（中国市政工程西北设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730000）
摘要：在满足工程安全的前提下，钢筋砼悬臂式挡土墙有不同的截面尺寸设计，不同的截面尺寸具有不同的工程经济性。本文依托国际创意街区周边环境整治工程项目，通过计算软件对钢筋砼悬臂式挡土墙截面尺寸进行稳定性验算，在保证安全的前提下选择经济性最好的截面尺寸。
关键词：市政道路；钢筋砼悬臂式挡土墙；稳定性验算；经济性
0引言
当市政道路与周边场地高差较大，放坡不足以消除高差时，需要设置挡土墙以消除高差。挡土墙有很多种形式，市政道路常用钢筋砼悬臂式挡土墙。在满足工程安全前提下，钢筋砼悬臂式挡土墙有不同的截面尺寸组合，不同的截面尺寸具有不同的工程经济性，选择合理的挡土墙截面尺寸，对节约材料成本，减少工程造价具有重要的工程实际意义。
1 工程背景
本文依托国际创意街区周边环境整治工程，项目地点为江苏南京江北新区，以长江大保护为背景，提出南农河应具备通游船要求，需要对现状城南河路跨南农河桥进行抬高改造，城南河路相应随之抬升。桥头处抬高约2.8m，桥头两端需设置挡墙以消化高差。
挡墙设置于城南河路K0+962.606～K0+966.514段南侧人行道内边线，墙高为4.5～5.0m，墙背后为50m宽的道路断面（包括人行道、非机动车道、机动车道）。K0+962.606处挡墙高度最高，墙后活载大，受力最为不利，本次选择最不利高度为5m的挡墙进行设计及计算。
悬臂式挡土墙
2 物理力学参数
挡墙分段长10m，基底埋深≥1m。挡墙基底为60cm碎石垫层+10cmC20砼垫层。具体物理力学参数见下表：
物理力学参数
墙后填土内摩擦角（度） | 37.459 |
墙后填土粘聚力（kpa） | 5 |
墙后填土容重（kN/m³） | 19 |
基底摩擦系数 | 0.4 |
地基承载力基本容许值（kPa） | 120 |
混凝土墙体容重（kN/m³） | 26.000 |
混凝土强度等级 | C30 |
抗剪腹筋级别 | HRB400 |
裂缝计算钢筋直径(mm) | 18 |
钢筋合力点到外皮的距离（mm） | 40 |
3 稳定性验算
参考项目地区（江苏南京）挡土墙设计经验，按照挡墙设计一般步骤，拟定几种挡墙截面尺寸，通过理正计算软件验证三种不同截面尺寸挡墙的稳定性，主要包括抗滑稳定性验算、抗倾覆稳定性验算、地基应力验算以及强身强度验算。挡墙截面尺寸方案及计算荷载见下表。
挡土墙截面尺寸方案
方案 | H（m） | B0（m） | DL1（m） | DL2（m） | DH1（m） | DH2（m） | DH3（m） | DH4（m） | YB1（m） | YH1（m） | YB2（m） | YH2（m） | 背坡斜率1:i |
1 | 5 | 0.5 | 0.9 | 2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.02 |
2 | 5 | 0.4 | 0.9 | 1.9 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.08 |
3 | 5 | 0.4 | 0.9 | 2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.05 |
挡土墙计算荷载
挡墙结构自重（kN/m³） | 26 |
墙前后填土自重（kN/m³） | 19 |
填土侧压力 | 墙后填土土压力按库伦土压力计算 |
墙顶车辆荷载引起的土压力 | 车辆荷载换算成土柱，施加于50m宽道路断面 |
挡墙顶栏杆所受附加荷载（kN/m） | 栏杆顶水平推力1.2，栏杆自重及扶手竖向力2.5 |
地震作用 | 地震基本烈度为7度 |
4 计算结果分析
挡土墙墙身抗拉钢筋为直径18mm螺纹钢筋，布筋间隔为20cm，构造配筋面积为1526mm2，通过计算，拟定的三种截面尺寸挡墙均满足工程稳定性要求，具体计算结果见下表。
计算结果
方案 | 抗滑稳定性系数 | 抗倾覆稳定性系数 | 最大地基应力（kPa） | 挡墙允许最大裂缝的构造配筋面积As（mm2） |
1 | 1.566＞1.3 | 4.291＞1.3 | 119.894＜120 | 1450 |
2 | 1.607＞1.3 | 4.483＞1.3 | 119.055＜120 | 1445 |
3 | 1.584＞1.3 | 4.391＞1.3 | 118.759＜120 | 1360 |
满足工程稳定性后，首要考虑的是方案的经济性，以达到节约工程总造价的目的。项目挡墙长度一定，每延米挡墙混凝土和钢筋量越少，挡墙总造价越低，因此可以通过比较各方案每延米挡墙混凝土和钢筋量选出挡墙总造价最低的方案，各方案每延米挡墙混凝土和钢筋量见下表。
每延米混凝土挡墙工程量
方案 | 混凝土方量（m3） | 钢筋量（kg） |
1 | 4.198 | 300.189 |
2 | 4.390 | 302.780 |
3 | 4.069 | 299.528 |
根据每延米混凝土挡墙工程量可知，方案3挡墙的混凝土方量和钢筋量都是最少的，因此，为了减少工程投资，本项目悬臂式混凝土挡墙尺寸选择方案3。
5 结语
在满足工程安全前提下，钢筋砼悬臂式挡土墙有不同的截面尺寸组合，不同的截面尺寸具有不同的工程经济性，选择合理的挡土墙截面尺寸，对节约材料成本，减少工程造价具有重要的工程实际意义。
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