摘要：结合新建铁路和田至若羌线南屯站工程实例介绍扶壁式挡土墙在铁路高站台路堤挡护工程中的应用，着重阐述了扶壁式挡土墙的概念，本工点挡墙设计情况及施工注意事项等。
关键词：工程措施；扶壁式挡土墙；支挡防护，地基处理
扶壁式挡土墙是指在悬臂式挡土墙基础上沿墙长度方向固定距离加设一道扶壁，将立壁板与墙踵板连接起来的支挡结构。它主要依靠墙身自重和墙踵板以上填筑土体（包括列车荷载）的重量维持挡土墙的稳定。扶壁式挡土墙具有以下优点：构造简单、施工简便，对比重力式挡土墙墙身断面较小、自重小，受力性能好，能充分发挥材料作用、基底应力相对小、经济适用，被广泛地应用于工程边坡支挡防护工程。
1 工程概况
新建铁路和田至若羌线（以下简称和若铁路）位于新疆维吾尔自治区南部的和田地区和巴音郭楞蒙古自治州境内。该线从喀和铁路的和田车站接轨，经过和田、洛浦、策勒、于田、民丰、且末、若羌等7个市（县）及生产建设兵团第二师三十七、三十八团、第十四师二二五团，接入本线终点格库铁路若羌站。是南疆通往内地又一便捷通道的重要组成部分。国铁Ⅰ级，全线最高运营速度120km／h。线路全长824.991km。为满足南屯站站台旅客通道及旅客站房的设计，本次路堤特设置扶壁式挡土墙进行收坡。工点范围地层为：第四系全新统风积粉砂（Q4eol4），第四系上更新统至全新统冲、洪积粉砂（Q3-4al4+pl4）和粗砂（Q3-4al5+pl5）。
2 扶壁式挡土墙支挡结构设计
2.1扶壁式挡土墙支挡结构组成
扶壁式挡土墙通常采用钢筋混凝土结构，由立壁板、墙趾板、墙踵板、凸榫及扶壁等5部分构成，详见图1。立壁板主要起挡土作用，扶壁把墙面板同墙踵板连接起来，改善了扶壁式挡土墙的受力条件，并增强了整个结构的整体刚度及稳定性，有效控制了立壁板的变形，当挡墙的抗滑力不足时，可设置凸榫。
2.2 扶壁式挡土墙墙身设计
扶壁式挡土墙的设计分为确定墙身断面尺寸和钢筋混凝土结构设计两部分。
2.2.1扶壁式挡土墙计算参数确定
考虑本线腐蚀性环境，扶壁式挡土墙墙身采用强度等级为C40的混凝土，墙背填土内摩擦角Φ=37°，容重γ=19kN／m3，基底摩擦系数f=0.4。不考虑地震时地基容许承载力[σ]=200KPa，抗滑动稳定系数Kc=1.3，抗倾覆稳定系数Ko=1.6；考虑地震时地基容许承载力修正系数1.3，抗滑动稳定系数Kc=1.1，抗倾覆稳定系数Ko=1.3。
2.2.2扶壁式挡土墙断面尺寸确定
扶壁式挡土墙墙身断面尺寸的确定，通常按试算法进行。包含了试算拟定断面尺寸、计算土压力两部分内容。墙踵板和墙趾板的长度通过全墙稳定检算确定。扶壁式挡土墙墙身尺寸初步拟定后，经过验算得到挡土墙墙身尺寸。
（1）抗滑移稳定性计算
扶壁式挡土墙的抗滑移稳定性是指在土压力和其他外加荷载的作用下，基底摩擦抵抗挡土墙滑移的能力，用抗滑移稳定系数Kc表示，即作用于挡土墙抗滑力与实际下滑力之比。
式中：
（2）抗倾覆稳定性计算
扶壁式挡土墙的抗倾覆稳定性是指挡土墙抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力，用抗倾覆稳定系数Ko表示。
式中：
（3）基底压应力计算
基底压应力盯应按下列公式计算：
式中：B —基底宽度（m）；
C — 作用于基底上的垂直分力对墙趾的力臂（m）；
e — 基底合力的偏心距（m）；
其他符号同上，基底平均压应力不应大于基底的容许承载力[σ]。
经检算，扶壁式挡土墙墙高为9.OOm，墙厚为0.5m，扶壁厚0.50m，扶壁间距为3.5Om，底板厚0.90m，墙趾宽1.25m，墙踵宽3.10m，不设置凸榫。
2.2.3扶壁式挡土墙钢筋混凝土结构设计
整体扶壁式挡土墙是一个比较复杂的空间受力体系，在计算时将其简化为平面问题。立壁板纵向沿墙长方向按多跨连续梁计算，竖向按下端固定的悬臂梁计算；墙趾板简化为悬臂板进行计算；墙踵板简化为扶壁支撑的连续梁进行计算，且不考虑立壁板对底板的约束；扶壁简化为以底板为支点，变截面的T形悬臂梁。其中面板作为翼缘、扶壁作为为T梁的腹板。
