土质边坡与重力式挡墙的基本要求

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7节对土质边坡与重力式挡墙的设计进行了规定。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.1条指出：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，应在坡角处设置截水沟。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。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.2条指出：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，坡度允许值如下：

1）对于密实的碎石土边坡，当坡高在5m以内时，坡度允许值为1:0.35~1:0.50；当坡高为5m~10m时，坡度允许值为1:0.50~1:0.75。

2）对于中密的碎石土边坡，当坡高在5m以内时，坡度允许值为1:0.50~1:0.75；当坡高为5m~10m时，坡度允许值为1:0.75~1:1.00。

3）对于稍密的碎石土边坡，当坡高在5m以内时，坡度允许值为1:0.75~1:1.00；当坡高为5m~10m时，坡度允许值为1:1.00~1:1.25。

4）对于坚硬的黏性土边坡，当坡高在5m以内时，坡度允许值为1:0.75~1:1.00；当坡高为5m~10m时，坡度允许值为1:1.00~1:1.25。

5）对于硬塑的黏性土边坡，当坡高在5m以内时，坡度允许值为1:1.00~1:1.25；当坡高为5m~10m时，坡度允许值为1:1.25~1:1.50。

注1：此处碎石土的充填物为坚硬或硬塑状态的黏性土；

注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角及坡面上积水。

（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。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.3条指出：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下式进行计算。

E_a=0.5ψ_aγh²k_a

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。

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可采用楔体试算法图解求得。

（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))

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（°）。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.4条指出：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。在特强冻胀、强冻胀地区应考虑冻胀的影响。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。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.5条指出：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：

(G_n+E_an)μ/(E_at-G_t)≥1.3

G_n=Gcosα₀

G_t=Gsinα₀

E_at=E_asin(α-α₀-δ)

E_an=E_acos(α-α₀-δ)

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（°）；当挡土墙墙背平滑、排水不良时，δ可取(0~0.33)φ_k；当挡土墙墙背粗糙、排水良好时，δ可取(0.33~0.50)φ_k；当挡土墙墙背很粗糙、排水良好时，δ可取(0.50~0.67)φ_k；当挡土墙墙背与填土间不可能滑动时，δ可取(0.67~1.00)φ_k；其中φ_k为墙背填土的内摩擦角。

μ——土对挡土墙基底的摩擦系数，由试验确定；对于可塑黏性土，μ可取0.25~0.30；对于硬塑黏性土，μ可取0.30~0.35；对于坚硬黏性土，μ可取0.35~0.45；对于粉土，μ可取0.30~0.40；对于中砂、粗砂、砾砂，μ可取0.40~0.50；对于碎石土，μ可取0.40~0.60；对于软质岩，μ可取0.40~0.60；对于表面粗糙的硬质岩，μ可取0.65~0.75。注意，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；对于碎石土，可根据其密实程度、填充物状况、风化程度等确定。

（2）抗倾覆稳定性应按下列公式进行验算：

(Gx₀+E_azx_f)/(E_axz_f)≥1.6

E_ax=E_asin(α-δ)

E_az=E_acos(α-δ)

x_f=b-zcotα

z_f=z-btanα₀

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）。

（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。