錨桿擋墻在填方路基中的應用

張志超　孟朋超　徐永

摘要：錨桿擋墻作為新形式擋墻，具有很大的優勢。自重輕，要求基底承載力較小;抗滑穩定性和抗傾覆穩定性更強;擋墻高度更高;肋柱、檔板采用預制，施工質量更易控制。同時錨桿擋墻也具有一定的劣勢，施工工藝較復雜;測量精度要求高，錨桿鉆孔，注漿要求較高;預制肋柱、預制檔板需要吊裝;土工格柵分層鋪筑，增加施工難度，影響施工進度。但在山區公路中，錨桿擋墻在擋墻高度上、安全性上、環境保護上優越于傳統的重力式擋墻，值得推廣。

Abstract： As a new form of retaining wall， the anchor retaining wall has great advantages. The self-weight is light， the base bearing capacity required is small; the anti-sliding stability and anti-overturning stability are stronger; the retaining wall height is higher; the ribs and baffles are prefabricated， and the construction quality is easier to control. At the same time， the anchor retaining wall also has certain disadvantages： the construction process is more complicated; the measurement accuracy is high， the bolt drilling and the grouting requirements are high; the prefabricated ribs and the prefabricated baffles need to be hoisted; the geogrid is layered and paved， which increases construction difficulty and affects construction progress. However， in the mountain roads， the anchor retaining wall is superior to the traditional gravity retaining wall in the height， safety and environmental protection， so it is worth promoting.

關鍵詞：錨桿擋墻;土工格柵;肋柱;檔板;拉桿

Key words： anchor retaining wall;geogrid;rib column;baffle;tie rod

中圖分類號：U416.14? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）33-0245-04

0? 引言

擋土墻是公路建設中廣泛使用的一種支擋防護構造物。隨著公路建設事業的發展，特別是高等級公路的快速發展，常規的重力式擋土墻已經不能滿足工程建設的需求，新形式的擋土墻日趨增多，且應用范圍日漸擴大。不僅應用于公路、鐵路、市政道路建設，同時應用于港口、機場、山體滑坡和泥石流等領域。

目前，擋土墻主要包括重力式、半重力式、加筋土、懸臂式、扶壁式、嵌巖樁板式、錨桿和錨定板擋土墻。

本文介紹了錨桿擋墻在填方路基中的應用實例。

1? 項目概況

1.1 工點概述

柬埔寨NR.55號公路位于柬埔寨西部菩薩省境內，是連接柬埔寨國家主干線5號公路至柬泰邊境的次干線，是菩薩省最主要的干線公路之一，設計等級為三級公路。K146+000～K146+060段位于豆蔻山脈原始森林山嶺區，地面橫坡較陡，右側山坡底部為自然沖溝。路基設計最大中心填高9.67m，右側路肩處填高約16m，邊坡自然放坡至溝底約56m。

1.2 工程地質概況

1.2.1 地形地貌

本地區為丘陵地貌，地形起伏明顯。

1.2.2 巖土工程地質特征

結合地面調繪與勘探結果，地層揭露如表1。

1.2.3 水文地質

雨季含風化裂隙水，接受大氣降水補給，以下滲方式排泄。坡體影響范圍內沒有地表水體分布，坡體水文地質條件較簡單，勘察期間未見穩定水位。

1.2.4 地質構造

巖層結構面逆坡體方向傾斜，傾角約8°，裂隙發育。

2? 定義

錨桿擋土墻由鋼筋混凝土柱、板和錨桿組成，依靠錨固在巖土層內的錨桿的拉力以承受土體側壓力的擋土墻。

3? 方案介紹

3.1 錨桿

第一、二排錨桿采用Φ32普通螺紋鋼，其余排錨桿采用Φ32精軋螺紋鋼，錨桿布置為順路向間距2.0m，豎向間距2.0m，錨孔直徑？覫130mm，傾角0°。采用M30水泥漿以 0.5～0.6MPa的壓力壓注灌漿。錨桿與拉桿采用專用連接器聯結。

3.2 拉桿

第一、二排拉桿采用Φ32普通螺紋鋼，其余拉桿采用Φ32精軋螺紋鋼，拉桿布置為順路向間距2.0m，豎向間距2.0m，最底排拉桿距基礎頂面1m。與錨桿采用專用鏈接器相連，用螺母固定在肋柱外側，拉桿槽反開挖施工。

3.3 肋柱

肋柱采用C30預制混凝土，T型截面，預留拉桿孔。兩級肋柱時，上下墻體間設置2m寬平臺，并設置2%的橫坡，采用15cm 厚C15現澆混凝土封閉。肋柱頂預留接茬鋼筋與壓梁連接。壓梁采用C25現澆混凝土。

3.4 鋼筋混凝土檔板

擋土墻檔板采用C30預制混凝土矩形板，厚度30cm，截面尺寸：99×178、49×178。檔板預制時預留D=5cm泄水孔。泄水孔間距1×2m。檔板內側設置50cm厚碎石反濾層。

