錨定板擋土墻

趙 云

(石家莊宏業交通建設監理有限公司)

1 錨定板擋土墻的構造

錨定板擋土墻是由鋼筋混凝土墻面、鋼拉桿、錯定板以及其間的填土共同形成的一種組合擋土結構，它借助于埋在填土內的錨定板的抗拔力，平衡擋土墻墻背水平土壓力，從而改變擋土墻的受力狀態，達到輕型的目的。它具有省料省工、能適應承載力較低地區的特點，在我國鐵路與公路工程中，已開始應用于路肩或路堤擋土墻和橋臺。

錨定板擋土墻的結構形式和受力狀態與錨桿擋土墻基本相同，都是依靠鋼拉桿的抗拔力來保持墻身的穩定。它們的主要區別是:錨桿擋土墻的錨桿系插入穩定地層的鉆孔中，抗拔力來源于灌漿錯桿與孔壁之間的黏結強度，而錨定板擋土墻的鋼拉桿及其端部的錨定板都埋設在人工填土當中，抗拔力主要來源于錨定板前的填土的被動抗力。

錨定板擋土墻的墻面是由擋土板和立柱組成。擋土板通常為鋼筋混凝土矩形板或槽形板，有時也可為混凝土拱板。立柱為鋼筋混凝土矩形截面柱;當墻面采用拱板時，立柱應具有六邊形截面。立柱長度可依據施工吊裝能力決定。在墻高范圍內，立柱可設一級或多級。當采用多級立柱時，相鄰立柱間可以順接，也可以錯臺。立柱間距多采用1～2 m。根據立柱的長度和土壓力的大小，每根立柱上可布置單根、雙根或多根拉桿。為了施工安裝的方便，錨定板 擋土墻一般采用豎直墻面。鋼拉桿采用普通圓鋼，外設防銹保護層。每根拉桿端部的錨定板通常為單獨的鋼筋混凝土方形板。

2 錨定板擋土墻設計

錨定板擋土墻的設計理論與方法尚不夠成熟，經過有關單位的研究和實踐，正在不斷充實與完善。

錨定板擋土墻設計包括各組成構件的設計和整體穩定性驗算兩部分。關于錨定板擋土墻方案的選擇、土壓力計算、擋土板和立柱等構件的設計，以及鋼拉桿截面設計等方法，均與錨桿擋土墻的設計原理相同，這里不再敘述。在錨定板擋土墻設計中，必須決定錨定板的極限抗拔力，選擇錨定板的尺寸。在整體穩定性驗算中，還要分析各個錨桿的穩定長度以及群錨的有效間距等。

下面介紹錨定板設計和錨定板擋土墻整體穩定性驗算。

2.1 錨定板設計

確定錨定板尺寸，首先要確定錨定板的容許抗拔力，即對于一定大小的拉桿拉力要用多大面積的錨定板去支撐。要解決這一問題，較好的辦法是在現場做錨定板抗拔試驗，根據實測的拉力與位移關系曲線，確定錨定板的極限抗拔力。試驗證明，極限抗拔力隨著錨定板面積的加大而增大，兩者近似地成比例關系。極限抗拉力除以一定的安全系數，便是所采用的容許抗拔力，也就是錨定板所能承受的拉桿拉力。

實測的極限抗拔力只是單塊錨定板在短時間所能承受的極限值。考慮到在實際建筑物中多塊錯定板的相互作用以及在長期荷載作用下多種因素的影響。有必要采用不小于2.5～3.0的安全系數。

單塊錨定板的抗拔力與錨定板的埋設位置(它取決于拉桿長度和埋置深度)、板的尺寸和填料的物理力學性質有關。鐵道科學研究院等單位根據現場抗拔試驗的結果，提出容許抗拔力的建議值，對于埋置深度為3～5 m的錨定板，其容許抗拔力為100～120 kPa;埋置深度 為6～10 m的錨定板，其容許抗拔力為130～150 kPa。錨定板尺寸由拉桿拉力及容許抗拔力計算確定。

2.2 錨定板擋土墻的整體穩定性

錨定板擋土墻的整體穩定性與拉桿的長度有關，拉桿愈長，其穩定性愈大。要根據整體穩定性的要求來確定各層拉桿的長度，以確保安全。

錨定板擋土墻的整體穩定性主要由抗滑性控制。對于錨定板結構喪失整體穩定性時滑動面的形式，科研工作者分別作了不同的假定，下面介紹兩種設想，即土墻假定和折線滑面假定。

西南交通大學等單位提出:當錨定板的布設達到足夠的密度時，墻面與各錨定板以及其中的填料形成一個整體墻(有的叫土墻)，用這個整體柔性結構來共同支承側壓力，保證路基的穩定，這就形成了群錯作用。群錨形成后，土體破裂面的位置后移，它的起始點由墻面底部移至最下層錨定板的下緣B'(圖1)，其形狀近似于平面，其破裂角θ接近于用庫倫公式計算的破裂角。破裂棱體的另一側，不是沿墻面破裂，而是沿各鋪定板中心連線A'B'破裂，也就是錨定板中心的連線形成假想墻背，墻面和鋪定板及其中間的填料形成整體墻ABB'A'。這時，可利用庫倫公式計算該假想墻背的主動土壓力，和驗算重力式擋土墻的方法一樣，來驗算土墻的抗滑和抗傾覆穩定性。

圖1 群錨式擋土墻