水工挡土墙设计规范.pdf

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水工挡土墙设计规范.pdf

计算(计算简图见图A.0.4):

θ一一墙后填土破坏面与水平面的夹角(。),当墙背垂直光滑且填土面水平时,取

大断面黄土隧道施工组织设计ea =HaKa a2=HoKa ea. =zK

式中Eal、Ea2一一分别为衡重式挡土墙衡重台上下的主动王压力(kN/m); h一一衡重台以上挡土墙的高度(m); hz、hs一-分别为图A.0.8所示衡重台下主动土压力图形的折点分段高度(m); H。一一衡重式挡土墙的高度(m); b一一衡重台悬臂长度(m)。 A.0.9 对于板桩式挡土墙、锚锭墙或锚杆式挡土墙,其墙后主动土压力仍可按本规范A.0.1条~

表A.0.11 K.值

【A.0.12.3]

cosΦ K,= sin(Φ +)sin cos1 coso

注:h为锚锭墙顶至地面高度(m)。

附录 B挡士墙稳定计算

及水平土压力的影响,按公式(B.0.1)计算(计算简图见图B.0.1)

Epx Gf + Epx ≥ Ra+Eax K K

表B.0.4瑞岩石地基m值

附录 C 挡士墙结构计算

式、半重力式、衡重式挡土墙结构内力计

M =GI, + P 1, M W t=P Ao

C.2悬臂式挡土墙结构内力计算

M = Pl2 M,=G,

G一一底板末端至计算截面范围内所有竖向荷载(包括基底应力)的总和(kN); [一一底板末端至计算截面范围内所有竖向荷载的合力作用点至计算截面的距离(m)。

梯形荷载作用下三边固支、一边自由的双向板弯矩

式中L一一任意截面以上水平荷载的合力作用点至该任意截面 A。一一抗弯钢筋面积(cm²); k一一安全系数,按本规范表3.0.7选用; R。一一钢筋设计强度(MPa); α一一扶壁斜面与垂直面的夹角(°); ho一一截面有效高度(m);

C.5板桩式挡土墙结构内力计算

C.5.1无锚锭的板桩式挡土墙的内力可采用材料力学的方法计算,但为了求得墙体的变位,仍应采 用竖向弹性地基梁法计算。墙顶的水平变位可按公式(C.5.1)计算(计算简图见图C.5.1):

A=x, + P,H+x

式中△一一无锚板桩式挡土墙墙顶水平变位(m); 测资料时m可按表B.3.2取值)或其它的竖向弹性地基梁法计算;

一一假定墙体为悬臂梁(入土点为固端)时的墙顶水平变位(m),可按材料力学方法计算。

定墙体为悬臂梁(入土点为固端)时的墙顶水平变位(m),可按材料力学方法计算

C.5.2单锚板桩式挡土墙的内力可采用弹性嵌固法(娄美尔法)或自由支承法计算。但为了求得墙体 的变位,仍应采用竖向弹性地基梁法计算。多锚板桩式挡土墙的内力应采用竖向弹性地基梁法计算 该法可考虑多锚拉杆的拉伸及锚墙的水平变位。 C.5.3对于有锚锭的板桩式挡土墙,其锚锭墙至板桩墙之间的拉杆可按中心受拉构件计算,拉杆直 径可按公式(C.5.3)计算:

10Rsecα d = 20 +81 元]

执行本规范时,规范用词应遵守下表规定。

中华人民共和国水利行业标准

条文说明 (送审稿)

DB21/T 3177-2019标准下载则 (57) 3 级别划分 ( 60) 4 设计标准 ( 62) 5 工程布置 ( 66) 5. 1 一般规定 ( 6) 5. 2 结构布置 (67) 5. 3 防渗与排水布置 (76) 6荷载 (79) 6. 1 荷载分类及其组合 ( 79) 6.2荷载计算 (79) 稳定计算 . ( 82) 7.1一般规定 ( 82) 7.2抗渗稳定计算 . ( 84) 7.3抗滑稳定计算 ( 85) 7.4抗倾覆稳定计算 ( 88) 7.5抗浮稳定计算 (89) 7.6地基整体稳定计算 ( 89) 7. 7 地基沉降计算 (90) 8结构计算 (.92) 8.1 一般规定 (92) 8.2结构应力分析 (.94) 9地基处理 (98) 9.1一般规定 (98) 9.2岩石地基处理 (98) 9.3土质地基处理 ( 99)

