 (69) 6.1 一般规定 (69) 6.2 抗渗稳定计算 (71) 6.3 抗滑稳定计算 (72) 6.4 抗倾覆稳定计算 (76) 6.5 抗浮稳定计算 (76) 6.6 地基整体稳定计算 (76) 6.7 地基沉降计算 (77) 7结构计算-_(79) 7.1 一般规定 (

2、79) 7.2 结构应力分析 (81) 8地基处理 (84) 8.1 一般规定 (84) 8.2 岩石地基处理 (84) 8.3 土质地基处理 (85)-_1 1总则1.1.0 0.1.1 水工挡土墙主要是指附属于水工建筑物的挡土建筑物。根据国内各类水利水电工 程的资料统 计，挡土墙主要作为水闸、涵洞、泵站等水工建筑物的翼墙、岸墙，以及 其它需要阻止土体崩塌的 挡土建筑物。至于水库溢洪道进水口、水电站进水口、水库 岸坡、船闸的闸室墙及导航墙等挡土建 筑物，在结构上虽具有与水工挡土墙相似的特 点，但因国家还有其它现行的标准，因此其设计还应 符合国家现行有关标准的规定。挡土墙是水利水电工程中面广量

3、大的建筑物，几乎在所有防洪、治涝、灌溉、供水、 航运、发 电等水利水电工程中都是不可缺少的。它不但具有挡土作用，而且还兼有挡 水、导水和侧向防渗等 多种功能，应用广泛和运用条件复杂是水工挡土墙的两个显着 特点。由于挡土墙的功能各异，且地 基条件的优劣、墙后填土的高低等因素各不相同， 加之国民经济发展水平在各发展阶段的差异，因 此水工挡土墙至今一直没有一个统一 的设计标准。本规范是在总结 20 世纪 50 年代以来我国水利水 电工程建设实践经验 的基础上编制而成的，目的是为了适应水利水电工程建设的需要，统一水工挡 土墙的 设计标准和技术要求，提高水工挡土墙的设计水平。由于挡土墙在水利水电工程的工

4、程 量和 造价中占有较大的比重，因此挡土墙设计必须做到安全可靠、经济合理两个方面 的要求。1 1. .0 0.2.2 本条规定了本规范适用范围为 13 级水工建筑物中的挡土墙以及独立布置 的 14 级水工挡 土墙设计，其适用范围不受地区性和地基条件的限制；对于 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，可参照本规范使用。 这一规定，对于新建的水工挡土墙设计，或是水 工挡土墙扩建设计，都是合适的。但 是对于水工挡土墙的加固，有时需要采取相应的工程措施才能 满足要求。至于修建在 湿陷性黄土、膨胀土等特殊土质地基上的水工挡土墙地基处理设计，以及修 建在地震 区或寒冷、严寒

5、地区的挡土墙设计，还应符合国家现行有关标准的规定。特别说明，本 规 范不适用于临时性挡土墙设计。广大工程技术人员在长期的水利水电工程建设实践中积累了丰富的经验，推出了各 种新型的挡 土墙结构型式。为适应水利水电工程建设发展的需要，一些有特殊要求的 水工挡土墙或受力复杂的 组合式挡土结构相继出现。对于这类非常规类型的挡土墙， 其设计、施工都面临新的情况，存在新 的问题，因此要求在这类挡土墙设计中进行专 门研究。1.1.0 0.3.3 水工挡土墙设计所需要的各项基本资料主要包括工程所在地的气象、水文、地形、 地质、试 验资料，以及工程施工条件、运用要求等。气象资料主要是指降雨、风力、 气温资料等；

6、水文资料 主要是指水位、流量、潮汐、泥沙、冰情资料等；地形资料主 要是指两岸资料等；地质资料主要是 指工程地质、水文地质、地震烈度资料等；试验 资料主要是指岩石试验、土工试验资料等；工程施 工条件主要是指材料来源、对外交 通运输、施工机具设备、水电供应条件等；运用要求主要是指水 利水电工程挡水、泄 洪或控制泄水，以及其它综合利用的要求等。对于不同的挡土墙设计，所需的 各项基 本资料要求是不同的，设计时应根据不同的要求，搜集设计需要的各项基本资料。当然， 这-_些基本资料并不是专门为挡土墙设计搜集的，而是在搜集所属水利水电工程设计基本资 料时一并进 行，但要兼顾到挡土墙设计的特点和要求。1.1.

