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1、<p>扶壁式挡土墙设计及应用研究 【摘要】文章首先对扶壁式挡土墙进行了概括性介绍，并在此基础上对扶壁式挡土墙的设计应用进行论述。期望通过本文的研究能够对扶壁式挡土墙结构稳定性的提高有所帮助。 【关键词】扶壁式挡土墙；设计；稳定性 挡土墙是一种能够有效防止土体变形失稳的构造物，其以自身诸多的特点在各类工程中获得了广泛应用。随着挡土墙应用领域的不断拓宽，发展出了不同类型的挡土墙，如重力式、悬臂式、锚杆式、土钉式、桩板式、扶壁式等等，其中扶壁式挡土墙具有构造简单、施工方便、自重轻等优点。借此本文就扶壁式挡土墙的设计与应用进行浅谈。 1.扶壁式挡土墙概述 所谓的扶壁式挡土墙简称CRW，具体
2、是指沿悬臂式挡土墙的立臂，每间隔一定的距离加设一道扶壁，借此来将立臂与踵板可靠连接在一起的挡土墙，此类墙体多以钢混结构为主，工程中应用的CRW以钢混薄壁式挡土墙居多。 CRW具有以下特点：构造简单、施工方便、自重轻、能使材料的强度性能获得有效发挥、可适应承载力相对较低的地基，一般在缺乏石料及地震高发区的应用较为广泛。由于CRW的断面尺寸较小，踵板上的土体重力能够有效抵抗倾覆和滑移，竖板与扶壁共同承受土体压力所产生的剪切力和弯矩，与悬臂式挡土墙相比，其受力更好。 CRW主要是由以下几个部分组成：墙面板、墙趾板、强踵板、扶壁等。其中扶壁将立壁与墙踵板连接到一起，起加劲的作用，进一步改善了立壁与墙踵
3、板的受力条件，显著提升了结构的整体稳定性和刚度，大幅度减小了立壁的变形。在工程中应用扶壁式挡土墙时，为确保扶壁式挡土墙的作用能够得以充分发挥，必须对其设计予以重视。下面本文重点对扶壁式挡土墙的设计进行论述。 2.扶壁式挡土墙的设计应用 扶壁式挡土墙的设计主要包括以下内容：墙身结构设计、墙身界面尺寸的确定、墙身稳定性与基底应力的验算、墙身配筋设计等等。 2.1设计要点 2.1.1墙身结构。通常情况下，扶壁式挡土墙的墙身高度不宜大于15m，分段的长度则应大于20m；根据经济性的要求，扶壁的间距一般为1/4-1/2墙身高度，且每个分段当中应设置至少3个扶壁，其厚度可为扶壁间距的1/10，需要注意的是
4、，其厚度最小不得小于0.3m；墙面板和墙底板的厚度应当与扶壁间距成正比，其中墙面板的顶部宽度不得小于0.2m，工程没有特殊要求时，可以采用厚度相等的垂直面板；墙踵板的宽度通常为强身高度的1/4-1/2，最小不得小于0.5m；墙趾板的宽度应当为墙身高度的1/20-1/5；墙底板的板端厚度最小不得小于0.3m。为进一步提升扶壁式挡土墙的抗滑能力，应在墙底板位置处设置凸榫，为了使凸榫前的土体能够产生出最大的被动土压力，墙后的主动土压力部应当因为设置凸榫而增大。故此，必须对凸榫的设置位置加以注意。可将凸榫设置在通过墙趾与水平面成（45° ）角线和通过墙踵与水平面成 角线的范围之内。凸
5、榫的高度应当按照其前土体的被动土压力能够满足抗滑稳定性要求进行确定。 2.1.2墙身截面尺寸。在实际工程应用中，扶壁式挡土墙各个主要构件的尺寸一般都是通过假定、验算和修改的方法进行确定，有时也可通过结构优化的设计方法直接求出。截面尺寸的假定主要是按照挡土墙的具体构造要求，并参照以往的设计经验加以确定，随后通过稳定性验算对假定的尺寸进行修改，最终得出满足工程需要的截面尺寸。 2.1.3墙面板。在扶壁式挡土墙设计中，墙面板的计算一般取扶壁中至扶壁中或跨中至跨中的一段作为计算单元，并将之视为固支于扶壁及墙踵板上的三向固支板，因其属于超静定结构的范畴，所以可进行简化近似计算。在具体计算的过程中，可将其
6、沿着墙身高度或是墙体长度划分为若干个单位宽度的水平板条和竖向板条，然后假定作用在每个单元条上的荷载全部相同，荷载的大小为该条单元位置处的平均值，近似按照支承于扶壁上的连续板对水平板条的剪力和弯矩进行计算。同时，可根据固支于墙底板上的钢架梁对竖向板条的弯矩进行计算。通常情况下，设计过程中使用的弯矩值要比实际弯矩值更加安全一些，如固端梁，其在承受均匀分布的荷载 时，跨中弯矩应当为 。虽然墙面板是按照连续板进行计算，但它们的固支程度却并不充分，从某个方面讲，其安全性较低，为了提高结构的安全性，需要在具体设计时对此进行重点考虑。 2.1.4墙踵板。在整个扶壁式挡土墙结构中，可将墙踵板视作为支承于扶壁上
