岩土工程中锚杆挡土墙的设计及作用

陆海空 李凯 张瑞林

摘要：锚杆挡土墙结构是提升岩土工程施工质量、提高地面建筑整体稳定性的主要基础条件，因此，本文针对岩土工程中锚杆联合挡土墙结构的设计及计算过程进行分析，对其施工流程、施工要点及该结构的作用展开简要分析与探究。

关键词：岩土工程;锚杆挡土墙;设计;施工工序;作用

一、在对锚杆挡土墙设计时所需要的参数及计算过程

（一）对侧向压力值的计算

在对地基进行挡土墙施工时，由于挡土墙本身结构存在一定重量，因此该结构也会对地基产生一定压力，但为了保证挡土墙结构对地基的压力在地基施工合理范围内，就必须在施工前针对岩土工程设计内容中的挡土墙对地基产生的侧向压力进行计算。通常情况下，能够对地基产生侧向压力值的主要因素包括挡土墙高度、挡土墙材料质量、墙基力学性质、挡土墙支护位置以及位移大小等，而在对侧向压力值进行计算时需要综合考虑诸多方面，但实际上现有计算公式、方法等仍无法对挡土墙的侧向压力值进行精准计算，更重要的时结合实际工程现状、借鉴以往经验对相关数值进行估算，仍需要进行进一步研究。

（二）墙面的计算及过程

第一，根据工程要求、地基面积确定挡土墙截面的尺寸数据，并根据确定的墙面的正截面、斜截面对挡土墙进行设计;第二，根据已确定的设计内容对挡土墙基本组合墙的设计弯矩、剪力等荷载数据进行计算，在设计弯矩时需要结合墙体主筋各项数据、剪力相关参数找出箍筋各项数据及合理间距，计算出墙体及地基承载最大限度;第三，根据弯矩对墙内内钢筋的截断点进行计算和确认，如在设计中需要利用弯起钢筋进行施工，则需要将其弯起点数据进行计算;第四，对挡土墙的正常使用状况进行分析和模拟，对挡土墙在正常使用的情况下所能承受的最大极限压力和承载力进行计算;第五，综合以上四点数据内容进行综合设计与计算后对挡土墙的预制构件进行制作，并将制作好的预制构件带到施工地区内，结合设计中的相关数据将墙面板结构与锚杆结构相接，并对挡土墙进行浇筑，在浇筑结束、混凝土材料凝结初始对锚杆挡土墙进行养护，并做好后期保养，完成挡土墙施工。

二、锚杆挡土墙的设计及计算公式

虽然锚杆挡土墙现如今在我国岩土工程中得到了广泛使用，但在实际设计及计算过程中，由于工程项目类型不同、地上建筑高度不同、业主所要求的相关建筑数据不同，因此在对锚杆挡土墙的支护稳定性及整体稳定性进行计算时，并没有具有统一性的计算公式，各个工程单位在开展岩土工程中锚杆挡土墙的计算及施工时，一方面需要依靠具有科学性的计算机软件系统结合工程实际情况进行墙体及锚杆及锚杆挡土墙的结构稳定性进行计算，另一方面需要对土体、支护结构材料以及其相关参数进行计算和估值，因此，虽然没有更加规范的计算方式，但在实际过程中仍可以针对锚杆联合挡土墙形式按照基本公式进行计算，获得的数据也具有较高精确性。

例如，图1为岩土工程中锚杆挡土墙的截面示意图。在该图中将挡土墙作为计算对象，假设该墙面表面较为光滑且垂直于地面，可将挡土墙后面的土层压力设置为Ea，将该墙体的结构每一延续米数所承受的自重设置为为G=G1+G2，墙面上截面的宽度为b0，底部截面的宽度为b，那么该墙体的中心到达墙基的距离则为x0=（G1x1+G2x2）/G，基底的摩擦系数则为μ。

式（5）（6）中中的pmax、pmin分别指挡土墙下地基基地的最大、最小应力;式（3）（4）中的e是指由基底合力到底面中心点的距离;a是基底总反力的作用点到墙基的距离;fa是修正后的地基承载力的特征值。

三、锚杆挡土墙的施工流程及具体要点

（一）施工流程

根据施工设计方案做好岩土工程施工准备工作，随后开展基坑开挖工作，按照相关参数及设计内容确定擋土墙面积、位置以及其他规格，并在做好基坑准备工作后利用预制构件进行施工，对挡土墙结构进行浇筑。挡土墙浇筑完毕后做好初凝时的保湿工作，并在此过程中进行锚杆制作及施工，随后将锚杆与挡土墙使用混凝土注浆材料进行加固，并开展肋柱与挡土板预制施工，施工后将制作完毕的肋柱和挡土板进行安装，最后在将锚杆挡土墙墙后与地基之间的缝隙处进行填充、压实，确保锚杆挡土墙整体性能及作用，最后在工程完毕后交由相关人员进行验收，最终完成锚杆挡土墙施工工作。

（二）施工要点

第一，积极做好岩土工程及建筑设计工作，要求其设计内容符合建筑条件，并在施工前对锚杆抗拔力进行测验;第二，施工时必须要求将锚杆结构安置在孔位中心处，保证锚杆位置的准确信;第三，地基开挖、钻孔工作完毕后及时对其周边及内部环境进行清理;第四，及时对锚杆结构暴漏在岩土外部的部分做防锈工作，如在锚杆结构周边或安装部位存在较多地下水，则必须在插入前进行排水、降水;第五，普通砂浆锚杆在3天内，早强砂浆锚杆在12小时内，不得在杆体上悬挂重物。必须待砂浆达到设计强度的75%后方可安装肋柱、墙板。

四、岩土工程中锚杆挡土墙结构的主要作用

锚杆联合挡土墙结构可有效提升地基承载力。锚杆与挡土墙均有一定提升地基承载力、降低地面建筑压力的作用，而在传统施工方式中，锚杆与重力挡土墙均为分开型结构形式，但由于锚杆与挡土墙在结构及稳定性上均存在一定缺陷，且在针对这两种结构岩土工程进行设计和计算时，部分单位仍无法针对现场工程得出准确数据，因此往年我国各地区仍存在因挡土墙结构缺陷出现地基问题，而将这两种结构进行联合可大幅度提升地基承载力，降低安全事故发生的概率，加大对地上建筑的保护与支撑。

五、结语：

我国滑坡、泥石流等地质灾害事件不断发生，而利用锚杆挡土墙结构对地基进行加固是提升我国建筑水平的重要手段。现如今随着科学的不断进步，新型的锚固工程技术、支撑手段等顺利地得到了验证和实际应用，为提升我国岩土工程水平作出贡献。

参考文献：

[1]姚启华.岩土工程中锚杆挡土墙的设计研究[J].资源信息与工程，2018（3）.

[2]吴小强，王磊.陕北某建筑边坡中锚杆挡土墙的应用研究[J].建材与装饰，2015（39）.