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摘要：随着经济的迅速发展，各类基础土建工程也在不断增加。随着工程建设的深入，基础建设深入偏远地区，由于我国地势复杂，山区地带多地形起伏比较大，在建设中寻找很多问题。高扶壁式挡土墙因为可以在复杂山区地势使用而逐渐推广。本文中，我们首先介绍了高扶壁式挡土墙的特点及其设计要求，并对它的设计和其中存在的问题及应用方向进行了探讨。
关键词：高扶壁式挡土墙；设计；应用
引言
近几年来，由于经济的发展，基础设施建设越来越多，同时也向偏远地区和山区延伸，因此要在地形起伏较大的山地上进行建设和施工的工程项目越来越多。施工人员很多时候需要在地形不平坦的场地进行大量的工程项目建设，为满足这些地区的建筑条件，同时尽量减少资源的浪费和资金的浪费、增加可利用土地的面积，设计人员经过反复实验和理论探究，认为使用扶壁式土墙是一个可行的方案。多数情况下，这些边坡区域建筑难度大、可利用的各项资源十分有限，而且坡顶往往要建设或其他厂区的必要设施，这时如果采取自然放坡的方式会增加边坡的占地面积，从而减少了厂区的有效可利用土地资源，为增加土地使用率，就需要对边坡进行支护。边坡支护的最终目的是减小边坡所占地面积和增加生产厂区可利用的土地资源，而扶壁式挡土墙就是应运而生的一种建筑形式。
一、高扶壁式挡土墙的特点
扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙，兼具稳定、实用、便于操作等优点，受到设计施工人员青睐，近年来它的设计和使用逐渐增多。扶壁式挡土墙具有众多优点，适用于很多场合，同时便于施工，国家有关技术规范中明确规定，在综合考虑各项因素后，一定高度的填方边坡建议采用扶壁式挡土墙。下面对其特点进行简单介绍：
（1）扶壁式挡土墙可以充分发挥材料力学性能，提高挡土高度。挡土墙材料为钢筋和混凝土，能够充分利用钢筋的抗拉性能和混凝土的抗压性能，综合材料的性能优点充分发挥其作用，从而大大提高了扶壁式挡土墙的挡土高度。
（2）对地基承载力的适应性强。高扶壁式挡土墙的底板宽度可以根据地基承载力的大小适当地进行调整，通过调整底板宽度既能够调整挡土墙底板基底压应力的分布又能够减小基底平均压应力和基底最大压应力值。从而使扶壁式挡土墙能适应较低地基承载力的地质条件。
（3）保护环境，节省大量的石材，适用于缺少石材的地区。扶壁式挡土墙是靠墙后填土来维持其自身稳定性的，与重力式毛石挡土墙相比，能节省大量的石料，减少山体的开采，能够取得较好的环境效益。的施工主要为钢筋混凝土的施工，包括钢筋绑扎、模板架设和混凝土的浇筑工作。钢筋混凝土施工工艺已经相当成熟，且施工质量容易控制，施工速度快。比其它形式的挡土墙施工简单，速度较快捷，受其它因素影响较少。所以很大程度上缩短了建设工程工期。
二、扶壁式挡土墙设计
扶壁式挡土墙目前在我国已经广泛使用，由于其结构简单、施工方便受到设计施工人员的欢迎。传统挡土墙设计采用定值计算法，即用安全系数表示安全程度。但定值设计法存在无法考虑各设计变量的随机性、对安全系数大小的取值本身不当的问题，加之安全系数需要根据工程事故率的高低来不断调整，使得资源的浪费难以避免，甚至有在工程中某些挡土墙设计的安全系数足够、而投入使用后却很快发生了破坏的情况，这种潜在的隐患是以巨大经济、生命损失为代价的，显示出定值计算法的局限性。
由于传统设计方法的种种问题，很多研究人员提出了其他改进算法。支挡结构可靠度理论就是其中之一，它统一了结构可靠度的度量指标，合理地考虑了挡土墙结构设计中存在的随机性，对定值计算法的问题进行了改进，成为挡土墙结构设计理论发展的一个重要方向。
扶壁式挡土墙又叫做有助角式挡土墙，具体设计完成时是以垂直墙身、底板为两直角边、扶壁为斜边的一个直角三角形如下图所示：
挡土墙实际设计应用中通常分为重力式、半重力式、非重力悬臂式和锚固式四类。由上图可见，底板和垂直墙身都被扶壁分隔成一个连续板道，墙身对底板有一定的嵌固作用。底板的前趾部分可当作向上弯曲的悬臂板计算，后踵板承受地面荷载，计算方法和垂直墙身相同。实际工程中，由于后踵板较长，受荷较大，当肋板间距过大时，可在后踵板外边缘加设一道地基梁，将后踵板调整为四边固定板，使得挡土墙各部分截面尺寸适中，受力合理[1]。
结合图一中侧视图的结构，通过参考相关计算手册，确定各个参数。这里涉及到T形悬臂梁计算的内容，根据界面数值和有关材料的重量计算剪力弯矩等相关参数，并经过各种稳定性的计算确保符合要求，如果有不符合要求的根据实际情况加以修改，例如抗滑动性能不满足使用性能需要，就需要加设防滑键。几个主要的稳定性性能计算公式如下：
三 高扶壁式挡土墙设计及应用探讨
经过长期的实践与理论计算，研究人员总结出高扶壁式挡土墙设计计算的几点原则：趾板可简化为悬臂梁，悬臂梁端部为墙面板和踵板的交界处；踵板可简化成计算模型：三边固端、一边为自由端的连续板，连续板的固端为挡土墙的扶壁，踵板和墙面板的链接方式为铰接；对扶壁进行计算时，可以将扶壁简化为悬臂梁，该悬臂梁为竖向且截面为 T 型；墙面板的简化模型为：墙面板简化为三边固定，一边自由的连续板。