7、的连续板，不考虑墙面板对其约束的前提下，可视其为绞支。在对墙踵板的内力进行计算时，可按照墙体长度的方向将墙踵板划分为若干个单位宽度的水平板条，并按照作用在其上均匀分布的荷载，对每一连续的板条进行剪力和弯矩计算，同时假定竖向荷载在每一连续板条上的最大值均匀作用在板条上。 2.1.5扶壁。可将扶壁视作为锚固在墙踵板上的T形变截面悬臂梁，墙面板是它的翼缘板。翼缘板的有效计算宽度可由墙顶向下逐步加宽。为了进一步简化计算过程，在实际计算中，可只考虑墙背主动土压力的水平分力，扶壁与墙踵板的自身以及土压力的竖向分力均可忽略不计。 2.2稳定性验算 相关规范对挡土墙的设计给出了以下要求：整个墙体结构不能滑移、
8、不能倾覆、墙身必须具有足够的强度且基础要满足承载力的要求。鉴于挡土墙设计的上述要求，对其进行设计应用的过程中，应当做好稳定性验算工作。 2.2.1抗滑稳定性。扶壁式挡土墙的抗滑稳定性具体是指在土体压力和其它外界荷载的作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力。通常可用 表示抗滑稳定系数，即作用在挡土墙上的抗滑力与实际下滑力的比。在扶壁式挡土墙抗倾覆稳定性已满足而受抗滑稳定性控制的前提下，可以采用内倾斜的基底来增强结构的整体抗滑移能力。通过倾斜基底的设置能够在保持墙面高度不变的情况下，使墙踵有所下降，从而使基底具有一定的内倾斜逆坡。这样的设计不但能够减小花动力，而且还能结构的抗滑了增大，有助于增强结
9、构的整体抗滑稳定性。同时，随着墙踵的下降，墙背的计算高度随之增大。实践表明，倾斜基底的倾角越大，就越有利于结构的抗滑稳定性。在进行验算时，除了要对基底的抗滑稳定性进行验算之外，还需要对沿墙踵水平面上的抗滑稳定性进行验算，这样可以防止挡土墙与地基土体一并滑动的情况发生。 以某工程为例，该工程要求挡土高度为8.5m，墙后地面均布荷载的标准值 ，填土重度 ，墙后填土水平且无地下水。土体未粘性土，孔隙比e=0.79，液性指数IL=0.25，地基承载力 =260kN，地基土重度 ，主动土压力系数 。为确保该工程地基基础的埋深深度大于0.5m，故此取d=0.7m，那么挡土墙的总高度为8.5m+0.7m=9
10、.2m，扶壁净距为 可取3.0m。依据抗滑稳定性要求计算可得： = （1） 故此，取 。 （2） 将具体数值带入式（2）可得 ，该值小于0。由此表明，仅为保证稳定性的要求时，无需设置墙趾板。 2.2.2抗倾覆稳定性。在扶壁式挡土墙的抗滑稳定性满足工程应用要求而受抗倾覆稳定性控制时，可适当展宽墙趾。位于墙趾处的展宽基础能够有效增大稳定力矩的力臂，这是增强扶壁式挡土墙抗倾覆稳定性最为常用的方法之一。 结论： 综上所述，在实际工程中对扶壁式挡土墙进行应用时，必须对其结构设计予以足够的重视，这是确保扶壁式挡土墙结构稳定性和作用发挥的重要前提。同时，合理的设计还能为后续的施工作业提供便利。为此，设计人员
11、必须对扶壁式挡土墙的设计要点加以了解和掌握，并在不断的设计中积累经验，从而使设计出来的挡土墙结构更符合工程需要。 参考文献： 1王多垠.吴友仁.周世良.高大扶壁式挡土墙墙后土压力特性有限元分析J.中国港湾建设.2011（10）. 2易恒.桩基托梁扶壁式挡土墙在某边坡工程中的应用J.福建建设科技.2013（4）. 3廖来兴.张可能.王在军.桩承扶壁式挡土墙在某住宅小区填方边坡的应用J.广东建材.2012（7）. 4周应英.任美龙.刚性挡土墙主动土压力的试验研究J.岩土工程学报.2012（11）. 5魏纲.王景春.考虑平动位移效应的刚性挡土墙土压力理论J.浙江大学学报（工学版）.2014（3）.</p>