3.5 擋墻基礎

擋土墻采用條形基礎，C25現澆混凝土。水平設置，截面尺寸：200×200cm。

3.6 開挖臺階

邊坡分層開挖臺階，臺階高度100cm。

3.7 土工格柵

兩層拉桿之間采用三層土工格柵加筋填筑，土工格柵間距上下拉桿0.5m，自由端錨固，外側反包，反包長度不小于 200cm， 反包格柵與平鋪格柵間采用Φ10圓鋼連接。

4? 錨桿擋墻設計計算

4.1 土壓力計算

附加均布荷載的主動土壓力如圖1。

計算參數如表2。

4.1.1 庫倫理論主動土壓力系數Ka

根據公式：

計算庫倫理論主動土壓力系數：Ka=0.139

4.1.2 附加均布荷載q換算為等代均布土層厚度h0

根據公式：

計算附加均布荷載q換算為等代均布土層厚度：

h0=0.417m。

4.1.3 附加均布荷載的主動土壓力E

根據主動土壓力公式：

計算主動土壓力：E=449.27kN

Eah=Ecos？啄=410.43kN

E'ah=Eahβ2=410.43kN（β2=1.0）

填方錨桿擋墻的側壓力，可近似按照庫倫理論取為三角形分布如圖2。

4.2 錨桿所受軸心拉力計算

錨桿布置為順路向間距2.0m，豎向間距2.0m。

經計算每層錨桿所受軸心拉力如表3。

4.3 錨桿的有效錨固長度計算

根據公式：計算錨桿的有效錨桿長度（見表4）。

γp=2.5（安全系數）;D=0.13m（鉆孔直徑）;τi=150kPa（砂漿與巖層極限抗剪強度）。

通過對錨桿有效錨固長度的取整和進一步的修改，錨桿擋墻的有效錨固長度表5。

4.4 砂漿與巖體的黏結力驗算

根據公式：Nk=LaπDτi/γp

計算砂漿與巖體的粘結力如表6。

4.5 錨桿截面積計算

根據公式γ0γQ1Nk≤fsdAs/γR計算鋼筋的截面積：As≥6.23×10-4（γ0=1，γQ1=1.4，Nk=244.92kN，γR=1.4，fsd=770MPa（精軋螺紋鋼））

錨桿鋼筋直徑：D≥2×=0.0282m=28.2mm

因此錨桿鋼筋采用D=32mm精軋螺紋鋼筋，滿足設計要求。

4.6 錨桿與水泥砂漿黏結力驗算

采用M30水泥砂漿。

根據公式La≥計算錨桿與水泥砂漿黏聚力如表7。

4.7 肋柱基礎底面的地基承載力驗算

根據公式Pmax=Nd/A、Nd=ΥQ1∑Rntan（β-α）+ ΥGG1計算：

本工點肋柱基礎采用C25現澆混凝土杯座式基礎，中間預留凹槽，凹槽深度150cm;肋柱采用C30預制混凝土，T形截面，高度16m，肋柱截面尺寸如圖3。

Nd=ΥQ1∑Rntan（β-α）+ΥGG1

=1*∑Rntan（0-0）+1*26*（2*2*2+0.27*16）

=320.32kN.

Pmax=Nd/A=320.32kN/4m2=80.08kN/m2<600

滿足設計要求。

4.8 錨桿鋼墊板的面積驗算

鋼墊板尺寸140*140*24mm，平墊板，材質為Q235，具體尺寸如圖4。

根據公式：γ0γQ1Nk≤1.3βcfcdA1;βc=

計算局部承壓底面積：Ab=0.1764m2;鋼墊板面積：A1=0.0196m2

βc==3

1*1.4*205.2 ≤1.3*3*13800*0.0196

287.28﹤1054.872;滿足設計要求。

4.9 錨桿擋墻受力計算結果如表8

5? 治理效果

本工點在2017年12月底施工完成，到目前為止，經歷了該地區20年以來最大的雨季，目前擋墻未發生變形，路面完好，達到了預期的效果。

6? 結束語

①錨桿擋墻充分發揮錨桿的優點，提高了擋墻的抗滑穩定性和抗傾覆穩定性。②錨桿擋墻作為輕型擋墻，降低了其對地基承載力的要求。③安全性較傳統的重力式擋墻更高，尤其是在陡坡路段和高填方路段，更能發揮其優越性。④采用預制肋柱式錨桿擋墻，工程質量更易控制。⑤施工工序較繁瑣，施工工藝較高，對錨桿鉆孔、注漿要求較高。綜上所述，通過實踐證明，錨桿擋墻作為新型的擋墻，在工程應用中存在很大的優越性，值得推廣。

參考文獻：

[1]JTG D30-2015，公路路基設計規范[S].

[2]公路擋土墻設計與施工技術細則[S].

[3]GB 50330-2013，建筑邊坡工程技術規范[S].