2.3扶壁式挡土墙基础设计
挡土墙宜采用明挖基础。当基坑开挖较深且边坡稳定性较差时，应采取临时支护措施；当基底下为松软土层时，可采用加宽基础、换填土或地基处理等措施。基础埋置深度一般情况不应小于1.0m。当冻结深度小于或等于1.0m时，在冻结深度线以下不应小于0.25m，且不应小于1.0m。当冻结深度大于1.0m时，不应小于1.25m，还应将基底至冻结线下0.25m深度范围内的地基土还填为非冻胀土。
为达到扶壁式挡土墙设计的地基承载力要求，采用换填处理。挖除墙趾高程以下0.5m深度的土层，宽度为趾板、踵板外不小于0.5m，再换填0.5m的卵、砾石垫层，压实度不小于0.95。基坑站台侧回填卵砾石土，站房侧回填C15混凝土。见图2。
2.4构造要求
挡土墙墙身采用C40的混凝土现场浇注。主筋采用HRB400，构造筋和箍筋采用HPB300。工点范围最大冻结深度采用0.9m，基础埋深1.15m。沿线路方向每15m为一个单元，挡墙单元之间、挡墙与其他建筑物相接处均设置伸缩缝，基底地层变化处还应设置沉降缝。伸缩缝和沉降缝可合并设置。缝宽采用0.02m，缝内沿墙顶、内、外三边填塞沥青麻筋，塞入深度不小于0.2m。在地面上墙背全断面设置袋装砂砾石反滤层，厚0.3m，沿墙高及墙长每隔2～3m设置坡度为4%的泄水孔，泄水孔交错布置。在最低排泄水孔下部设置C15混凝土隔水层。排水孔应伸出墙面不小于5cm，防止水流污染墙面。，挡土墙最低排泄水孔的下部设C15混凝土隔水层。
3 施工注意事项
施工前，应查明场地范围内地下构造物、管线和电线的位置及标高，采取必要的迁改或防护措施，基坑开挖后应及时验槽。
浇注混凝土时，应一次完成。如有间断，第二次浇注时，应保证新混凝土与已浇注混凝土粘结牢固。墙后填土应在墙身混凝土的强度达到设计强度的70%方可进行。墙后填土应进行分层夯实，并满足挡土墙设计参数要求。反滤层应在填筑过程中及时施工。挡土墙与雨棚支柱、旅客地道或其他结构连接处，应提前沟通，保证位置合理，不互相干扰并衔接平顺。挡土墙与路堤采用锥体填土连接，挡土墙端部伸入路堤内不应小于0.75m。挡土墙墙身浇出地面后，墙趾开挖部分回填后做成4％的向外排水坡，以免积水下渗。
墙身施工应满足《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（TBl0210—2001）的规定，混凝土所用材料、外加剂及用水均应满足规范要求。针对工点范围地表水或地下水等环境水对混凝土侵蚀类型、侵蚀程度，根据《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TBl0005—2010），选用适宜的水泥品种及掺合料。
未尽事宜按《客货共线铁路路基工程施工技术规程》（Q/CR9651-2017）及有关规范、规定办理。
4 结束语
通过与其他形式挡土墙的对比，扶壁式挡土墙具有工挡土高度大、适用范围广、经济效果好、施工速度快、可靠度较高、质量容易控制等优点，可以充分发挥材料的力学性能，值得推广使用。
参考文献：
1、铁道部.铁路工程设计技术手册·路基（修订版）.北京：中国铁道出版社，1992
2、铁路路基支挡结构设计规范.TBl0025—2006
3、宣卫红.扶壁式挡土墙的计算原理与设计实例.江苏建筑，1997
于波，闫强刚，王殿斌.青岛某挡土墙设计实例.城市勘测，2010
4、李剑兰.扶壁式挡土墙设计.广东科技，2007
论文作者:朱文斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
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