巖土工程中錨桿擋土墻的設計及作用

陸海空 李凱 張瑞林

摘要：錨桿擋土墻結構是提升巖土工程施工質量、提高地面建筑整體穩定性的主要基礎條件，因此，本文針對巖土工程中錨桿聯合擋土墻結構的設計及計算過程進行分析，對其施工流程、施工要點及該結構的作用展開簡要分析與探究。

關鍵詞：巖土工程;錨桿擋土墻;設計;施工工序;作用

一、在對錨桿擋土墻設計時所需要的參數及計算過程

（一）對側向壓力值的計算

在對地基進行擋土墻施工時，由于擋土墻本身結構存在一定重量，因此該結構也會對地基產生一定壓力，但為了保證擋土墻結構對地基的壓力在地基施工合理范圍內，就必須在施工前針對巖土工程設計內容中的擋土墻對地基產生的側向壓力進行計算。通常情況下，能夠對地基產生側向壓力值的主要因素包括擋土墻高度、擋土墻材料質量、墻基力學性質、擋土墻支護位置以及位移大小等，而在對側向壓力值進行計算時需要綜合考慮諸多方面，但實際上現有計算公式、方法等仍無法對擋土墻的側向壓力值進行精準計算，更重要的時結合實際工程現狀、借鑒以往經驗對相關數值進行估算，仍需要進行進一步研究。

（二）墻面的計算及過程

第一，根據工程要求、地基面積確定擋土墻截面的尺寸數據，并根據確定的墻面的正截面、斜截面對擋土墻進行設計;第二，根據已確定的設計內容對擋土墻基本組合墻的設計彎矩、剪力等荷載數據進行計算，在設計彎矩時需要結合墻體主筋各項數據、剪力相關參數找出箍筋各項數據及合理間距，計算出墻體及地基承載最大限度;第三，根據彎矩對墻內內鋼筋的截斷點進行計算和確認，如在設計中需要利用彎起鋼筋進行施工，則需要將其彎起點數據進行計算;第四，對擋土墻的正常使用狀況進行分析和模擬，對擋土墻在正常使用的情況下所能承受的最大極限壓力和承載力進行計算;第五，綜合以上四點數據內容進行綜合設計與計算后對擋土墻的預制構件進行制作，并將制作好的預制構件帶到施工地區內，結合設計中的相關數據將墻面板結構與錨桿結構相接，并對擋土墻進行澆筑，在澆筑結束、混凝土材料凝結初始對錨桿擋土墻進行養護，并做好后期保養，完成擋土墻施工。

二、錨桿擋土墻的設計及計算公式

雖然錨桿擋土墻現如今在我國巖土工程中得到了廣泛使用，但在實際設計及計算過程中，由于工程項目類型不同、地上建筑高度不同、業主所要求的相關建筑數據不同，因此在對錨桿擋土墻的支護穩定性及整體穩定性進行計算時，并沒有具有統一性的計算公式，各個工程單位在開展巖土工程中錨桿擋土墻的計算及施工時，一方面需要依靠具有科學性的計算機軟件系統結合工程實際情況進行墻體及錨桿及錨桿擋土墻的結構穩定性進行計算，另一方面需要對土體、支護結構材料以及其相關參數進行計算和估值，因此，雖然沒有更加規范的計算方式，但在實際過程中仍可以針對錨桿聯合擋土墻形式按照基本公式進行計算，獲得的數據也具有較高精確性。

例如，圖1為巖土工程中錨桿擋土墻的截面示意圖。在該圖中將擋土墻作為計算對象，假設該墻面表面較為光滑且垂直于地面，可將擋土墻后面的土層壓力設置為Ea，將該墻體的結構每一延續米數所承受的自重設置為為G=G1+G2，墻面上截面的寬度為b0，底部截面的寬度為b，那么該墻體的中心到達墻基的距離則為x0=（G1x1+G2x2）/G，基底的摩擦系數則為μ。

式（5）（6）中中的pmax、pmin分別指擋土墻下地基基地的最大、最小應力;式（3）（4）中的e是指由基底合力到底面中心點的距離;a是基底總反力的作用點到墻基的距離;fa是修正后的地基承載力的特征值。

三、錨桿擋土墻的施工流程及具體要點

（一）施工流程

根據施工設計方案做好巖土工程施工準備工作，隨后開展基坑開挖工作，按照相關參數及設計內容確定擋土墻面積、位置以及其他規格，并在做好基坑準備工作后利用預制構件進行施工，對擋土墻結構進行澆筑。擋土墻澆筑完畢后做好初凝時的保濕工作，并在此過程中進行錨桿制作及施工，隨后將錨桿與擋土墻使用混凝土注漿材料進行加固，并開展肋柱與擋土板預制施工，施工后將制作完畢的肋柱和擋土板進行安裝，最后在將錨桿擋土墻墻后與地基之間的縫隙處進行填充、壓實，確保錨桿擋土墻整體性能及作用，最后在工程完畢后交由相關人員進行驗收，最終完成錨桿擋土墻施工工作。

（二）施工要點

第一，積極做好巖土工程及建筑設計工作，要求其設計內容符合建筑條件，并在施工前對錨桿抗拔力進行測驗;第二，施工時必須要求將錨桿結構安置在孔位中心處，保證錨桿位置的準確信;第三，地基開挖、鉆孔工作完畢后及時對其周邊及內部環境進行清理;第四，及時對錨桿結構暴漏在巖土外部的部分做防銹工作，如在錨桿結構周邊或安裝部位存在較多地下水，則必須在插入前進行排水、降水;第五，普通砂漿錨桿在3天內，早強砂漿錨桿在12小時內，不得在桿體上懸掛重物。必須待砂漿達到設計強度的75%后方可安裝肋柱、墻板。

四、巖土工程中錨桿擋土墻結構的主要作用

錨桿聯合擋土墻結構可有效提升地基承載力。錨桿與擋土墻均有一定提升地基承載力、降低地面建筑壓力的作用，而在傳統施工方式中，錨桿與重力擋土墻均為分開型結構形式，但由于錨桿與擋土墻在結構及穩定性上均存在一定缺陷，且在針對這兩種結構巖土工程進行設計和計算時，部分單位仍無法針對現場工程得出準確數據，因此往年我國各地區仍存在因擋土墻結構缺陷出現地基問題，而將這兩種結構進行聯合可大幅度提升地基承載力，降低安全事故發生的概率，加大對地上建筑的保護與支撐。

五、結語：

我國滑坡、泥石流等地質災害事件不斷發生，而利用錨桿擋土墻結構對地基進行加固是提升我國建筑水平的重要手段。現如今隨著科學的不斷進步，新型的錨固工程技術、支撐手段等順利地得到了驗證和實際應用，為提升我國巖土工程水平作出貢獻。

參考文獻：

[1]姚啟華.巖土工程中錨桿擋土墻的設計研究[J].資源信息與工程，2018（3）.

[2]吳小強，王磊.陜北某建筑邊坡中錨桿擋土墻的應用研究[J].建材與裝飾，2015（39）.