某厂后院挡土墙倒塌原因分析

摘要:挡土墙通常用毛石或料石砌筑,如果构造不合理,施工不符合规范要求,容易出现安全事故。文章主要分析了某挡土墙产生倒塌的原因,并介绍了计算方法供设计人员参考。

关键词:挡土墙倒塌;粘性土;浸水;载荷

中图分类号:TU476文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)19-0191-02

某厂后院准备整理改建,突遭一夜大雨,第二天清晨发现后院挡土墙倒塌,幸无人员伤亡。

1资料及数据

(1)1挡土墙后土壤为填土其粘聚力C、内摩擦角φ及土重度γ值。

如下:C=10kPa;Φ=25°;r=15kN/m3。

(2)挡土墙顶砌墙高度3.3m,在与挡土墙相垂直的方向砌开间3.3m的承重墙,铺钢筋混凝土多孔板,层高3.3m,挡土墙上砌3.3m墙为围墙,如图1所示:

(3)挡土断面计算尺寸(以m计)如图2所示:

(4)室内遗有20cm左右的浸水痕迹。

2计算分析

挡土墙按1m宽为计算单元,按最不利情况考虑(挡土墙位于房间横墙位置,即有地面荷载情况下)。

2.1没有浸水的情况(墙后为粘性土)

(1)屋面荷载传至地面荷载:

水泥砂浆板顶 0.4kN/m2;

钢筋混凝土多孔板(含板缝) 重2.3kN/m2;

水泥砂浆粉板面 0.4kN/m2;

煤渣石灰保温层 1.9kN/m2;

钢筋混凝土现浇层 1.5kN/m2;

6.5kN/m2

q1=6.5×3.3=21.45kN/m

(2)高3.3m双面粉刷240墙传至地面线荷载:

q2=5.3×3.3=17.49kN/m

(3)以上地面线荷载合计:

q=q1+q2=38.94kN/m

(4)将线荷载换算或地面均布荷载(kN/m2):

q′=38.94kN/m÷1m=38.94(kN/m2)

(5)把q′视为填土rh的自重产生的,换算成高h=q′/r。(r=15kN/m3)

h=q′/r=38.94÷15=2.596≈2.6m

(6)挡土墙在无地下水的情况下的稳定性:

主动土压力强度:

σa1=rhPa-2C=2.596×15×tg2(45°-φ/2)-2Ctg(45°-φ/2)=38.94×0.41-2×10×0.64=3.1kPa

σa2=(q′+rh)ka-2C=(38.94+15×2.59)×0.41-2×10×0.64=19.1kPa

主动土压力:

Ea=(σa1+σa2)h=(3.1+19.1)×2.59=28.74kN/m

土压力作用点:

hx=

==0.98m

墙体自重G:

G=[(0.9+0.37)×2.59+0.24×3.3]×24

=[1.64+0.79]×24=58.48KN/m

重力G距墙端的垂直距离Z:

Z=

×24=×24=0.63m

抗倾覆。Kz===1.31

抗滑移。Ks=

基底摩擦系数μ=0.5

Ks==1.02

以上说明在没浸水情况下,挡土墙处于极限平衡状态。

2.2浸水后的情况。据现场情况室内有20M左右高度的浸水痕迹。

(1)E=Ea+Ew=28.74+×25.9×2.59=62.28KN/m

(2)土压力作用点hx:

hx=

==0.92m

(3)抗倾覆:

Kz===0.641.6

(4)抗滑移:

Ks===0.47

在浸水情况下,抗倾覆系数0.64、抗滑移稳定系数0.47皆小于1,导致挡墙倾倒。

3结语

(1)挡土墙后填土在没有地下水浸入的情况下,挡土墙基本上处于极限平衡状态,挡土墙能保持其自然稳定状态。

(2)挡土墙后填土浸水后,加上水的压力,抗倾覆力矩小于倾覆力矩,且滑移力大于抗滑力,挡土墙就立即失稳而倒塌。

作者简介:占秋生(1963-),男,江西婺源人,景德镇市建筑设计院高级工程师,研究方向:工业与民用建筑。