②挡渣墙典型设计及稳定性分析
挡渣墙的不稳定性主要有三种情况：滑动、倾覆和塌陷
A抗滑分析
挡渣墙主要受自重W、主动土压力Pa和被动土压力Pp以及地基对挡渣墙
的摩擦阻力F（需要计算，在图中未表示出来），如图4-4-1。
主动土压力Pa是挡渣墙背后填土对挡渣墙的推动力，而被动土压力Pp是挡渣墙前面填土对挡渣墙
的阻力，因此在抗滑稳定分析中，不考虑Pp。
目前，对土压力的计算，运用得比较广的是法国学者库仑在1776年提出来的库仑土压力理论，该理论充分考虑了墙背倾角&和墙与填土的摩擦角S，适用范围较广。
但是库仑土压力理论有一个缺
点：要求填土为理想散粒体，即其粘
聚力c=0,而这样的土体在现实中是没
有的。
工程中，常采用等值内摩擦角
法，将c 折算成内摩擦角，再用库仑
土压力理论进行计算，c折算值可查
相关资料。
首先对挡渣墙在水平方向（滑动
方向）上进行受力分析：滑动力，主
图4-4-1 抗滑移和抗倾覆稳定性分析示意图
要是Pa 在水平方向上对挡渣墙的力
Pax；阻滑力（不考虑Pp），主要是地基对挡渣墙的摩擦阻力F，F是自重W和Pa在竖直方向上分力Pay之和与地基摩擦系数u的乘积，即F=（W+Pay）x u。
根据库仑土压力理论，主动土压力：Pa= 丫H2Ka。
式中丫——土壤的重度，KN/m3,根据项目区土壤情况丫取18.5KN/m3;
H――挡渣墙高度，3m；
Ka――主动土压力系数，与土壤内摩擦角巾、粘聚力c、墙背倾角&、墙摩擦角e以及填土坡度B有关，通过查表取0.68。
带入数据得: Pa=56.61KN
挡渣墙重度丫i=24KN/m3,墙自重W=(1+1.5) X3X24/2=90KN/m。
抗滑稳定安全系数：Ks=阻滑力/滑力=(W+Pay)Xu/Pax
式中：Ks――抗滑稳定安全系数；
Pax ---- 主动土压力的平分力，KN/m，Pax=Pa>^in(e+ £ );
Pay ---- 主动土压力的竖直分力，KN/m , Pay= Pa fe Os(e+ £);
W——挡渣墙自重，KN/m，取18.5KN/m ;
u――基底摩擦系数，根据项目区地质状况u取0.60。
带入数据Ks=(90+56.61 冶in30° ) >0.6/(56.61 COn30° )=1.45> 1.3 时，挡渣墙能够稳定，不会发生滑动危险。
B抗倾覆分析
抗倾覆稳定验算以墙趾0点取力矩进行计算，主动土压力的水平分力Pax 乘以力臂h为使挡渣墙倾覆的力矩；主动土压力的竖向分力Pay乘以力臂b与墙自重W乘以力臂a之和为抗倾覆力矩。
抗倾覆分析：Kt=抗倾覆力矩/倾覆力矩=(W> a+Payd)/(Pax >
式中：Kt ――抗倾覆稳定安全系数；
a、b、h ----- 分别为W、Pay、Pax对O点的力臂，m。
根据力学的知识可知，a=0.41m, b=1.34m，h=1m。
当Kt=(90 >0.41+56.61 Sin30° ^1.34)/(56.61 con30°>10)
=1.53》1.5时，挡渣墙能够稳定，不会产生倾覆危险。
C抗塌陷分析
挡渣墙的设计，必须考虑其自重带来的地基承载能力问题，如果墙身设计过重，不仅费材料，而且可能造成地基塌陷。
由于一般的挡渣墙都不是规则的矩形，因此其对地基的压力存在一个偏心距e，e的存在使墙体给地基的压力形成一个
图4-4-2抗塌陷分析受力示意图 图4-4-3挡渣墙底部偏心距示意图
最大应力(T max 和最小应力(T mix ，使地基承载能力的验算分析比较复杂 (见图
4-4-2，图4-4-3)。
挡渣墙的自重、土压力以及挡渣墙下底的宽度都对偏心距
e 产 生影响。
i 偏心距计算
由于墙体不规则，因此墙体对基底的应力的作 用点
不在基底的中心，存在一个偏心距e,使地基偏 心受压。
仍以以墙趾 0点取力矩进行计算，顺时 针力矩为负，逆
时针力矩为正。
将墙体自重分为 W1和W2两部分。
e 等于D/2加上各力矩除以墙 体自重W 之商。
即:
e=D/2+(Pax h )/W-(Pay 狗)/ W- (W1 X 1) /W- (W2 X 2) /W
由力学理论可知， D=1.5m , h=1.0m,X1=0.5m ，X2=1.16m ，X3=1.34，可计 算出 e=0.241m 。
ii 基底应力计算
由于存在偏心距e ,故地基偏心受压，其压力分布不均匀(如图4-4-4)，存在 一个最大应力 T max 和最小应力 T mix 。
根据土力学的知识，可得
T max =W(1 - 6e/D)/D
T max=117.84KPa, T mix=2.16KPa 。
iii 抗塌陷稳定条件
要使地基稳定，必须同时满足两个条件。
(T max+ T min)/2 < f
o max
图4-4-4基底应力分布示意图
T max< 1.2f
式中：f——地基承载能力，Kpa，根据项目区情况和相关资料，取180 Kpa。
检验之，（c max+（T min）/2=60 Kpa<f=180 Kpa, c max=117.84W 1.2f=216 Kpa, 能够满足抗塌陷的稳定性要求。
因此，综合以上抗滑移、抗倾覆、抗塌陷三个方面的稳定性分析，本方案中所设计的挡渣墙能够达到稳定。