重力式擋土牆

重力式擋土牆，指的是依靠牆身自重抵抗土體側壓力的擋土牆。重力式擋土牆可用塊石、片石、混凝土預製塊作為砌體，或採用片石混凝土、混凝土進行整體澆築。半重力式擋土牆可採用混凝土或少筋混凝土澆築。重力式擋土牆可用石砌或混凝土建成，一般都做成簡單的梯形。它的優點是就地取材，施工方便，經濟效果好。所以，重力式擋土牆在我國鐵路、公路、水利、港灣、礦山等工程中得到廣泛的應用。

由於重力式擋土牆靠自重維持平衡穩定，因此，體積、重量都大，在軟弱地基上修建往往受到承載力的限制。如果牆太高，它耗費材料多，也不經濟。當地基較好，擋土牆高度不大，本地又有可用石料時，應當首先選用重力式擋土牆。

重力式擋土牆一般不配鋼筋或只在局部範圍內配以少量的鋼筋，牆高在6m以下，地層穩定、開挖土石方時不會危及相鄰建築物安全的地段，其經濟效益明顯。

重力式擋土牆可根據其牆背的坡度分為仰斜、俯斜、直立三種類型。

1.按土壓力理論，仰斜牆背的主動土壓力最小，而俯斜牆背的主動土壓力最大，垂直牆背位於兩者之間。

2.如擋土牆修建時需要開挖，因仰斜牆背可與開挖的臨時邊坡相結合，而俯斜牆背後需要回填土，因此，對於支擋挖方工程的邊坡，以仰斜牆背為好。反之，如果是填方工程，則宜用俯斜牆背或垂直牆背，以便填土易夯實。在個別情況下，為減小土壓力，採用仰斜牆也是可行的，但應注意牆背附近的回填土質量。

3.當牆前原有地形比較平坦，用仰斜牆比較合理；若原有地形較陡，用仰斜牆會使牆身增高很多，此時宜採用垂直牆或俯斜牆。

重力式擋土牆的尺寸隨牆型和牆高而變。重力式擋土牆牆面胸坡和牆背的背坡一般選用1：0.2～1：0.3，仰斜牆背坡度愈緩，土壓力愈小。但為避免施工困難及本身的穩定，牆背坡不小於1：0.25，牆面盡量與牆背平行。

對於垂直牆，如地面坡度較陡時，牆面坡度可有1：0.05～1：0.2，對於中、高擋土牆，地形平坦時，牆面坡度可較緩，但不宜緩於1：0.4。

採用混凝土塊和石砌體的擋土牆，牆頂寬不宜小於0.4m；整體灌注的混凝土擋土牆，牆頂寬不應小於0.2m；鋼筋混凝土擋土牆，牆頂不應小於0.2m。通常頂寬約為H/12，而牆底寬約為（0.5～0.7）H，應根據計算最後決定牆底寬。

當牆身高度超過一定限度時，基底壓應力往往是控制截面尺寸的重要因素。為了使地基壓應力不超過地基承載力，可在牆底加設牆趾台階。加設牆趾台階時擋土牆抗傾覆穩定也有利。牆趾的高度與寬度比，應按圬工（砌體）的剛性角確定，要求牆趾台階連線與豎直線之間的夾角θ（圖6—3），對於石砌圬工不大於35°，對於混凝土圬工不大於45°。一般牆趾的寬度不大於牆高的二十分之一，也不應小於0.1m。牆趾高應按剛性角定，但不宜小於0.4m。

牆體材料：擋土牆牆身及基礎，採用混凝土不低於C15，採用砌石、石料的抗壓強度一般不小於MU30，寒冷及地震區，石料的重度不小於20kN/m3，經25次凍融循環，應無明顯破損。擋土牆高小於6m砂漿採用M5；超過6m高時宜採用M7.5，在寒冷及地震地區應選用M10。

擋土牆在牆后填土土壓力作用下，必須具有足夠的整體穩定性和結構的強度。設計時應驗算擋土牆在荷載作用下，沿基底的滑動穩定性，繞牆趾轉動的傾覆穩定性和地基的承載力。當基底下存在軟弱土層時，應當驗算該土層的滑動穩定性。在地基承載力較小時，應考慮採用工程措施，以保證擋土牆的穩定性。

