格栅式水泥土挡墙作为重力式挡土墙的一种延伸和发展，主要仍以结构自身重力来维持围护结构在侧向土压力作用下的稳定，同时兼具有支护和止水功能，而且具有施工噪音低，造价经济，可在密集建筑群中进行施工，对周围建筑物及地下管线影响较小等优点，一般适用于软土地区深度小于7m的基坑工程，如结合其它的支护型式，则适用范围会大大拓宽。本文在大量调研的基础上，对格栅式水泥土挡墙的稳定性问题作了较深入的研究，主要在以下几个方面取得了具体成果： 1．水土压力的计算方法 本文认为挡土墙与周围土体之间的相互作用力即水土压力的计算，对于透水性较强的土，宜按水土分算的原则进行；而对于透水性较弱的土，采用水土合算原则则更便于工程运用。另外，考虑渗流影响时，墙体周围土体中的水压力不再是静水压力。实际上，地下水的渗流效应将使挡土墙后土体中的水压力减小，同时使挡土墙前土体中的水压力增大。所以根据水流连续性原理，本文提出了一个考虑渗流及墙体宽度影响的水土压力简化计算方法，同时用有限元法计算了多种工况下的水压力的变化规律。结果表明，水头损失主要发生在相对弱透水层，且水压力系数明显地受到土层分布、墙体尺寸、基坑内外的水头差的影响；并且地下水的渗流一般使墙后土体作用在墙上的侧压力减小，而当被动土压力系数小于1.176时，墙前土体作用在墙上的侧压力增大。 2．稳定性验算 一般的，格栅式水泥土挡墙按重力式挡土墙进行设计计算，即包括抗倾覆、抗水平滑动、抗圆弧滑动、抗渗流稳定性验算、挡土墙本身的强度以及墙基的承载力验算等。通过对比有地下水时多种工况下考虑及不考虑渗流影响的格栅式水泥土挡墙的抗倾覆和抗水平滑动稳定分项系数证实地下水的渗流对格栅式水泥土挡墙的稳定性有很大影响：随着基坑内外水头差及土体的内摩擦角的增大，考虑与不考虑渗流影响的稳定抗力分项系数之间的差异越来越大；随着墙底及基坑以下土体透水性的减弱，考虑渗流影响的稳定抗力分项系数越来越小。这说明常规的不考虑渗流影响的格栅式水泥土挡墙稳定性的分析有时过于保守，而有时又偏于危险。为提高格栅式水泥土挡墙的抗倾覆和抗水平滑动稳定性，在保证渗流稳定的前提下，可以采用降低基坑内水位、墙底进入相对强透水层、适当增强坑底土的透水性等方法。 本文从理论上证实了格栅式水泥土挡墙的抗倾覆稳定性不仅受墙体两侧土压力的大小、郑州大学硕士学位论文分布，墙体的几何尺寸及自重影响，而且还受控于墙底土体的承载力。通过引入Vesic公式计算墙基能够承受偏心极限荷载，得到了墙基能够为抵抗挡墙倾覆失稳提供的极限力矩，据此本文建议了新的评价格栅式水泥土挡墙抗倾覆稳定性的方法。计算结果表明，墙底土体内摩擦角越大，挡土墙倾覆转动中心越靠近墙趾，抗倾覆抗力分项系数越大。即软弱地基上的格栅式水泥土挡墙的抗倾覆稳定性显著低于坚硬地基上的挡土墙的抗倾覆稳定性。现行规范方法由于没有考虑墙底土体的承载力，仅适用于坚硬地基上的格栅式水泥土挡墙，当墙基土体较软时，会高估格栅式水泥土挡墙的抗倾覆稳定性，这样根据其结果设计的挡土墙抗倾覆稳定性可能是不够的。 另外，本文认为，在重视流土(流砂)这类突发性渗流破坏的同时，还要重视管涌对基坑的危害，尽管后者的发生是渐进的。 3.水平位移计算 本文认为格栅式水泥土挡墙的稳定性也可通过墙体的水平位移来反映，并建议按土与墙体相互作用的原理进行挡土墙水平位移的计算。在平面应变假定下，忽略开挖引起的土体回弹，当桩长与墙宽之比较小时，把格栅式水泥土挡墙视为刚体，同时假定在土体处于弹性状态时，作用在挡墙上的土压力和位移之间呈线性关系，且弹簧系数可用“m”法计算，从而提出一个计算格栅式水泥土挡墙水平位移的近似计算方法。该方法可同时得到墙体两侧土体的屈服范围、实际土压力的分布，由墙两侧土体的屈服情况即可判定其稳定性。计算结果表明，当开挖深度较浅时，墙体两侧土体处于弹性状态，墙顶水平位移基本上随深度增大而线性增加，当开挖深度增加到一定程度后，随着开挖深度的增加，墙体两侧土体开始进于屈服状态且屈服范围越来越大，同时墙顶水平位移与开挖深度的关系曲线越来越陡，直到最后墙体倾覆为止。另外还探讨了墙体尺寸对格栅式水泥土挡墙水平位移的影响。为了控制水平位移，可以增宽墙体和增大桩长。但是当墙体较宽或桩长较大时，再这样作效果并不明显。 最后，用双曲线模型讨论了土体与水泥土挡墙之间的非线性相互作用。在对非线性平衡方程组求解时，将其转化为求极值问题的极值点。通过和线性模型有关结果的比较，可以看出:两种模型算得的墙顶水平位移随开挖深度变化的规律基本相似，但双曲线模型的结果较大;基坑开挖较浅时，两种模型算得的土压力分布相差不大，但是随着基坑开挖深度的增大，土体的屈服范围越来越大，两种模型算得的土压力分布的差异会越来越大，即土体的非线性的影响也越来越显著。