7、0 0.4.420 世纪 50 年代以来，随着水利水电工程建设的不断发展，各种新结构、新工艺、 新材料也 不断地出现。但无论采用何种新结构、新工艺、新材料，都应满足技术先进、 安全可靠、经济合理、 实用耐久、管理方便的要求。值得引起注意的是，我国沿海地区 20 世纪 50 年代末和 60 年代初修建 的一些水利水电工程，因历史的原因而忽视耐久性 的要求，后来陆续发生混凝土碳化、钢筋锈蚀进 而引起顺筋裂缝等问题，影响到工程的 安全和使用寿命，因而不得不进行加固处理，这是一个教训。1 1. .0 0.5.5 本规范中直接引用了国家和行业现行的部分标准，由于国内标准体系尚在进一步 完善，一些 标准也

8、正在修订之中，因此，在使用中应密切注意这些标准的最新版本， 以确保这些标准使用的有 效性。1.1.0 0.6.6本条是现行水利行业标准水利技术标准编写规定(SL 12002)规定引用的典 型用语。除了 本规范直接引用的标准外，与本规范有关的现行国家和行业标准还有：建筑结构荷载规范(GB 500092001)；岩土工程勘察规范(GB 500212001)；工程岩体分级标准(GB 5021894)；泵站设计规范(GB/T 5026597)；堤防工程设计规范(GB 5028698)；灌溉与排水工程设计规范(GB 5028899)；中国地震动参数区划图(GB 183062001)；土的分类标准(GBJ

9、 14590)；中小型水利水电工程地质勘察规范(SL 552005)；水工混凝土结构设计规范(SL/T 19196)；水工建筑物抗震设计规范(SL 20397)； 水工建筑物抗冰冻设计规范(SL 21198)；水利水电工程施工组织设计规范(SL 3032004)；水工建筑物荷载设计规范(DL 507797)；建筑地基处理技术规范(JGJ 7991)；建筑桩基技术规范(JGJ 9494)等。-_3 3级别划分与设计标准3.13.1 级别划分3.3.1 1.1.1 挡土墙是水工建筑物的一部分，由于水工建筑物都有挡水要求，若一旦失事，下 游地区将遭 受巨大的损失，作为水工建筑物组成部分的岸墙、翼墙等

10、主要挡土建筑物， 与所属水工建筑物的安 全密切相关。又由于所属水工建筑物具有挡水、泄水、引水、 抽水、排水、通航、发电，以及实现 河(渠)道与道路或河(渠)道与河(渠)道立体交叉 等不同功能，水工挡土墙为满足所属水工建筑物的这 些功能，除具有防止土体崩塌的 作用外，往往还具有挡水、导水、侧向防渗等多种作用。因此，水 工挡土墙设计级别 也应随所属水工建筑物的级别相应确定。需要说明的是，挡土墙作为水工建筑物的一部分，也有主要和次要之分。一般情况 下，次要建 筑物中的挡土墙失事后一般不致直接危及主体建筑物的安全且便于修复时， 其设计级别可相应降低。 但是，处于水工建筑物防渗段范围内的岸墙、翼墙等，以

11、及一 旦失事将直接危及水工建筑物安全或 严重影响工程效益的挡土墙，都属于主要建筑物 中的挡土墙，其设计级别应与所属主体建筑物的设 计级别相同。本规范表 3.1.1 对水 工挡土墙的设计级别划分是与 GB 5020194 表 6.1.2 和 SL 2522000 表 2.2.1 的规定是一 致的。各类水工建筑物的级别已分别由 GB 5028899、GB 5028698、GB/T 5026597 和 SL 2522000、SL 2652001、SL 2532000 等现行有关标准的规定确定，由于水工挡土墙是 所属水工建筑 物的一部分，因此，在按本规范 3.1.1 条确定水工挡土墙的设计级别时， 应

12、根据上述标准的规定先确 定所属水工建筑物的级别。3 3. .1 1.2.2在水利水电工程中，还有一类挡土墙，它们是独立布置的，并不与所属建筑物有较 大的关联， 例如水利水电工程区内进场道路的路基挡土墙、移民区构筑的庄台、水土 保持设施中的挡土墙等。 对于这类独立布置的挡土墙级别确定，应根据其重要性分析 确定。这类水工挡土墙的级别划分，均 应符合 GB 5020194 和 SL 2522000 的规定。3 3. .1 1.3.3 现行的城建行业标准城市防洪工程设计规范(CJJ 5092)2.2.1 条规定， 防洪建筑物级别根 据城市等别及其在工程中的作用和重要性划分为四级，详见表 1。表 1 1

13、 防洪建 筑物级别 永久性建筑物级别城市等别主要建筑物次要建筑物临时性建筑物 级别一134二234三344四44 注：1、主要建筑物系指失事后使城市遭受严重灾害并造成重大经济损失的建筑物，例如堤防、防洪闸等； 2、次要建筑物系指失事后不致造成城市灾害或者造成经济损失不大的建筑物，例如 丁坝、护坡、谷坊；-_3、临时性建筑物系指防洪工程施工期间使用的建筑物，例如施工围堰等。由表 2 可以看出， 按照 CJJ 5092 规定的防洪建筑物级别， 与国家现行有关标准的 规定有差别。-_一是按照城市等别只分为四等；二是四等城市的永久性次要建筑物为 4 级，而国家现 行有关标准中 都规定为 5 级；高于国

