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摘要：本文根据江西省新干县青铜文化公园大型青铜壁基础——倾斜式扶臂挡墙的工程设计实例，结合本工程的设计的地基基础资料、设计参数、挡土墙选型及稳定、强度验算和构造措施等，对非常规挡墙——倾斜式扶臂挡墙的设计做一个系统的分析总结，希望给同行在今后的设计中有一定的参考价值。
关键词：11m扶壁式挡墙 悬臂式挡墙锚钉挡土墙护坡
中图分类号： U417.1+16 文献标识码： A 文章编号：
1、前言：在工程设计中，当挡墙高度大于6米以上15米以下宜采用扶壁式钢筋混凝土挡墙和悬臂式钢筋混凝土挡墙。这两种挡墙能在较小占地的情况下解决地块高差、挡土、护坡，也可以通过在钢筋混凝土挡墙上干挂从而起到美化环境的作用。
以扶壁式挡墙为例，扶壁式挡土墙由立壁、扶壁、底板（包括前趾板与后踵板）组成。
立壁宜采用等厚的竖直板，顶宽不应小于0.2m。扶壁间距宜按经济原则确定，常用值为墙高的1/3~1/2。扶臂的厚度宜为两扶壁间距的1/8~1/6,但不应小于0.30m。扶壁高度逐渐向墙后加宽。底板最小厚度不应小于0.30m。
2、项目概况：
江西省新干县青铜文化公园位于该县赣江边上站前街北面，结合现状地形并为配合公园的主题“青铜”，在站前街与滨江路的交叉口的东北角需建造一段长约300米的挡墙，主要段挡墙高11米，其主要作用有两个：1、消除公园内山体滑坡对道路的安全隐患。2、挡墙作为该公园主要景点之一的“青铜壁”的干挂基础。
挡墙工程为青铜文化公园青铜壁主体结构工程，主要采用钢筋混凝土结构，分为扶壁式钢筋混凝土挡土墙、钉锚护坡结合钢筋混凝土挡土墙、悬臂式台阶挡土墙三部分。附属工程有排水沟、台阶、栏杆、块石挡土墙。
3、挡墙设计的基础资料及设计参数
挡墙基础土层类型：中风化岩层，地基承载力高，物理性能良好，适宜做高档强基础。
挡墙背后土质情况：青铜公园西南岩质边坡砾岩风化残积土、强风化砾岩所需相关参数建议采用如下值：
砾岩风化残积土：C值=12，φ值=32。
强风化砾岩：C值=20，φ值=25。
上述值为地区经验值，该段边坡为风化岩质边坡，建议放坡坡度1:0.75
该工程主要涉及到三种类型挡墙，分别是扶壁式钢筋混凝土挡墙、钉锚护坡结合钢筋混凝土挡墙和悬臂式钢筋混凝土挡墙。三种挡墙在工程中的应用位置如图所示：
3.1.1 扶壁式钢筋混凝土挡土墙采用挡墙分段间距12米，高11米。
3.1.2钉锚护坡结合钢筋混凝土挡土墙钢筋混凝土部分分段及做法同扶壁式钢筋混凝土挡土墙。土体加固部分采用钢筋作为土钉，施工过程中采用井点降水。土钉墙前采用袋装砂石反滤层，直径100mm排水管，间距2mX2m，梅花形布置。
3.1.3悬臂式钢筋混凝土挡墙在分段间距为11m到6米，高度根据下山台阶变化。
4、结构计算及验算
挡墙结构计算涉及到钉锚挡土墙计算及悬臂式挡土墙设计计算，由于关于这两种挡土墙计算在很多著作里都涉及到了。倾斜式扶壁挡土墙在工程应用中并不多见，因此接下来着重论述这种非常规的挡墙设计计算。
本次设计在直立式扶壁挡墙的基础上进行计算。
受力分析比较：倾斜式扶壁挡墙相比直力式扶壁挡墙在相同条件下受土压力更小，因此扶壁所受拉力更小，挡墙所受滑动力更小，并更有利于抗倾覆计算。
除此之外应进行在施工状态下，挡墙由于自身重力所产生的弯矩的计算复核。
因此本设计书分为以下两个方面：
一、11米高扶壁式挡土墙验算，分别进行滑移验算，倾覆验算、
二、挡墙板施工状态下的由重力产生的抗弯验算。
第一步，扶壁式挡土墙验算采用理正挡土墙软件进行结构验算
一、扶壁式挡土墙验算[执行标准：通用]
计算项目： 扶壁式挡土墙 1
原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高: 11.000(m)
墙宽: 0.500(m)
墙趾悬挑长DL: 1.000(m)
墙踵悬挑长DL1: 5.000(m)
底板高DH: 1.000(m)
墙趾端部高DH0: 1.000(m)
扶肋间距: 6.400(m)
扶肋厚: 0.800(m)
扶壁两端墙面板悬挑长度: 2.296(m)
钢筋合力点到外皮距离: 50(mm)
墙趾埋深: 1.000(m)
物理参数:
混凝土墙体容重: 26.000(kN/m3)
混凝土强度等级: C30
縱筋级别: HRB335
抗剪腹筋等级: HPB235
裂缝计算钢筋直径: 20(mm)
挡土墙类型: 一般挡土墙
墙后填土内摩擦角: 35.000(度)
墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)
