悬臂式挡土墙与锚定板组合支挡结构的应用与稳定性分析

王兴科（陕西铁路工程职业技术学院,陕西　渭南　714000）

悬臂式挡土墙与锚定板组合支挡结构的应用与稳定性分析

王兴科
（陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南714000）

摘要：在工程实际应用中，悬臂式挡土墙的墙身高度限制等因素影响了其应用范围，本文提出了利用悬臂式挡土墙与锚定板组合支挡结构来提高悬臂式挡土墙应用范围的方法，对此组合支挡结构的应用特点进行分析，并给出了组合支挡结构的稳定性分析方法。

关键词：悬臂式挡土墙；锚定板；组合支挡结构；稳定性

挡土墙是抵挡土压力、防止土体塌滑的构筑物，用来支撑路基填土或山坡土体，防止其变形失稳。悬臂式挡土墙作为一种常见的轻型支挡结构，具有结构尺寸较小、自重轻、便于施工等特点，广泛应用于国内外的铁路、公路等建设工程中石料缺乏和地基承载力较低的填方段[1]。在工程实际应用中，悬臂式挡土墙的墙身高度限制影响了其应用范围，本文主要论证在悬臂式挡土墙上加装锚定板形成的组合支挡结构的稳定性分析和工程应用。

1　悬臂式挡土墙与锚定板组合支挡结构

悬臂式挡土墙作为一种常见的轻型支挡结构，广泛应用于国内外的铁路、公路等建设工程中。此类支挡结构的抗滑、抗倾覆主要取决于墙身自重和墙底板以上填筑土体（包括荷载）的重力效应，其优点主要体现在结构尺寸较小、自重轻，便于在石料缺乏和地基承载力较低的填方段使用[2]。

锚定板挡土墙是由墙面系、拉杆、锚定板以及充填墙面与锚定板之间的填土所共同组成的一个整体。在这个整体结构的内部，存在着作用于墙面上的土压力、拉杆的拉力和锚定板的抗拔力等相互作用的内力，这些内力必须互相平衡，才能保证结构内部的稳定。此类挡土墙具有结构质量轻、圬工数量少、构件可预制、有利于实现机械化施工等优点。

利用锚定板挡土墙的锚定板技术与悬臂式挡土墙相配合组成的新型的支挡结构可以称作悬臂式挡土墙与锚定板组合支挡结构体系，这种结构由钢筋混凝土墙身、锚定板及填充在墙身与锚定板之间的填料所构成。

2　悬臂式挡土墙与锚定板组合支挡结构的特点分析

（1）主要通过锚定板来承受悬臂式挡土墙墙体所受的部分土压力，从而使墙身立臂根部处的受拉弯矩减少，使墙身根部集中弯拉力过大的情况得以改善，这样就使墙身从上到下处在一个较为合理的受力状态中。

（2）为了维持墙体的稳定性，L型挡墙与锚定板组合支挡结构将墙后踵板之上土体自重和锚定板的抗拔力充分利用，从而支撑墙后土体的稳定性。因此可以使墙身截面积大大减小，在缺少石料的地区使用该种支挡结构且具有重要的意义。

（3）对于地基承载力较低的土质地区来说，L型挡墙与锚定板组合支挡结构墙身截面小、自重小的优点也有着较低的地基承载力要求。

（4）墙后填料类型选择由于L型挡墙与锚定板组合支挡结构的抗拔力从土体对锚定板的被动土压力而获得而要求不严，只要按规定做好防排水设计及达到压实密度的要求即可。

（5）通过锚定拉杆的连接，L型挡墙与锚定板组合支挡结构将土体、锚定板和钢筋混凝土墙身组合成一个共同作用的整体。作用于立臂上的侧向土压力由埋置于墙后稳定土层内的锚定板与它和墙体之间的土体的作用来抵抗，因此具有较高的墙体抗倾覆性和抗滑动性能。

（6）墙身做成直立状的L型挡墙与锚定板组合支挡结构还能够节约土地资源。

3　悬臂式挡土墙与锚定板组合支挡结构的稳定性分析

作为一个整体复合结构体系，存在的作用力包括边界以外传来的土压力、活动荷载、结构自重产生的地基反力作用以及支挡结构的位移趋势产生的摩擦力作用等。必须使以上各种力保持静力平衡状态以保证结构的整体稳定性，避免结构滑动和倾覆的发生。假定破裂面为郎肯破裂面时，见图1。

图1　郎肯破裂面时滑动体形状

（1）抗滑稳定性验算

式中，F——抗滑力（kN）；Kc——抗滑稳定系数；E1X——WC面上主动土压力的水平分力（kN）；E1Y——WC面上主动土压力的垂直分力（kN）；W1——滑动体ABCW重量（kN）；f——底板底面与地基之间的摩擦系数，f=tаn(φ/2)；T1、T2——锚定杆拉力（kN）。

（2）抗倾覆稳定性验算

式中，K为抗倾覆稳定系数；∑MY为稳定力系对墙趾的稳定力矩（kN·m）；∑M0为对墙趾的倾覆力矩（kN·m）。

4　结论

悬臂式挡土墙与锚定板组合支挡结构充分利用了悬臂式挡土墙对地基承载力要求不高、截面形式简单、墙后填料限制不严、便于施工等优点，同时克服了悬臂式挡土墙随着墙身高度的限制，充分利用土体的自重及锚定板的抗拔力，大大提高墙体内部稳定性和结构的整体稳定性，具有较高的墙体抗倾覆性和抗滑动性能。在实际应用中，可以使用以上方法对组合结构进行稳定性分析。

参考文献：

[1]聂勇，付江山，吴肖俊.锚杆对悬臂式挡墙抗滑稳定性的影响[J].西部交通科技，2010(01):29-37.

[2]施小平.悬臂式挡土墙抗滑稳定性分析[J].南水北调与水利科技，2015(01):34-38.

基金项目：陕西铁路工程职业技术学院科研基金项目（2013-39）

作者简介王兴科（1982-），男，河北石家庄人，硕士，讲师。