一、作用於擋土牆上的力系計算作用於擋土牆力系，即一般的荷載和約束反力。

懸臂式與扶壁式擋土牆設計懸臂式與扶壁式擋土牆，如圖7—1所示，是鋼筋混凝土擋土牆主要的形式，是一種輕型支擋結構物。它是依靠牆身的重量及底板以上的填土（含表面超載）的重量來維持其平衡，其主要特點是厚度小，自重輕，擋土高度可以很高，而且經濟指標也比較好。6m左右用懸臂式；6m以上多用扶壁式。它們適用於缺乏石料、地基承載力低及地震地區。長期以來，懸臂式、扶壁式擋土牆在國內已開始大量應用。為論述方便，分為懸臂式、扶壁式兩種類型擋土牆分別討論。

懸臂式擋土牆是由立板和底板兩部分組成。為便於施工，立板內側（即牆背）做成豎直面，外側（即牆面）可做成1：0.02～1：0.05的斜坡，具體坡度值將根據立板的強度和剛度要求確定。當擋土牆牆高不大時，立板可做成等厚度。牆頂的最小厚度通常採用20～25cm。當牆高較高時，宜在立板下部將截面加厚。

牆底板一般水平設置。通常做成變厚度，底面水平，頂面則自與立板連接處向兩側傾斜。

牆底板是由牆踵板和牆趾板兩部分組成。牆踵板頂面傾斜，底面水平，其長度由全牆抗滑穩定驗算確定，並具有一定的剛度。靠立板處厚度一般取為牆高的1/12～1/10，且不應小於20-30cm。

牆趾板的長度應根據全牆的傾覆穩定、基底應力（即地基承載力）和偏心距等條件來確定，一般可取為0.15～0.3B，其厚度與牆踵相同。通常底板的寬度月由牆的整體穩定來決定，一般可取牆高度H的0.6～0.8倍。當牆後為地下水位較高，且地基承載力很小的軟弱地基時，月值可能會增大到1倍牆高或者更大。

為提高擋土牆抗滑穩定的能力，底板設置凸榫。為使凸榫前的土體產生最大的被動土壓力，牆后的主動土壓力不因設凸榫而增大，凸榫應設在正確位置上。

懸臂式擋土牆設計，分為牆身截面尺寸擬定及鋼筋混凝土結構設計兩部分。

確定牆身的斷面尺寸，是通過試演演算法進行的。其作法是先擬定截面的試算尺寸，計算作用其上的土壓力，通過全部穩定驗算來確定牆踵板和牆趾板的長度。

鋼筋混凝土結構設計，則是對已確定的牆身截面尺寸，進行內力計算和設計鋼筋。在配筋設計時，可能會調整截面尺寸，特別是牆身的厚度。一般情況下這種牆身厚度的調整對整體穩定影響不大，可不再進行全牆的穩定驗算。

懸臂式擋土牆，一般也以牆長方向取一延長米計算。

牆身截面尺寸的擬定

根據上節的構造要求，也可以參考以往成功的設計，初步擬定出試算的牆身截面尺寸：牆高是根據工程需要確定的；牆頂寬可選用20～25cm；牆背取豎直面；牆面取1：0.02～1：0.05的斜度的傾斜面，從而定出立板的截面尺寸。

底板在與立板相接處厚度為1/12～1/10H，而牆趾板及牆踵板端部厚度不小於20～30cm；其寬度B可近似取0.6～0.8H，當地下水位高或軟弱地基時，月值應增大。牆踵板、牆趾板的具體長度將由全牆的穩定條件試算確定。

一、擋土牆明挖基礎施工應符合下列規定：

1、當基礎開挖較深或邊坡穩定性較差時，應分段、跳槽開挖，並採取臨時支護措施。

2、臨時棄土或堆放材料距坑邊的距離不應小於2m，機械行駛不得影響施工安全。

3、基坑應隨基礎施工分層回填夯實，頂面做成向外不小於4%的排水坡。

二、牆身施工應符合下列規定：

1、牆面應平順整齊，牆頂排水及防滲設施應及時施作。

2、泄水孔應在砌築牆身時留置，必須保持排水通暢。

3、牆背拆模時，應在牆背側設置必要的臨時支撐。

三、重力式擋土牆施工應按下表進行檢查，並認真填寫檢查記錄表。對檢查中發現的不符合規定的情況，應簽發安全檢查整改通知單，限期整改，並跟蹤驗證。

重力式擋土牆施工作業安全檢查表