衡重式擋土墻設計

趙 云

(石家莊宏業交通建設監理有限公司)

衡重式擋土墻設計與一般重力式擋土墻相同。但是，因為墻背為帶有衡重臺的折線形，所以土壓力計算及墻身構造都有其特殊性。

衡重式擋土墻的構造，通常墻胸多采用1∶0.05的陡坡，上墻墻背坡率采用1∶0.25～1∶0.45之間，下墻墻背坡率采用1∶0.25，上下墻高比采用2∶3。其他構造要求與一般重力式擋土墻相同。

作用于衡重式擋土墻的主動土壓力，按上下墻分別計算，取其矢量和作為全墻的主動土壓力。

衡重式擋土墻穩定性驗算的內容和要求同一般重力式擋土墻。當上墻出現第二破裂面時，第二破裂面與上墻墻背之間的填土與墻身一起移動，其重量應計入墻身自重。

驗算墻身截面強度時，應按上墻實際墻背所承受的土壓力計算，驗算內容同重力式。最危險的截面是上下墻分界面2-2，以及與上墻土壓力大致平行的3-3斜截面。對于斜截面驗算，應將諸力投影到斜截面上，驗算的重點是抗剪強度能否滿足要求。

1 上墻實際墻背的土壓力

上墻實際墻背的土壓力E'1由第二破裂面上的土壓力E1傳遞而來。一般假定衡重臺及墻背上均無摩擦力產生，采用力多邊形來推求，如圖1所示。

圖1 上墻實際墻背的土壓力計算

從力多邊形可知

假定此土壓力沿墻背呈直線分布，作用于上墻的下三分點處。

2 斜截面剪應力驗算

如圖2所示，設衡重式擋土墻沿與水平方向成i角的傾斜面被剪切。剪切面上的作用力是主動土壓力的水平分力E'1x和豎直力∑N=(E'1+G1+G2)在該面上的切向分力PE和PG。PG和PE隨i角的變化而變化，因此該剪切面上的剪應力τ是i角的函數。欲求最大剪應力τ值，可按導出。

圖2 斜截面剪應力驗算

在ΔO1LM中，由正弦定律得則 h=b2sinicosα= b2-tani剪切面寬度

cos(α+i)1-tanα·tani

由式(3)解出i角，代入式(2)，即可求得最大計算剪應力 τmax。