衡重式挡土墙设计

赵 云

(石家庄宏业交通建设监理有限公司)

衡重式挡土墙设计与一般重力式挡土墙相同。但是，因为墙背为带有衡重台的折线形，所以土压力计算及墙身构造都有其特殊性。

衡重式挡土墙的构造，通常墙胸多采用1∶0.05的陡坡，上墙墙背坡率采用1∶0.25～1∶0.45之间，下墙墙背坡率采用1∶0.25，上下墙高比采用2∶3。其他构造要求与一般重力式挡土墙相同。

作用于衡重式挡土墙的主动土压力，按上下墙分别计算，取其矢量和作为全墙的主动土压力。

衡重式挡土墙稳定性验算的内容和要求同一般重力式挡土墙。当上墙出现第二破裂面时，第二破裂面与上墙墙背之间的填土与墙身一起移动，其重量应计入墙身自重。

验算墙身截面强度时，应按上墙实际墙背所承受的土压力计算，验算内容同重力式。最危险的截面是上下墙分界面2-2，以及与上墙土压力大致平行的3-3斜截面。对于斜截面验算，应将诸力投影到斜截面上，验算的重点是抗剪强度能否满足要求。

1 上墙实际墙背的土压力

上墙实际墙背的土压力E'1由第二破裂面上的土压力E1传递而来。一般假定衡重台及墙背上均无摩擦力产生，采用力多边形来推求，如图1所示。

图1 上墙实际墙背的土压力计算

从力多边形可知

假定此土压力沿墙背呈直线分布，作用于上墙的下三分点处。

2 斜截面剪应力验算

如图2所示，设衡重式挡土墙沿与水平方向成i角的倾斜面被剪切。剪切面上的作用力是主动土压力的水平分力E'1x和竖直力∑N=(E'1+G1+G2)在该面上的切向分力PE和PG。PG和PE随i角的变化而变化，因此该剪切面上的剪应力τ是i角的函数。欲求最大剪应力τ值，可按导出。

图2 斜截面剪应力验算

在ΔO1LM中，由正弦定律得则 h=b2sinicosα= b2-tani剪切面宽度

cos(α+i)1-tanα·tani

由式(3)解出i角，代入式(2)，即可求得最大计算剪应力 τmax。