1.0.1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,自的是为了适应水利水电工程建设的需要,统一水工挡 墙的设计标准和技未要求,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程量和 造价中占有较大的比重,因此挡土墙设计必须做到技术先进、安全可靠、实用耐久、经济合理、管 理方便五个方面的要求。但对于这五个方面的要求,不能只强调其中某个方面而忽视其它几个方面。 1.0.2本条规定了本规范适用于新建、扩建的水工挡土墙设计,其适用范围不受地区性的限制,不 论是平原区或山区、丘陵区的水工挡土墙,也不论是土质地基上或岩石地基上的水工挡土墙,均可 按照本规范的规定进行设计。但是修建在湿陷性黄土、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、严寒地区的挡土墙设计,还应符合国家现行的有关标准的规 定。 对于水工挡土墙的加固、改建设计,由于工程修建时的历史条件和其它各种原因,要求加固、 改建设计完全达到本规范的要求可能有一定的困难,如果强求达到本规范的要求,则可能会造成不 必要的浪费;因此,本规范只要求参照使用,但必须以满足水利水电工程的安全为前提。 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。 1.0.3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;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。 1.0.420世纪50年代以来,随看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。这是一入教训。 1.0.5挡土墙是水工建筑物中不可分割的一部分,其安全监测设计应与所属水工建筑物的安全监测 没计相协调。就安全监测设计而言,主要是提出所需设置的安全监测项目,进行安全监测设施的布 置、拟定今后建设和管理过程中的安全监测方法,以及提出如何整理分析安全监测资料的技术要求 等。当然,这些设计与所属水工建筑物的安全监测设计是基本一致的,只是针对水工挡土墙的特点 应有所侧重,

3.0.3一般情况下,临时性挡土墙的设计级别根据所属水工建筑物的级别按本规范表3.0.1的规定确 定即可。对于特别重要的特大型水利水电工程,其临时性挡土墙的级别,应根据被保护对象的规模 作用和重要性研究确定。但考虑到临时性挡土墙毕竟是在工程实施过程中发挥作用的,其使用年限 短于被保护对象,因此,本规范规定,临时性挡土墙的级别不应高于或等同于被保护对象的级别。 3.0.4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 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 十级别应与该跨河建筑物的设计级别相同。 3.0.5对于当2~5级永久性水工挡土墙(岸墙、翼墙),若失事后直接危及所属水工建筑物的安全 经论证报主管部门批准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(岸墙、翼墙)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(岸 墙、翼墙)经论证并报主管部门批准后也可提高一个设计级别。 对于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,经 论证并报主管部门批准后也可降低一个设计级别

5.1.1水工挡土墙是水利水电工程中的重要构筑物,在水闸、泵站、涵洞、渡槽,以及水电站、船 闸等水工建筑物中,都是不可缺少的。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。 5.1.2水利水电工程中挡土构筑物的种类较多,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,有河(渠)道两岸的直立墙(如驳岸),也有道路两侧的挡土墙等。为了便于应用,本规范中将 挡土墙分为两大类,除了将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 防渗作用的挡土墙定名为翼墙外,其余挡土墙均定名为岸墙。 5.1.3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、板框 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,国内水利水电工程中的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HG/T 22817-2019 化工矿山项目可行性研究报告编制规定.pdf,由 于受当时历史条件的限制,建筑材料供应跟不上工程建设的发展,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,随看科学技术的 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 需要结合布置鱼道、小型水力发电机组或抽水机组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,但在中、小型水利水电工程中还有使用的例子。由于该结构型式仍属于空箱结构,因 此,本规范仍将其列入空箱式结构。

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