墙后填土容重: 19.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)
地基土容重: 18.000(kN/m3)
修正后地基土容许承载力: 280.000(kPa)
地基土容许承载力提高系数:
墙趾值提高系数: 1.200
墙踵值提高系数: 1.300
平均值提高系数: 1.000
墙底摩擦系数: 0.450
地基土类型: 土质地基
地基土内摩擦角: 30.000(度)
土压力计算方法: 库仑
(一) 滑移验算
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗滑力 = 638.218(kN),滑移力 = 407.037(kN)。
滑移验算满足: Kc =1.568 > 1.500
(二) 倾覆验算
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗倾覆力矩 = 5326.175(kN-M),倾覆力矩 = 1529.570(kN-m)。
倾覆验算满足: K0 = 3.482 > 1.300
(三) 地基验算
作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.573 <= 0.250*6.500 = 1.625(m)
墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙趾处地基承载力验算满足:压应力=333.614 <= 336.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙踵处地基承载力验算满足:压应力=102.774 <= 364.000(kPa)
地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
地基平均承载力验算满足:压应力=218.194 <= 280.000(kPa)
(四) 墙趾板强度计算、墙踵板强度计算、墙面板强度计算、肋板截面强度验算由于篇幅有限，不再赘述。
第二步：挡墙板的自身验算
按照挡墙板为双向板收自身荷载及附加施工荷载作为板受力荷载进行保守符合配筋
1.1基本资料
1.1.1工程名称： 工程一
1.1.2边界条件（左端/下端/右端/上端）： 固端 / 固端 / 固端 / 自由
1.1.3荷载标准值
1.1.3.1永久荷载标准值
均布荷载： gk1 ＝ 20kN/m
1.1.3.2可变荷载标准值： qk ＝ 0
1.1.4荷载的基本组合值
1.1.4.1板面 Q ＝ Max{Q(L), Q(D)} ＝ Max{24, 27} ＝ 27kN/m
1.1.5计算跨度 Lx ＝ 6000mm，计算跨度 Ly ＝ 10600mm，
板的厚度 h ＝ 500mm （h ＝ Lx / 12）
1.1.6混凝土强度等级为 C30， fc ＝ 14.331N/mm， ft ＝ 1.433N/mm， ftk ＝ 2.006N/mm
1.1.7钢筋抗拉强度设计值 fy ＝ 300N/mm， Es ＝ 200000N/mm
1.1.8纵筋合力点至截面近边的距离： 板底 as ＝ 50mm、板面 as' ＝ 50mm
1.1.9裂缝宽度验算时执行的规范： 《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB 50069－2002）
1.2弯矩标准值及配筋计算
此处略
1.4跨中挠度验算： 挠度 f ＝ 1.5mm，f / Lx ＝ 1/3,985
1.5X 向自由邊挠度验算： 挠度 fOx ＝ 1.7mm，fOx / Lx ＝ 1/3,565
5、构造措施
5.1悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙：12米分一段，分段间设缝20mm，中以沥青麻丝嵌缝。挡墙后设500厚砂石反滤层，直径100mm排水管，间距2mX2m，梅花形布置。挡墙顶底均设砖砌排水沟。
5.2钉锚护坡结合钢筋混凝土挡土墙钢筋混凝土部分分段及做法同扶壁式钢筋混凝土挡土墙。土体加固部分采用钢筋作为土钉，施工过程中采用井点降水。土钉墙前采用袋装砂石反滤层，直径100mm排水管，间距2mX2m，梅花形布置。挡墙顶底均设砖砌排水沟。
6、施工注意事项
1)、土方开挖时严格控制对原有土体的破坏、扰动，并进行检测。一旦出现滑坡等情况应立即采取有效措施并确保人员安全。将情况上报甲方、监理。
2)、挡土墙要求基地为原状土，基槽开挖后应尽快施工严禁晾槽、泡水。
3)、钢筋混凝土工程、砌体工程、土钉墙（钉锚）工程要求严格按照国家规定的相关规范进行施工。