14、家现行的有关标准，这主要是考虑到城市防洪工 程的重要性所确定的。为此， 本规范 3.1.2 条规定，城市防洪工程中水工挡土墙的级 别，应按 CJJ 5092 的规定确定。3.3.1 1.4.4位于防洪(挡潮)堤上的水工建筑物，其重要性与防洪(挡潮)堤是一样的。有的防 洪(挡潮)堤上 的水工建筑物即便规模不大，但一旦失事，其严重后果就象防洪(挡潮)堤 的失事一样，且较难修复， 因此防洪(挡潮)堤上的水工建筑物级别只能高于或至少等于 防洪(挡潮)堤的级别，而绝对不能低于防 洪(挡潮)堤的级别。对于防洪(挡潮)堤上水工 建筑物的挡土墙(岸墙、翼墙)，如果失事后将直接危及 该水工建筑物的安全， 则挡土

15、墙 的设计级别应与该水工建筑物的设计级别相同。 与防洪(挡潮)堤交汇 的跨河建筑物，其 重要性与防洪(挡潮)堤也是一样的，而处于跨河建筑物防渗段范围内的挡土墙，若 一旦 失事，就像跨河建筑物失事一样，后果不堪设想，因此，跨河建筑物防渗段范围内挡土 墙的设 计级别应与该跨河建筑物的设计级别相同。3 3. .1 1.5.5 对于 2、3 级水工挡土墙(如岸墙、翼墙等)，若失事后直接危及所属水工建 筑物的安全，经论 证后可提高一个设计级别。对采用实践经验较少的新型挡土墙结构， 即使失事后不会直接危及所属 水工建筑物的安全，为积累建设经验，避免较大损失， 这类挡土墙经论证也可提高一个设计级别。 当然，

16、这些挡土墙的级别提高，除了进行 论证外仍需经有关部门批准。3 3. .1 1.6.6 在水利水电枢纽工程中，当挡土墙与两个或两个以上不同级别的水工建筑物相关 联时，可以 按照较高级别水工建筑物确定挡土墙的级别。如与 2 级建筑物和 3 级建 筑物之间连接的挡土墙，可 以按照 2 级建筑物的挡土墙定级。当然，仍应按是否属于 主要或次要挡土墙进行分析确定。3.23.2 设计标准3.3.2 2.1.1 水工挡土墙分为有挡水要求和无挡水要求两类。除设计允许水流从墙顶漫溢的挡 土墙外，其 他有挡水要求的永久性挡土墙除了具有防止土体崩塌作用外，其结构稳定 和墙顶超高等都与洪水标 准相关。由于这类挡土墙与所

17、属的水工建筑物一起承担着挡 水的任务，因此其设计洪水标准应与所 属水工建筑物的洪水标准一致。无挡水要求的 永久性挡土墙，例如位于防洪水位以上的挡土墙，当 然不作设计洪水标准的规定。位于水工建筑物上、下游河道内的挡土墙，例如作为河道护岸的挡墙等，其洪水标 准应与水工 建筑物上、下游河道的设计洪水标准一致。位于挡洪建筑物上游的翼墙， 属于挡洪建筑物上游的一 部分，其洪水标准只能与所属挡洪建筑物的设计洪水标准相 同，而绝对不能低于挡洪建筑物的设计 洪水标准。位于水工建筑物下游的翼墙，作为 水工建筑物下游的一部分，其设计洪水标准亦应与所 属水工建筑物的设计洪水标准相 同，只是防洪水位值与上游的防洪水位

18、值不一样。如泄洪建筑物泄 洪时下游的洪水水 位较高，但许多情况下泄洪建筑物下游消能防冲设施的安全性往往受始流条件控 制， 而下游翼墙墙前水位的高低对其结构的稳定又有较大的影响，因此泄洪建筑物下游的翼 墙还应 考虑相应于下游消能防冲设施设计洪水标准时可能出现的不利情况。-_设计洪水标准往往决定了水工建筑物的规模和安全标准，挡土墙作为水工建筑物的 重要组成部 分，其设计洪水标准应与同级水工建筑物的设计洪水标准一致。提高一个 设计级别时，其面临洪水 的机率却是与主体建筑物是一致的，因此即使按本规范 3.1.5 条的规定提高一个设计级别后，挡土墙 的设计洪水标准仍应与其同级水工建筑 物的设计洪水标准相

