应用实例分析

4　应用实例分析

图5　邻近建筑的高填土支挡实例示意图

上海某软土地基上的高填土工程，邻近建筑区域进行填土支挡结构设计。经过分析计算，此软基上的高填土对邻近建筑物的地基基础产生严重的不利影响：引起桩基负摩阻力、水平力问题，引起地基不均匀沉降，结构倾斜、裂缝等；同时，软土地基不能满足高填土的承载力要求，可能产生地基整体滑移破坏。因此，设计中采用复合桩基进行高填土下地基加固，挡墙采用桩基础形式。该部分内容因不是本文讨论的重点，因此，不作展开论述。

本工程中挡墙最大高度为14m，根据结构两侧填土的对称性，采用水平结构对撑体系解决了高度为10～14m的填土的水平力问题。其余8m高填土挡墙段，由于只有单侧填土，无法通过结构对撑来抵消水平力影响，在这种区域设计采用土工格栅加筋来减小填土的侧压力，使挡墙满足水平滑移的稳定性要求。

由于大面积填土，受土源限制，填料多为基坑开挖的黏土或粉质黏土，含水量较大，设计时填料的抗剪强度指标按c＝10kPa，φ＝15°计算。地基土为黏性土，墙底滑移系数取0.25。采用库仑理论计算主动土压力。填料内摩擦角按抗剪强度相等原则换算为综合内摩擦角，φ_D＝arctan（tanφ＋c/（γH））＝18.5°，墙背与墙后填土摩擦角δ＝0.5φ_D＝9.25°。代入式（5）得：破裂角θ＝39.82°，E_a＝288kN/m。

经挡墙方案比选，拟采用扶壁式钢筋混凝土挡墙。初步计算结果表明，挡墙抗倾覆稳定性远远满足规范要求，挡墙截面尺寸主要受滑移稳定性控制，满足规范要求的截面尺寸如图6所示。墙踵长度为10.20m时，抗滑移稳定系数达到1.30，挡墙截面面积为9.35m²。

图6　未加筋与加筋后挡墙截面尺寸示意图

采用土工格栅加筋来减小填土土压力时，为了充分利用土工格栅的抗拉强度，土工格栅应尽量往下布置，本例中，墙顶下2.0m处铺设第一层单向土工格栅，以下每隔120cm铺设一层，共5层，格栅极限抗拉强度为30kN/m。格栅铺设长度为自墙背至破裂面后3m，满足抗拔稳定要求。

将φ_D、δ代入式（5），tanθ＝0.780，θ＝37.95°，再代入式（4），得E_a＝150.37kN。墙踵长度为5.5m时，抗滑移稳定系数即可达到1.30，从而大大节省截面尺寸，每延米混凝土用量节省2.35m³，挡墙截面用钢量节省0.12t。每延米造价总节省约1 250元。可见，采用土工格栅加筋减小墙后土压力后，挡墙造价可以大幅降低。