4)、施工过程中，不同挡土墙的交接处，建议先用钉锚护坡将保留的土体进行加固，然后再进行交接处不同挡墙的施工。
5)、基础开挖过程中如发现地质情况与地质勘察报告不符,应及时通知地质勘察单位及甲方、设计、监理。以便快速做出处理。
关键词：11m扶壁式挡墙 悬臂式挡墙锚钉挡土墙护坡
中图分类号： U417.1+16 文献标识码： A 文章编号：
1、前言：在工程设计中，当挡墙高度大于6米以上15米以下宜采用扶壁式钢筋混凝土挡墙和悬臂式钢筋混凝土挡墙。这两种挡墙能在较小占地的情况下解决地块高差、挡土、护坡，也可以通过在钢筋混凝土挡墙上干挂从而起到美化环境的作用。
以扶壁式挡墙为例，扶壁式挡土墙由立壁、扶壁、底板（包括前趾板与后踵板）组成。
立壁宜采用等厚的竖直板，顶宽不应小于0.2m。扶壁间距宜按经济原则确定，常用值为墙高的1/3~1/2。扶臂的厚度宜为两扶壁间距的1/8~1/6,但不应小于0.30m。扶壁高度逐渐向墙后加宽。底板最小厚度不应小于0.30m。
2、项目概况：
江西省新干县青铜文化公园位于该县赣江边上站前街北面，结合现状地形并为配合公园的主题“青铜”，在站前街与滨江路的交叉口的东北角需建造一段长约300米的挡墙，主要段挡墙高11米，其主要作用有两个：1、消除公园内山体滑坡对道路的安全隐患。2、挡墙作为该公园主要景点之一的“青铜壁”的干挂基础。
挡墙工程为青铜文化公园青铜壁主体结构工程，主要采用钢筋混凝土结构，分为扶壁式钢筋混凝土挡土墙、钉锚护坡结合钢筋混凝土挡土墙、悬臂式台阶挡土墙三部分。附属工程有排水沟、台阶、栏杆、块石挡土墙。
3、挡墙设计的基础资料及设计参数
挡墙基础土层类型：中风化岩层，地基承载力高，物理性能良好，适宜做高档强基础。
挡墙背后土质情况：青铜公园西南岩质边坡砾岩风化残积土、强风化砾岩所需相关参数建议采用如下值：
砾岩风化残积土：C值=12，φ值=32。
强风化砾岩：C值=20，φ值=25。
上述值为地区经验值，该段边坡为风化岩质边坡，建议放坡坡度1:0.75
该工程主要涉及到三种类型挡墙，分别是扶壁式钢筋混凝土挡墙、钉锚护坡结合钢筋混凝土挡墙和悬臂式钢筋混凝土挡墙。三种挡墙在工程中的应用位置如图所示：
3.1.1 扶壁式钢筋混凝土挡土墙采用挡墙分段间距12米，高11米。
3.1.2钉锚护坡结合钢筋混凝土挡土墙钢筋混凝土部分分段及做法同扶壁式钢筋混凝土挡土墙。土体加固部分采用钢筋作为土钉，施工过程中采用井点降水。土钉墙前采用袋装砂石反滤层，直径100mm排水管，间距2mX2m，梅花形布置。
3.1.3悬臂式钢筋混凝土挡墙在分段间距为11m到6米，高度根据下山台阶变化。
4、结构计算及验算
挡墙结构计算涉及到钉锚挡土墙计算及悬臂式挡土墙设计计算，由于关于这两种挡土墙计算在很多著作里都涉及到了。倾斜式扶壁挡土墙在工程应用中并不多见，因此接下来着重论述这种非常规的挡墙设计计算。
本次设计在直立式扶壁挡墙的基础上进行计算。
受力分析比较：倾斜式扶壁挡墙相比直力式扶壁挡墙在相同条件下受土压力更小，因此扶壁所受拉力更小，挡墙所受滑动力更小，并更有利于抗倾覆计算。
除此之外应进行在施工状态下，挡墙由于自身重力所产生的弯矩的计算复核。
因此本设计书分为以下两个方面：
一、11米高扶壁式挡土墙验算，分别进行滑移验算，倾覆验算、
二、挡墙板施工状态下的由重力产生的抗弯验算。
第一步，扶壁式挡土墙验算采用理正挡土墙软件进行结构验算
一、扶壁式挡土墙验算[执行标准：通用]
计算项目： 扶壁式挡土墙 1
原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高: 11.000(m)
墙宽: 0.500(m)
墙趾悬挑长DL: 1.000(m)
墙踵悬挑长DL1: 5.000(m)
底板高DH: 1.000(m)
墙趾端部高DH0: 1.000(m)
扶肋间距: 6.400(m)
扶肋厚: 0.800(m)
扶壁两端墙面板悬挑长度: 2.296(m)
钢筋合力点到外皮距离: 50(mm)
墙趾埋深: 1.000(m)
物理参数:
混凝土墙体容重: 26.000(kN/m3)
混凝土强度等级: C30
縱筋级别: HRB335
抗剪腹筋等级: HPB235
裂缝计算钢筋直径: 20(mm)
挡土墙类型: 一般挡土墙
墙后填土内摩擦角: 35.000(度)
墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)
墙后填土容重: 19.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)
地基土容重: 18.000(kN/m3)
修正后地基土容许承载力: 280.000(kPa)
地基土容许承载力提高系数:
