锚定板挡土墙

赵 云

(石家庄宏业交通建设监理有限公司)

1 锚定板挡土墙的构造

锚定板挡土墙是由钢筋混凝土墙面、钢拉杆、错定板以及其间的填土共同形成的一种组合挡土结构，它借助于埋在填土内的锚定板的抗拔力，平衡挡土墙墙背水平土压力，从而改变挡土墙的受力状态，达到轻型的目的。它具有省料省工、能适应承载力较低地区的特点，在我国铁路与公路工程中，已开始应用于路肩或路堤挡土墙和桥台。

锚定板挡土墙的结构形式和受力状态与锚杆挡土墙基本相同，都是依靠钢拉杆的抗拔力来保持墙身的稳定。它们的主要区别是:锚杆挡土墙的锚杆系插入稳定地层的钻孔中，抗拔力来源于灌浆错杆与孔壁之间的黏结强度，而锚定板挡土墙的钢拉杆及其端部的锚定板都埋设在人工填土当中，抗拔力主要来源于锚定板前的填土的被动抗力。

锚定板挡土墙的墙面是由挡土板和立柱组成。挡土板通常为钢筋混凝土矩形板或槽形板，有时也可为混凝土拱板。立柱为钢筋混凝土矩形截面柱;当墙面采用拱板时，立柱应具有六边形截面。立柱长度可依据施工吊装能力决定。在墙高范围内，立柱可设一级或多级。当采用多级立柱时，相邻立柱间可以顺接，也可以错台。立柱间距多采用1～2 m。根据立柱的长度和土压力的大小，每根立柱上可布置单根、双根或多根拉杆。为了施工安装的方便，锚定板 挡土墙一般采用竖直墙面。钢拉杆采用普通圆钢，外设防锈保护层。每根拉杆端部的锚定板通常为单独的钢筋混凝土方形板。

2 锚定板挡土墙设计

锚定板挡土墙的设计理论与方法尚不够成熟，经过有关单位的研究和实践，正在不断充实与完善。

锚定板挡土墙设计包括各组成构件的设计和整体稳定性验算两部分。关于锚定板挡土墙方案的选择、土压力计算、挡土板和立柱等构件的设计，以及钢拉杆截面设计等方法，均与锚杆挡土墙的设计原理相同，这里不再叙述。在锚定板挡土墙设计中，必须决定锚定板的极限抗拔力，选择锚定板的尺寸。在整体稳定性验算中，还要分析各个锚杆的稳定长度以及群锚的有效间距等。

下面介绍锚定板设计和锚定板挡土墙整体稳定性验算。

2.1 锚定板设计

确定锚定板尺寸，首先要确定锚定板的容许抗拔力，即对于一定大小的拉杆拉力要用多大面积的锚定板去支撑。要解决这一问题，较好的办法是在现场做锚定板抗拔试验，根据实测的拉力与位移关系曲线，确定锚定板的极限抗拔力。试验证明，极限抗拔力随着锚定板面积的加大而增大，两者近似地成比例关系。极限抗拉力除以一定的安全系数，便是所采用的容许抗拔力，也就是锚定板所能承受的拉杆拉力。

实测的极限抗拔力只是单块锚定板在短时间所能承受的极限值。考虑到在实际建筑物中多块错定板的相互作用以及在长期荷载作用下多种因素的影响。有必要采用不小于2.5～3.0的安全系数。

单块锚定板的抗拔力与锚定板的埋设位置(它取决于拉杆长度和埋置深度)、板的尺寸和填料的物理力学性质有关。铁道科学研究院等单位根据现场抗拔试验的结果，提出容许抗拔力的建议值，对于埋置深度为3～5 m的锚定板，其容许抗拔力为100～120 kPa;埋置深度 为6～10 m的锚定板，其容许抗拔力为130～150 kPa。锚定板尺寸由拉杆拉力及容许抗拔力计算确定。

2.2 锚定板挡土墙的整体稳定性

锚定板挡土墙的整体稳定性与拉杆的长度有关，拉杆愈长，其稳定性愈大。要根据整体稳定性的要求来确定各层拉杆的长度，以确保安全。

锚定板挡土墙的整体稳定性主要由抗滑性控制。对于锚定板结构丧失整体稳定性时滑动面的形式，科研工作者分别作了不同的假定，下面介绍两种设想，即土墙假定和折线滑面假定。

西南交通大学等单位提出:当锚定板的布设达到足够的密度时，墙面与各锚定板以及其中的填料形成一个整体墙(有的叫土墙)，用这个整体柔性结构来共同支承侧压力，保证路基的稳定，这就形成了群错作用。群锚形成后，土体破裂面的位置后移，它的起始点由墙面底部移至最下层锚定板的下缘B'(图1)，其形状近似于平面，其破裂角θ接近于用库伦公式计算的破裂角。破裂棱体的另一侧，不是沿墙面破裂，而是沿各铺定板中心连线A'B'破裂，也就是锚定板中心的连线形成假想墙背，墙面和铺定板及其中间的填料形成整体墙ABB'A'。这时，可利用库伦公式计算该假想墙背的主动土压力，和验算重力式挡土墙的方法一样，来验算土墙的抗滑和抗倾覆稳定性。

图1 群锚式挡土墙