更新时间：2024-09-30 18:05
锚定板挡土墙结构是一种适用于填方的轻型支护结构，可以用作挡土墙、桥台、港口护岸工程。它的主要特点有构件断面小、结构质量轻、柔性大、工程量省、圬工数量少、构件可预制，有利于实现结构轻型化和机械化施工。它主要适用于承载力较低的软弱地基，作路肩墙或路堤墙。
本工程为山西省图书馆室外平台及附属工程建设项目，位于太原市长风街以南，新晋祠路以东的长风商务区内，为环绕山西省图书馆主体的平台。结构总高度6.7 m，基础为桩基础，挡土墙采用锚定板挡土墙。基本风压0.40 kN/m2 ，抗震设防烈度8 度，建筑场地类别为Ⅲ类，场地为汾河西岸河漫滩，地形基本平坦，液化等级为中等～ 严重，液化土层为第③层粉细砂和第④层细中砂，液化土层总厚度为17 m。为解决液化地基承载力问题，同时考虑到经济性( 比传统重力式挡墙节省30%) ，采用锚定板挡土墙结合管桩基础的方案。
因③层、④层为液化土层，采用预应力混凝土管桩，根据地质勘查报告估算，单桩竖向承载力特征值为700 kN，单桩抗拔承载力特征值为300 kN，桩径为400，壁厚95 mm，桩端要求穿透⑤土层置于⑥细中砂层，桩长不小于27 m。管桩采用静压沉桩，按压桩终压力值及进入设计要求的持力层双控，终压力值由施工现场并根据当地经验确定，一般可取桩承载力特征值的2 倍～ 3 倍，但不大于桩身极限承载力标准值。
锚定板挡土墙是由墙面、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，依靠拉杆和锚定板的抗拔力来保持挡土墙的稳定，其拉杆及其墙部的锚定板均埋设在回填土中，其抗拔力来源于锚定板前填土的被动抗力。本工程采用柱板式挡土墙，墙面由肋柱与挡土板拼装而成，设计过程主要是:
1)计算分析墙面土压力;
2) 计算立柱;
3) 确定钢拉杆上的拉力;
4) 确定锚定板的抗拔力;
5) 结构的整体稳定性分析五个问题。计算方法可参考铁道部锚定板研究组制定的《旱桥锚定板桥台设计原则》和《锚定板挡土墙设计原则》等资料。
1) 土压力计算一般按主动土压力计算，要采取一个土压力增大系数m，肋柱间距取2． 2 m，混凝土等级为C35，计算出土压力强度，按简支梁计算出挡土板配筋。
2) 肋柱为受弯构件，主要承受由挡板传来的土压力，并以拉杆作为水平反力的支点。肋柱应按弹性支撑连续梁计算其各个支点的反力，各截面的弯矩和立柱低端的受力情况。经计算确定肋柱截面和配筋。
3) 拉杆长度按整体稳定性要求决定，应采用延伸性和可焊性好的热轧钢筋及螺丝端杆组成，根据立柱的支座处的支反力求出拉杆拉力，在立柱竖直，拉杆水平时，拉力即等于支反力，在确定拉杆截面时取抗拉安全系数为1． 7。最下层拉杆的长度除满足稳定性要求外，应使锚定板埋置于主动破裂面以外不小于3． 5h 处( h 为矩形锚定板的高度) ; 最上层拉杆的长度应不小于3 m。考虑到上层锚定板的埋置深度对其抗拔力的影响，最上层拉杆至填土顶面的距离取2 m。拉杆计算直径在计算的基础上增加2 mm，作为防钢材锈蚀的安全储备。
4) 锚定板分为浅埋和深埋两种情况，埋置深度小于3 m时，按浅埋考虑，设计中最上层的锚定板宽度方向连续，根据相关公式计算其极限抗拔力。以下几层埋置深度大于3 m，按深埋考虑，其单位容许抗拔力为100 kPa ～ 150 kPa。锚定板采用方形钢筋混凝土板，混凝土标号为C35，竖直埋置在填土中，故忽略不计拉杆与填土之间的摩擦阻力，则锚定板承受的拉力即为拉杆拉力。锚定板的厚度和钢筋配置分别在竖直方向和水平方向按中心支承的单向受弯构件计算，并假定锚定板竖直面上所受的水平土压力为均匀分布。锚定板与拉杆连接处的钢垫板，也可按中心有支点的单向受弯构件进行设计。
5) 挡墙整体稳定验算按折线裂面分析法进行计算，此分析法作了三个基本假定:
a． 下层锚定板前方土体的最不利滑动面通过墙面顶端;
b． 上层锚定板前方土体的最不利滑动面通过被分析锚定板以下的拉杆与墙面的交点;
c． 每一层锚定板边界后方土体的应力状态为朗金主动状态，稳定系数取1.8。
锚定板挡土墙墙背填土应采用粉土; 不能采用冻胀土、膨胀土盐渍土及块石类土，严禁采用白垩土、硅藻土及有腐蚀作用的酸性土和有机质土。填土施工时应分层压实，并应符合TB 10001 铁路路基设计规范，要求填土容重不大于18 kN/m3 ，摩擦角不小于30°。拉杆两端分别焊接螺丝端杆与肋柱和锚定板相连; 拉杆涂两层防锈漆，且缠绕用热沥青浸透的玻璃纤维布两层，施工时拉杆应拉紧。
锚定板和肋柱应预留拉杆孔道，锚定板、肋柱与螺丝端杆连接处，在填土前宜用沥青砂浆充填，并用沥青麻筋塞缝，外露的端杆和部件也在填土下沉基本稳定后，再用水泥砂浆封填。拉杆及锚定板埋设时，应在填土夯填至拉杆高度以上20cm 后再挖槽就位。锚定板前方超挖部分应用混凝土或灰土回填夯实。挖槽时，宜使锚定板比设计位置抬高3mm～5 mm，不得直接碾压拉杆或锚定板。为了防止墙面向外倾斜或避免由于视差而产生的不安全感，肋柱在施工时，均严格按照设计要求预留一定的后仰度，即肋柱向填土一侧仰斜5%的角度。锚定板挡土墙应在墙背底部至墙顶以下0.5 m 范围内，填筑0.3 m 厚的渗水性材料或用无砂混凝土板、土工织物作为反滤层，表面设泄水孔做排水措施。
针对本工程不良地质条件及造价控制的要求，采用了锚定板挡土墙，其结构轻，柔性大，价廉，是一种有前途的挡土结构形式，但对其力学性能的研究还存在着薄弱环节，因此有必要在这些方面进行深入研究，以完善相关规范建设以及推动锚定板挡土墙的进一步发展。