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本文介绍了超高度衡重式挡土墙的设计方法。当墙后稳定的山坡体在以墙后全填土计算的破裂角之内，可先对稳定的山坡体在破裂角之外时的墙身（基础以上墙体）进行受力计算、强度验算，再以基础和墙身为整体，在墙体偏心距为零时确定基础的尺寸，验算其抗滑、抗倾覆稳定性，最后计算基础底面的压应力。按此方法设计衡重式高挡土墙，可降低对地基承载力的要求。关键词挡土墙地基承载力设计1工程概况邵三高速公路南平市境PA1合同段K4+985～K5+005（即福银高速公路K341+245～K341+225）为填方路基，路基左侧为河流，路基设计标高与河流水面标高高差约40m，路基横断面地面线坡度约55°。路基左侧原设计为27m高的衡重式挡路肩挡土墙，要求地基承载力950kPa，基础必须落在弱风化变粒岩上。由于横断面地面线测量的误差，且地面表层含碎石亚粘土、次表层砂土状强风化变粒岩的厚度均比地质勘探提供的资料厚，挡土墙高度增高至34m，地基地质才达到碎块状强风化变粒岩，地基承载力为590kPa，故必须变更原设计的挡土墙。2按常规的方法设计34m高挡土墙挡土墙设计物理参数：墙后填土内摩擦角35°，墙后填土粘聚力0.0kPa，墙后填土容重18kN/m3,墙背与墙后填土摩擦角20°，地基土容重18kN/m3,地基土摩擦系数0.6,基础底摩擦系数0.45,墙体采用浆砌片块石,石料强度等级MU50,砂浆强度等级M10,圬工砌体容重23kN/m3,圬工之间摩擦系数0.7。为了降低基底的压应力，挡土墙基础前部采用两层台阶扩展墙趾，基础后部采用一层台阶扩展墙踵。由于横向地面线较陡，为了确保墙趾距地面2m的水平距离，扩展墙趾两层台阶每层宽度只能达到1.8m。拟定挡土墙的初步尺寸，运用《理正系列软件》（5.0版）反复试算，在抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和各项强度指标达到设计要求的条件下，使基础趾部和踵部底面压应力相等。基础趾部和踵部底面压应力相等时，其压应力值就是挡土墙对地基承载力要求的最小值。计算结果：挡土墙对地基承载力要求的最小值为618kPa，大于地基容许的承载力590kPa，不能满足设计要求。挡土墙横断面积为248.6m2,挡土墙横断面参见图1。图1按常规方法设计挡土墙横断面图（单位：m）3新方法的设计34m高的挡土墙，墙后填土破裂角为θ=35.08°,墙后横断地面线在破裂角之内，在破裂角之内的山坡体为稳定的弱风化变粒岩。若挡土墙高度为30m，墙后填土破裂角为θ=34.61°,墙后横断地面线在破裂角之外。故该34m挡土墙先按30m高的墙身受填土压力进行稳定性和各项强度验算，然后再以墙身和基础为整体进行抗滑稳定性、抗倾覆稳定性验算和基底压应力计算。墙后填土破裂面及横断地面线位置如图2所示。具体设计步骤如下。图2破裂面及横断地面线位置（单位：m）3.1拟定墙身的尺寸假设基础为很薄的刚性体。通过调整墙身和假设基础尺寸，运用《理正系列软件》（5.0版）反复试算，在偏心距e1=0，抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和各项强度指标均达到设计要求时，墙身及假设基础的尺寸如图3所示。图3（墙身及假设基础尺寸（单位：米）3.2基础尺寸的确定基础上部宽度与上述假设的基础同宽，基础高度4m，b为基础襟边。基础背面的山坡体稳定，故基础所受的土压力为零。当整个挡土墙偏心距e=0时（即基底压应力最小时）,可求得b值。挡土墙基础尺寸参见图4。X0=e=B/2-X0令e=0B/2=(10.816+b)/2=X0解得：b=1.363.3抗滑稳定性验算W1×ZW1+W2×ZW2+W3×ZW3+W4×ZW4+Ey1×ZX1+Ey2×ZX2-EX1×Zy1-EX2×Zy2W1+W2+W3+W4+Ey1+Ey2（∑W+∑Ey）×fKC==2.12＞1.3满足要求3.4抗倾覆稳定性验算K0==2.74＞1.5满足要求3.5基底压应力计算基底压应力计算如图4所示。σ=×（1±）=561kPa＜σ0=590kPa（式中e=0）∑XW1×ZW1+W2×ZW2+W3×ZW3+W4×ZW4+Ey1×ZX1+Ey2×ZX2EX1×Zy1+EX2×Zy2（∑W+∑Ey）BeB注：公式中的参数详见图4地基容许承力满足设计要求；挡土墙横断面积240.8m2。图4新方法设计挡土墙横断面图（单位：米）4结束语在高挡土墙设计中，若墙后稳定的山坡体在以墙后全填土计算的破裂角之内时，可先在稳定的山坡体位于坡裂角之外的情况下确定墙身尺寸（墙身高度为基础以上），并进行墙身的受力计算，强度验算，且使之偏心距为e1=0；再根据基础和墙身为整体的偏心距e=0，求得基础底面宽度；最后再进行挡土墙整体的抗滑稳定性、抗倾覆稳定性验算，并求得基底压应力。通过此方法计算可降低挡土墙对地基承载力的要求。由于该挡土墙体积大，为了确保墙体的整体性，在施工过程中，基础采用C20片石混凝土浇筑，基础以上墙身竖向每隔5m设一层50cm厚的C20混凝土联结层。福银高速公路K341+245～K341+225路段34m高的挡土墙按上述方法设计，目前已建成通车3年多。经实地检测，该挡土墙质量稳定，安全，可靠。本设计可供同类工程参考。