墙趾值提高系数: 1.200
墙踵值提高系数: 1.300
平均值提高系数: 1.000
墙底摩擦系数: 0.450
地基土类型: 土质地基
地基土内摩擦角: 30.000(度)
土压力计算方法: 库仑
(一) 滑移验算
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗滑力 = 638.218(kN),滑移力 = 407.037(kN)。
滑移验算满足: Kc =1.568 > 1.500
(二) 倾覆验算
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗倾覆力矩 = 5326.175(kN-M),倾覆力矩 = 1529.570(kN-m)。
倾覆验算满足: K0 = 3.482 > 1.300
(三) 地基验算
作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.573 <= 0.250*6.500 = 1.625(m)
墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙趾处地基承载力验算满足:压应力=333.614 <= 336.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙踵处地基承载力验算满足:压应力=102.774 <= 364.000(kPa)
地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
地基平均承载力验算满足:压应力=218.194 <= 280.000(kPa)
(四) 墙趾板强度计算、墙踵板强度计算、墙面板强度计算、肋板截面强度验算由于篇幅有限，不再赘述。
第二步：挡墙板的自身验算
按照挡墙板为双向板收自身荷载及附加施工荷载作为板受力荷载进行保守符合配筋
1.1基本资料
1.1.1工程名称： 工程一
1.1.2边界条件（左端/下端/右端/上端）： 固端 / 固端 / 固端 / 自由
1.1.3荷载标准值
1.1.3.1永久荷载标准值
均布荷载： gk1 ＝ 20kN/m
1.1.3.2可变荷载标准值： qk ＝ 0
1.1.4荷载的基本组合值
1.1.4.1板面 Q ＝ Max{Q(L), Q(D)} ＝ Max{24, 27} ＝ 27kN/m
1.1.5计算跨度 Lx ＝ 6000mm，计算跨度 Ly ＝ 10600mm，
板的厚度 h ＝ 500mm （h ＝ Lx / 12）
1.1.6混凝土强度等级为 C30， fc ＝ 14.331N/mm， ft ＝ 1.433N/mm， ftk ＝ 2.006N/mm
1.1.7钢筋抗拉强度设计值 fy ＝ 300N/mm， Es ＝ 200000N/mm
1.1.8纵筋合力点至截面近边的距离： 板底 as ＝ 50mm、板面 as' ＝ 50mm
1.1.9裂缝宽度验算时执行的规范： 《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB 50069－2002）
1.2弯矩标准值及配筋计算
此处略
1.4跨中挠度验算： 挠度 f ＝ 1.5mm，f / Lx ＝ 1/3,985
1.5X 向自由邊挠度验算： 挠度 fOx ＝ 1.7mm，fOx / Lx ＝ 1/3,565
5、构造措施
5.1悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙：12米分一段，分段间设缝20mm，中以沥青麻丝嵌缝。挡墙后设500厚砂石反滤层，直径100mm排水管，间距2mX2m，梅花形布置。挡墙顶底均设砖砌排水沟。
5.2钉锚护坡结合钢筋混凝土挡土墙钢筋混凝土部分分段及做法同扶壁式钢筋混凝土挡土墙。土体加固部分采用钢筋作为土钉，施工过程中采用井点降水。土钉墙前采用袋装砂石反滤层，直径100mm排水管，间距2mX2m，梅花形布置。挡墙顶底均设砖砌排水沟。
6、施工注意事项
1)、土方开挖时严格控制对原有土体的破坏、扰动，并进行检测。一旦出现滑坡等情况应立即采取有效措施并确保人员安全。将情况上报甲方、监理。
2)、挡土墙要求基地为原状土，基槽开挖后应尽快施工严禁晾槽、泡水。
3)、钢筋混凝土工程、砌体工程、土钉墙（钉锚）工程要求严格按照国家规定的相关规范进行施工。
4)、施工过程中，不同挡土墙的交接处，建议先用钉锚护坡将保留的土体进行加固，然后再进行交接处不同挡墙的施工。
5)、基础开挖过程中如发现地质情况与地质勘察报告不符,应及时通知地质勘察单位及甲方、设计、监理。以便快速做出处理。