19、一致。3 3. .2 2.2.2对于不允许水流从墙顶漫溢的水工挡土墙，兼有挡土和挡水的双重任务，如水工 建筑物上游 的翼墙，在所属水工建筑物关闸挡水时，无论是在正常蓄水位或最高挡水位 条件下，由于风力作用， 墙前均会出现波浪(立波或破碎波波型)，因此翼墙的墙顶高程 不应低于正常蓄水位(或最高挡水位)加 波浪计算高度与相应安全加高值之和。当所属水 工建筑物系泄水建筑物，遇到设计洪水位(或校核洪 水位)必须开闸泄水时，由于流速的 影响，水面不会形成较高的波浪，至少不会形成立波波型，因此 翼墙的墙顶高程不应低 于设计洪水位(或校核洪水位)与相应安全加高值之和。本规范表 3.2.2 规定的水工挡土墙墙

20、顶安全加高下限值与 SL2652001 的规定是 对应的， 当所属 水工建筑物关门挡水时，计及波浪计算高度；开闸泄洪时，不计波浪 计算高度。为了不致使上游来 水(特别是洪水)漫过翼墙的墙顶， 危及所属水工建筑物 的安全， 上述挡水和泄水两种情况下的安全保 证条件应同时得到满足。3.3.2 2.3.3由于城市防洪工程的级别划分与国家现行有关标准的规定不一致，因此，本规范 规定，城市 防洪工程中的水工挡土墙， 其墙顶的安全加高值， 应按现行的城建行业标准 CJJ 5092 的规定确定。3.3.2 2.4.4现行的国家标准 GB 183062001 的适用范围是 “新建、 扩建、 改建一般建设工程

21、的抗震设防， 以及编制社会经济发展和国土利用规划”。因此，位于中国地震动参 数区划图相应区域内的任 何水工建筑物，其抗震设防标准都不能任意改变。水工挡土墙抗震设计标准应与所属水工建筑物的抗震设计标准相同， 即使按照本规 范 3.1.4 条的 规定提高一个设计级别时，其抗震设计标准仍应保持不变，但根据国家 现行有关法规规定需要提高 抗震设计标准的情况除外，例如对于重要的 1 级水工建筑 物经论证并报上级主管部门批准需要提高 其抗震设计标准的情况，以及经省级以上地 震部门核定需要提高抗震设计标准的情况等。3 3. .2 2.5.5 砌石结构是水工挡土墙常用的、也是最古老的结构型式，由于石料的强度往

22、往高 于其粘结材 料强度，因此砌石结构多为重力式或半重力式挡土墙。对于这类结构，其 墙身结构强度需要按偏心 受压或剪切受力状态验算。由于 SL 252006 已有规定， 因此砌石结构在结构强度验算时，其结构 构件强度安全系数均可按该标准的规定采用。3 3. .2 2.6.6 混凝土结构也是常用水工挡土墙结构型式，由于混凝土属于塑性材料，且抗拉强 度也不高， 也多为重力式或半重力式挡土墙。对于这类结构，其墙身结构强度也需要 按偏心受压或剪切受力状 态验算。钢筋混凝土结构强度高，结构构件的尺寸可大大缩小，适用于除重力式和半重力式 以外的各种 挡土墙结构型式，因此钢筋混凝土结构在水工挡土墙应用较广泛

23、。由于构 件尺寸相对较小，因此钢 筋混凝土结构的挡土墙除了应根据其受力条件验算其强度外， 还应按其使用条件的需要，验算结构-_构件的抗裂要求或最大裂缝开展的宽度，以保证结构构件安全和使用功能。 混凝土和 钢筋混凝土结构构件的强度安全系数，以及钢筋混凝土结构构件的抗裂和最大裂缝 开展宽度验算的安全系数，在 SDJ 2078 中已有规定，设计中可直接按该标准 的规定采用。3 3. .2 2.7.7沿挡土墙基底面的抗滑稳定安全系数，反映了挡土墙是否安全与经济的指标。而 对于抗滑稳 定安全系数允许值的合理规定，涉及了所采用的计算理论、计算方法、计 算指标，以及国家的技术 经济政策。如果规定的抗滑稳定安

24、全系数允许值过于偏高或 偏低，将导致工程的浪费或不安全。因 此，在实际应用中，未经充分论证，不应任意 提高或降低规范规定的抗滑稳定安全系数的允许值。 本规范表 3.2.7 规定的沿挡土墙 基底面抗滑稳定安全系数的允许值 GB 5028698 以及 SL 2652001 的规定是与之对应 的。但必须指出， 表 3.2.7 规定的沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数允许值应与表中规 定的相应计算 公式配套使用，切不可将表中规定的允许值用来检验非表中规定的其它 公式计算成果。3 3. .2 2.8.8 由于挡土墙底板以下的土质地基和墙后回填土两个部分联在一起，其稳定计算的 边界条件比 较复杂，还有深层抗滑

25、稳定问题。因此，对于挡土墙的地基整体稳定可采 用瑞典圆弧滑动法计算。 按瑞典圆弧滑动法计算的挡土墙深层抗滑稳定安全系数也应 满足表 3.2.7 规定的允许值。土质地基上的建筑物经常遇到持力层内夹有软弱土层的情况。由于软弱土层抗剪强 度低，在水 平向荷载作用下，有可能产生沿软弱土层的滑动，因此当土质地基持力层 内夹有软弱土层时，还应 采用折线滑动法(复合圆弧滑动法)对软弱土层进行整体抗滑 稳定验算。按折线滑动法(复合圆弧滑动 法)计算的挡土墙深层抗滑稳定安全系数也应 满足表 3.2.7 规定的允许值。折线滑动法(复合圆弧滑动 法)可参见有关土力学、地基 与基础的设计计算手册。3 3. .2 2.

