摘要：以某廠區(qū)擋土墻設(shè)計為例，對墻背側(cè)主動巖土壓力系數(shù)計算，擋土板、梁、柱的內(nèi)力計算，錨桿的錨固長度計算等作了總結(jié)，同時歸納了一些設(shè)計數(shù)據(jù)，以確保類似擋土墻設(shè)計更加合理。
重慶位于長江、嘉陵江交界處，是有名的山城，絕大多數(shù)工程場地起伏較大。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常碰到廠區(qū)臨靠山邊或位于山坡上的情況，需要對廠區(qū)環(huán)境邊坡進行整治，有的位于高填方區(qū)，有的則需要進行大開挖。對于開挖的環(huán)境邊坡，根據(jù)邊坡穩(wěn)定與否還需進行必要的支護措施。
錨桿擋土墻是指利用錨桿技術(shù)建筑的擋土墻，由鋼筋混凝土墻面和錨桿組成，依靠錨固在巖層內(nèi)的錨桿的水平拉力以承受土體側(cè)壓力。按墻面構(gòu)造的不同，分為柱板式和壁板式兩種。所謂柱板式是指擋土墻的墻面由肋柱和擋土板組成，擋土板直接承受墻面后填料產(chǎn)生的土壓力，擋土板支承于肋柱，肋柱與錨桿相連；而壁板式則不設(shè)立柱，墻面僅由墻面板構(gòu)成，墻面板直接與錨桿連接。下面就某廠區(qū)環(huán)境邊坡設(shè)計情況做一下介紹。
以平面圖東側(cè)邊坡為例，場平標高距坡頂有30多米高差，根據(jù)地勘報告揭露地質(zhì)情況，該邊坡從上往下為粉質(zhì)粘土、強風化泥巖、中風化泥巖。設(shè)計采用錨桿擋墻作為邊坡支擋。
設(shè)計條件：本段錨桿擋墻墻高共19m(進入中風化巖面1m)，根據(jù)放坡條件，坡頂巖石范圍內(nèi)為1：1錨桿格架式邊坡，土層范圍內(nèi)為植草護坡。錨桿傾角取值為20°，第一排錨桿錨固體上覆土層厚度不宜小于4m，第一錨點位置設(shè)于錨桿頂面下0.5m，同時錨桿設(shè)計中現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件的溫度伸縮縫間距根據(jù)立柱間距合理分布，且不大于25m。立柱及面板混凝土為C30。立柱、面板鋼筋采用HRB335E鋼筋（fy=300N/mm2)。錨孔灌漿材料采用M30砂漿(內(nèi)摻適量微膨脹劑)，錨桿與砂漿的粘結(jié)強度≥2.4MPa，砂漿與中風化泥巖的粘接強度≥0.15MPa。本擋土墻錨桿為全粘結(jié)型錨桿，注漿方法采用壓力灌漿，灌漿壓力不小于0.2MPa。
在錨桿擋墻設(shè)計中，主動土壓力系數(shù)的選擇較為重要，在設(shè)計中根據(jù)地勘報告，本段邊坡為有外傾結(jié)構(gòu)面的邊坡，在計算側(cè)向巖壓力時，分別以外傾結(jié)構(gòu)面的參數(shù)和以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓力方法進行計算，結(jié)果取大值。
(1)以外傾結(jié)構(gòu)面計算時所選用參數(shù)應(yīng)根據(jù)地勘報告中提供，包括θ(外傾結(jié)構(gòu)面傾角)、ψs(外傾結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角)、cs(外傾結(jié)構(gòu)面粘聚力)、δ(巖石對擋土墻墻背的摩擦角，一般取0.33ψs)。以《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2002)第6.3.2-1公式計算結(jié)果如下：
(2)以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓力方法計算時的破裂角取外傾結(jié)構(gòu)面傾角和45°+ψ/2兩者中的較小值。以《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2002)第6.2.3-1公式計算結(jié)構(gòu)如下：
本段錨桿擋墻經(jīng)計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)以外傾結(jié)構(gòu)面計算時的主動土壓力系數(shù)Ka較大，取大值。算出主動土壓力系數(shù)之后，可以算出如下結(jié)果。
側(cè)向巖土壓力合力水平分力標準值：
Ehk=1/2rh2Ka
側(cè)向巖土壓力水平分力標準值：
ehk=Ehk/0.9H
根據(jù)側(cè)向巖土壓力水平分力標準值可以對立柱按連續(xù)梁進行受力計算，從而計算出錨桿軸向拉力設(shè)計值Na和標準值Nak。
錨桿鋼筋截面面積：
As≥roNa/ε2fy
錨桿錨固體與地層的錨固段長度：
La1≥Nak/ε1πDfrb
錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長度：
La2≥roNa/ε3nπdfb
計算結(jié)果本段錨桿采用3?28鋼筋。一般情況下，由錨桿錨固體與地層的錨固長度算出結(jié)果較大，因此以La1起控制作用，同時錨固段長度還應(yīng)滿足一些構(gòu)造要求，土層錨固的錨固段長度不應(yīng)小于4m，且不宜大于10m；巖石錨桿的錨固段長度不應(yīng)小于3m(構(gòu)造長度)，且不宜大于45D和6.5m，或55D和8m(對預(yù)應(yīng)力錨索)。
錨桿擋墻的優(yōu)點為：
?。?）結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，使擋土墻的結(jié)構(gòu)輕型化，與重力式擋土墻相比，可以節(jié)約大量的圬工和節(jié)省工程投資；
?。?）利于擋土墻的機械化、裝配化施工，可以提高勞動生產(chǎn)率；
?。?）可采用逆作法，不需要開挖大量基坑，能克服不良地基挖基的困難，并利于施工安全。
但是錨桿擋土墻也有一些不足之處，使設(shè)計和施工受到一定的限制，如施工工藝要求較高，要有鉆孔、灌漿等配套的專用機械設(shè)備，且要耗用一定的鋼材。
在中國經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，各種基礎(chǔ)設(shè)施、市政設(shè)施、水利水電項目建設(shè)也在開展進行，比如公路路邊坡工程、市政道路工程、市政廠區(qū)工程、水利工程、河道護岸工程等等，均有可能會用到錨桿擋土墻，所以設(shè)計中合理選擇計算參數(shù)可保證工程安全適用、經(jīng)濟合理、保護環(huán)境。
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