26、9.9 对于岩石地基上的挡土墙，当地基中存在软弱结构面时，需要核算沿软弱结构面 滑动的整体 稳定安全系数。岩石地基上挡土墙的整体稳定性通常是按照抗剪断方法来 进行核算的。根据有关设 计单位的经验，如果这时的整体稳定安全系数允许值仍然按 照本规范表 3.2.7 中按公式(6.3.5-1)计算 时的规定采用，是偏于保守的。但是究竟 可以降低多少，还缺乏一定的实践经验。考虑到一些设计 单位已经按照表 3.2.7 中的 允许值降低 0.5 甚至降低 1.0 采用，且工程还是安全的，经本规范送审稿 审查会研 究，建议岩石地基上的挡土墙沿软弱结构面整体滑动时，按抗剪断计算的稳定安全系数 允 许值，可按表

27、3.2.7 中按公式(6.3.6)计算时规定的允许值降低采用。至于降低的 数值，可根据工程实 践经验和地质条件研究确定，本规范暂不作规定。3 3.2.10.2.10 有锚碇墙的板桩式挡土墙是依靠作用在插入地基的板桩和置入墙后填土内可能 滑动面以外 锚碇墙上的被动土压力来维持结构整体稳定的，其锚碇墙的抗滑稳定安全 系数应按本规范表 3.2.10 的规定采用。3 3.2.11.2.11 按照 SL/T 22598 的规定，加筋式挡土墙在验算沿水平向的抗滑稳定性-_和按圆弧滑动法验 算整体深层抗滑稳定性时，不论挡土墙的级别和荷载组合情况，其 抗滑稳定安全系数均应大于等于1.30。本规范编制时认为，抗

28、滑稳定安全系数大于等于 1.30 是合适的，同时加筋式 挡土墙目前在级-_别较高的工程中应用较少，暂时不考虑挡土墙的级别也是可以的。但是，对于荷载组合 情况，即在 基本荷载组合和特殊荷载组合时，应有所区别。参考土质地基上的其他类 型挡土墙的抗滑稳定安全 系数允许值的取值范围，在基本荷载组合和特殊荷载组合时 差距约在 0.10.15 之间，因此，本规范 规定，在基本荷载作用下加筋式挡土墙的抗 滑稳定安全系数允许值采用 1.40，特殊荷载作用下的抗 滑稳定安全系数允许值采用 1.30。3 3.2.12.2.12 SL 2652001 规定， 对于土质地基上的挡土墙， 其抗倾覆稳定是由地基稳定 性和

29、控制基底大 小应力的比值来保证的， GB 5028698 中规定，防洪墙(即挡土墙) 按堤防工程级别分为 5 级，正常 运用期的抗倾覆稳定安全系数允许值为 1.61.4 之 间，非正常运用期的抗倾覆稳定安全系数允许值 为 1.51.3 之间，两个标准的规定 不统一。抗滑稳定和抗倾覆稳定都是衡量挡土墙安全性的重要指 标，对工程投资有直 接影响，按建筑物级别分级取用抗倾覆稳定安全系数较为合理。因此，本规范3.2.12 条规定的挡土墙抗倾覆稳定安全系数允许值与 GB 5028698 是一致的。3 3.2.13.2.13 岩基上翼墙抗倾覆稳定安全系数允许值的确定，以在各种荷载作用下不倾倒为 原则，但应

30、有 一定的安全储备。参照现行有关规范对抗倾覆稳定安全系数允许值的规定， 本规范规定，13 级水 工挡土墙，在基本荷载组合条件下，抗倾覆稳定安全系数不应 小于 1.50，4 级水工挡土墙抗倾覆稳 定安全系数不应小于 1.40；在特殊荷载组合条 件下，抗倾覆稳定安全系数不应小于 1.30。3 3.2.14.2.14 对于挡土墙来说，空箱式挡土墙的抗浮稳定性要求是个特例。参照现行有关标 准的规定，本 规范 3.2.14 条规定，不论挡土墙的级别和地基条件，在基本荷载组合 条件下，其抗浮稳定安全系数 不应小于 1.10；在特殊荷载条件下，其抗浮稳定安全系 数不应小于 1.05。-_4 4工程布置4.1

31、4.1 一般规定4.4.1 1.1.1 水工挡土墙是水利水电工程中的重要构筑物，其作用除了防止土体崩塌外，主要 是与所属水 工建筑物一起承担防洪、治涝、灌溉、供水、通航、发电等任务，具有挡 水、导水和侧向防渗等作 用。因此，应根据所属水工建筑物的地形、地质、水流等条 件，以及所属枢纽工程中各建筑物的功 能、特点、运用要求等，合理安排好挡土墙与 其它建筑物的相对位置。如能布置紧凑协调，就可组 成整体效益最大的有机联合体， 以充分发挥整个枢纽工程的作用；反之，不仅影响整个枢纽工程的 正常运用，而且还 将增加枢纽工程中各建筑物的施工难度和工程造价。尤其是岸墙和翼墙的布置， 不仅 影响水流和侧向防渗条

32、件，而且事关整个工程的安全，一些水工建筑物的失事，往往是 由于翼 墙或岸墙的破坏，造成的所属水工建筑物随之破坏的严重后果。4.4.1 1.2.2 水利水电工程中挡土构筑物的种类较多，有用以连接所属水工建筑物上、下游两 岸并兼有挡 土、挡水、导水和侧向防渗作用的翼墙，有为满足所属水工建筑物防止土 体崩塌和侧向渗流而设置 的岸墙，有河(渠)道两岸的直立墙(如驳岸)，也有道路两侧、 移民区庄台和水土保持区的挡墙等。本 规范中将水工挡土墙按其在所属建筑物中的位 置及功能要求分为翼墙、岸墙和挡墙三类。4.4.1 1.3.3水工挡土墙型式很多，主要有重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、空 箱式、板桩

33、 式、锚杆式和加筋式等断面结构型式，还有将以上两种及两种以上基本结构 型式合并的组合式结构。 设计中应如何选用挡土墙的结构型式，主要是考虑其受力条件。 此外，还有贴坡式结构，虽然也有 防止土体崩塌作用，但在水利水电工程中，还是属 于护坡工程，因此，本规范中未将贴坡式结构列入。 在 20 世纪 50 年代初期，国内的水工挡土墙多数采用重力式和空箱式结构，建筑 材料以采用浆 砌块石居多。由于地基处理技术水平较低，在坚实及中等坚实地基上采 用重力式或半重力式结构、 在软弱地基上采用空箱式结构几乎成为一种固定的模式。 20 世纪 60 年代至 70 年代，由于受当时历 史条件的限制，建筑材料供应跟不上

34、工程 建设的发展，为了满足工程建设的需要，广大工程技术人 员不断创新，修建了一批各 种型式的挡土构筑物，如悬臂式、扶壁式、连拱式、加筋式或组合式等 结构型式，总 的趋势是向轻型、薄壁结构发展。20 世纪 80 年代以后，随着科学技术的进步和国民 经济的发展，新工艺、新材料的不断出现，挡土构筑物的结构型式也有了很大的变化， 尤其是土工 合成材料的应用，更引发了挡土墙的结构型式的变化。建筑材料供应和软 弱地基条件已不再约束上 部结构的型式和尺寸，而施工中的温度控制和基坑开挖条件 限制，以及工程的综合利用需要工程管 理中如何防止水或土对结构的腐蚀等，对挡土 构筑物的结构设计提出了新的要求。因此，水利

35、水电 工程中挡土构筑物结构型式的选 用需要考虑诸多因素，合理选择。至于连拱式及连拱空箱式结构，是在特定条件下创造的一种轻型结构型式，经过多 年的实践，-_近年来在大、中型水利水电工程中已很少采用，主要原因是这种结构抗震性能较差，拱 圈易裂缝， 且施工不便，只在中、小型水利水电工程中还有使用的例子。因此，本规 范未将连拱式及连拱空箱 式结构列入。本规范中所列入的重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、空箱式、板桩式、 锚杆式和 加筋式等水工挡土墙的结构型式可参见本条文说明 4.2 节中的图 1图 10。4.24.2 结构布置4.4.2 2.1.1 根据岸墙的功能，其平面布置一般都为直线式，如为

36、满足所属水工建筑物防止侧 向土体崩塌 和侧向渗流而设置的岸墙，紧贴所属水工建筑物布置，只能是直线式。4.4.2 2.2.2 在水利水电工程中，翼墙的平面布置型式很多，主要有圆弧式、椭圆弧式、直线 与圆弧组合 式、曲线式、折线式、扭曲式等。折线式布置最简单，但水流条件较差， 因此本规范未推荐这种平 面布置型式。但在小型水利水电工程中还是可以采用的。根据大量的水工模型试验验证， 当与所属水工建筑物相连接的下游翼墙直线段扩散 角为 612 时，可以获得较好的水流条件。对于有双向过水要求的水工建筑物，其 上、下游翼墙直线段均应符 合上述平面布置要求。对于其他一些有特殊要求的水工建筑物， 如平原地区有一

37、般通航要求而设置通航孔的 水闸工程， 为保证过闸船舶通航安全，上、下游翼墙还兼有导航墙的作用，因此需要 考虑设置助航设施。再如 平原地区有过鱼要求的水利水电工程中，为了满足鱼类洄游 的条件，可结合岸墙、翼墙的布置设置 鱼道，这样布置紧凑，经济合理，此时，岸墙、 翼墙布置应兼顾鱼道的布置要求。在平原地区的水 利水电工程中，如上游有余水可以 利用发电时，为了满足发电需要，往往结合岸墙、翼墙的布置设 置小型水力发电机组； 有时还需结合岸墙、翼墙的布置设置小型抽水机组。此时，岸墙、翼墙的布 置除了需 满足所属水工建筑物的总平面布置要求外，还需分别满足小型水力发电机组或抽水机组 及 其进、出水管路布置，

38、以及进、出口水流条件等要求。5.5.2 2.3.3对于其他工程类型的挡土墙，如为减少河(渠)道占地面积而设置的直立墙(如驳岸)， 应随着河 (渠)道岸边走向布置，可以是直线式，也可以是曲线式，或直线与曲线组合式； 至于为维持道路两侧 土体稳定的挡土墙，其布置也是与道路走向一致，但在道路与道路 交汇处，往往需要采用一段圆弧、 椭圆弧或其他曲线型布置。这类挡墙根据所属水工建 筑物的功能及要求不同采用适宜的平面布置型 式。4.4.2 2.4.4 土质地基上选用的挡土构筑物结构型式，很大程度与其地基的承载能力有关，而 挡土构筑物 的地基承载能力，主要是由挡土构筑物的挡土高度所确定，并要考虑其经 济性。

39、根据江苏省 1994 年 底对已建的近 200 座水闸的上、下游第一节翼墙统计(见 表 2)，356 座翼墙中重力式翼墙共 224 座， 占 62.9；空箱式及连拱空箱式翼墙共 97 座，占 27.2；扶壁式翼墙共 23 座，占 6.5；扭曲式翼 墙共 12 座，仅占 3.4。从翼墙的挡土高度看，扭曲式的使用范围是 39m，其主要使用范围是 3-_7m；扶壁式使用范围是 512m，其主要使用范围是 611m；空箱式及连拱空箱式使用 范围是 313m，其中空箱式主要使用范围是 39m，连拱空箱式主要使用范围是 610m；而重力 式几乎囊括 了 16m 以下所有范围，但其主要使用范围仍然是 410

40、m。这些使用范围 主要是由于天然地基允许 承载力的限制所确定的，实际上在 356 座翼墙中，挡土高度 为 1316m 的仅有一座。通常情况下， 重力式挡土墙在挡土高度 8m 以下才是经济的， 对于在挡土高度 8m 以上的条件下是否采用重力式挡 土墙，应进行技术经济比较确定。表 2 2 江苏省水闸上、下游第一节翼墙型式统计表单位： 座 挡土墙型式挡土高度 (m )重力式空箱式连拱空箱式扶壁式扭曲式小计H32000023H4450021 14H53 02 00055 55H65 910106 16H76 265638 27H83 271 8216 08H91 751 6414 39H1090720

41、1 810H11031701 111H1262010912H1320100313H1400000014H1500000015H16100001合计数量22 44 94 82 31 235 6从表 1 来看，由于平原地区水利水电工程挡水水头不大，挡土构筑物的挡土高度一 般都在 13m 以下。因此，在坚实的土质地基上，采用各种结构型式对地基承载能力的要求都不难满 足；即使在 中等坚实的土质地基上，挡土高度在 10m 以下时，地基承载能力一般也能 满足要求；而对于松软地 基，如不采用地基加固处理措施，不采用空箱式或板桩式结 构几乎是难以满足挡土构筑物对于地基 承载能力要求的。对于在坚实地基上或采用人

42、工加固处理后的松软地基上所修建的挡土墙，其稳定性 是可以满足 要求的，但仍需考虑墙身结构的材料能否与地基的变形相一致，以避免因 地基原因造成墙身结构的 过大变形或损坏。随着土工织物的发展，加筋式挡土墙结构也开始应用到工程实践中来。加筋式挡土 墙属于一种 柔性的挡土结构，最初用于交通等行业的土坡防护中。工程实践证明，加 筋式挡土墙断面小，节省 建筑材料，并能适应土质地基的变形特性，逐渐被其他行业 所接受，目前在水利水电工程中也有应 用。根据水利水电工程的特点和要求，在稳定 的地基上建造挡土墙，可采用加筋式挡土墙结构，但 应妥善处理好墙面结构的防渗或 导滤问题。加筋式挡土墙的墙面宜采用带企口的预制

43、块砌筑，并可 根据墙后填土的潜 在破坏面的形状选用刚性筋式或柔性筋式两种型式，前者采用加筋带或刚性大的 土工 格栅，后者采用土工织物。在地震区(主要是指抗震设计烈度在 8 度及 8 度以上的强震区)修建的砌石挡土墙， 由于砌体结构-_在地震荷载作用下，砌筑用的粘结材料容易被拉开，虽然符合“大震不倒、小震不坏” 的抗震设计 基本要求，但震后不易修复，因此在水工挡土墙的设计中，应尽可能采用 钢筋混凝土整体结构。4 4. .2 2.5.5 在岩石地基上修建挡土构筑物，其稳定条件一般都能满足要求，因此对挡土墙的 高度可不受 限制。但由于地基条件的约束，地基的变形往往与墙体材料所能承受的变 形能力不一致

44、，这时，就 必须根据墙体材料的特性确定结构布置型式及尺寸，并对墙 体材料进行强度核算。4.4.2 2.6.6由于水工挡土墙一般兼有挡土和挡水双重功能，因此挡土墙的墙顶高程应根据其 挡土高度及 是否挡水的条件来确定。对于仅有挡土功能的挡土墙，其目的就是防止土体崩塌，要求墙顶高程高于或等于 墙后填土平 台(或坡脚)的高程，这是不言而喻的。但对于兼有挡土和挡水双重作用的水 工挡土墙，如水工建筑物 不允许越浪的上游翼墙，在所属水工建筑物关闸挡水时，无论 是在正常蓄水位或最高挡水位条件下， 由于风力作用， 墙前均会出现波浪(立波或破碎 波波型)， 因此翼墙的墙顶高程不应低于正常蓄水位(或 最高挡水位)加

45、波浪计算高度与 相应安全加高值之和。当所属水工建筑物系泄水建筑物，遇到设计洪 水位(或校核洪水 位)必须开闸泄水时，由于流速的影响，水面不会形成较高的波浪，至少不会形成立 波波 型， 因此翼墙的墙顶高程不应低于设计洪水位(或校核洪水位)与相应安全加高值之和。 为 了不致 使上游来水(特别是洪水)漫过翼墙的墙顶， 危及所属水工建筑物的安全， 上述墙 前挡水和泄水两种情 况下的安全保证条件应同时得到满足。参照现行的水利行业标准 SL2652001 的规定，本规范规定的水工挡土墙墙顶安全 加高下限值 见表 3.2.2，在所属水工建筑物关闸挡水时，计及波浪计算高度；开闸泄 洪时，不计波浪计算高度。 此

46、外，在确定挡土墙墙顶高程时，还应考虑软弱地基上地 基沉降的影响。可按通常的沉降计算方法计算沉降值，并参照类似条件下的已建工程实测沉降值研究确定。4 4. .2 2.7.7挡土墙墙顶宽度的确定，主要考虑墙顶栏杆或挡浪板的布置和施工条件等因素。墙 顶宽度小， 虽然可节约工程投资，但对于钢筋布置、施工浇筑将带来了很大的困难， 而且挡土墙的耐久性也易 受到影响，因此挡土墙墙顶宽度不宜太小。对于砌石挡土墙， 由于材料尺寸的限制更不宜太小。当 挡土墙墙后填土不到顶时，为了便于工程管理中 的人员巡视，挡土墙的墙顶宽度可适当加大或增设 巡视平台。对于悬臂式、扶壁式、空箱式挡土墙结构，由于这些结构的尺寸相对来说

47、比较单薄， 除了底板 长度应由稳定计算条件确定外，其余均应满足强度及耐久性要求。设计中还 应注意的是，扶壁式、 空箱式结构由于前墙或前、后墙与隔墙形成了框格，对受力是 有利的，但如果按强度计算所需的厚 度较小时，还应考虑耐久性要求和施工的方便。 有的扶壁式、空箱式挡土墙，墙体厚度仅为 0.3m 左 右，不仅施工中浇筑振捣困难， 而且因钢筋保护层过小，投入使用后不久就因混凝土碳化致使钢筋 锈蚀而不得不提前 进行加固，反而得不偿失。4 4. .2 2.8.8土质地基上挡土墙底板(或墙趾)的埋置深度， 一般情况下是由挡土结构的稳定条 件决定的。 但 由于所属水工建筑物还有挡水及泄水要求，挡土墙墙后水位还可能引起 基底渗流作用，因此挡土墙-_底板(或墙趾)的埋置深度还与周围地形、地质、水流冲刷等条件有关。 从土质地基允 许承载力的计算公式可以看出，任何建筑物基底的允许承载力都与建筑物底板(或墙趾)的埋置深度有关。底板(或墙趾)的埋置深度增大，基底的允许承载力也增大