通过实际项目和理论研究表明，高扶壁式挡土墙在理论和实践中是可行的。采用朗肯或库仑土压力计算理论和国家现行的极限状态设计理论，在工程实践中采用高扶壁式挡土墙能解决施工场地受限、施工工艺繁琐和工期紧等问题。
高扶壁式挡土墙在扶壁的存在致使扶壁与扶壁间的回填土之间存在摩擦力，使得回填土体内形成 “土拱效应”。“土拱效应”使作用在挡土墙墙面板上的主动土压力减小，从而墙面板的配筋量减小，且随着扶壁间距的减小，配筋量减小的越多。
高扶壁式挡土墙墙面板倾角的存在使得作用在挡土墙上的土压力减小，且作用在挡土墙上的主动土压力随着墙面板倾角的增大而减小；底板逆坡有利于挡土墙的稳定性的提高，挡土墙抗倾覆稳定性系数和抗滑移稳定性系数随着底板逆坡角度的增大而增加，但逆坡角度不能无限增大，因为其受地基土抗剪强度的限制；趾板宽度设计不同对抗倾覆稳定性有较大的影响；而踵板宽度对抗滑移稳定性有较大的影响。具体来说，抗倾覆稳定性系数随着趾板宽度的增加而增大，抗倾覆稳定性系数随着趾板宽度的增加而增大；抗滑移稳定性系数随着趾板板宽度的增加而增大，抗滑移稳定性系数随着踵板宽度的增加而增大；而基底压应力随着挡土墙底板宽度的增加而减小。
高扶壁式挡土墙的设计一般随着实际工程中出现的问题，研究人员通过不断改进提出新的方法、适应新的情况而改进的，也使得高扶壁式挡土墙的使用范围越来越广泛。
结束语
本文对高扶壁式挡土墙的特点进行了介绍，对其设计方法及其中存在的问题进行了分析，对其应用进行了探讨。扶壁式挡土墙是一种可以在复杂地理地势环境中使用的、可以有效提高土地利用率、增加土地利用面积的施工方式，此外，由于它能有效地减少土石方数量，节约用地，稳定边坡，收回路堤坡脚的作用，且具有构造简单、施工简便、墙身断面较小、自重小、受力性能好、基底应力相对小、经济适用等优点，受到施工设计人员的青睐。经过近几年的发展和完善，其适用范围越来越广，目前已被广泛地应用于较高的路段填方等复杂山区地段施工中，如在路堤支挡加固工程中的使用等。
参考文献：
[1]张扬：挡土墙设计之探讨[J]，山西建筑，2004（11）；
[2]焦峰：扶壁式挡土墙结构的最优设计[J]，兰州理工大学（兰州），2004；
[3]李剑兰：扶壁式挡土墙设计[J]，广东科技，2008（S1）；
[4]宣卫红：扶壁式挡土墙的计算原理与设计实例[J]，江苏建筑，1997（2）；
[5]任庚：高扶壁式擋土墙设计及应用研究[D]，中国地质大学（北京），2013。
关键词：高扶壁式挡土墙；设计；应用
引言
近几年来，由于经济的发展，基础设施建设越来越多，同时也向偏远地区和山区延伸，因此要在地形起伏较大的山地上进行建设和施工的工程项目越来越多。施工人员很多时候需要在地形不平坦的场地进行大量的工程项目建设，为满足这些地区的建筑条件，同时尽量减少资源的浪费和资金的浪费、增加可利用土地的面积，设计人员经过反复实验和理论探究，认为使用扶壁式土墙是一个可行的方案。多数情况下，这些边坡区域建筑难度大、可利用的各项资源十分有限，而且坡顶往往要建设或其他厂区的必要设施，这时如果采取自然放坡的方式会增加边坡的占地面积，从而减少了厂区的有效可利用土地资源，为增加土地使用率，就需要对边坡进行支护。边坡支护的最终目的是减小边坡所占地面积和增加生产厂区可利用的土地资源，而扶壁式挡土墙就是应运而生的一种建筑形式。
一、高扶壁式挡土墙的特点
扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙，兼具稳定、实用、便于操作等优点，受到设计施工人员青睐，近年来它的设计和使用逐渐增多。扶壁式挡土墙具有众多优点，适用于很多场合，同时便于施工，国家有关技术规范中明确规定，在综合考虑各项因素后，一定高度的填方边坡建议采用扶壁式挡土墙。下面对其特点进行简单介绍：
（1）扶壁式挡土墙可以充分发挥材料力学性能，提高挡土高度。挡土墙材料为钢筋和混凝土，能够充分利用钢筋的抗拉性能和混凝土的抗压性能，综合材料的性能优点充分发挥其作用，从而大大提高了扶壁式挡土墙的挡土高度。
（2）对地基承载力的适应性强。高扶壁式挡土墙的底板宽度可以根据地基承载力的大小适当地进行调整，通过调整底板宽度既能够调整挡土墙底板基底压应力的分布又能够减小基底平均压应力和基底最大压应力值。从而使扶壁式挡土墙能适应较低地基承载力的地质条件。
（3）保护环境，节省大量的石材，适用于缺少石材的地区。扶壁式挡土墙是靠墙后填土来维持其自身稳定性的，与重力式毛石挡土墙相比，能节省大量的石料，减少山体的开采，能够取得较好的环境效益。的施工主要为钢筋混凝土的施工，包括钢筋绑扎、模板架设和混凝土的浇筑工作。钢筋混凝土施工工艺已经相当成熟，且施工质量容易控制，施工速度快。比其它形式的挡土墙施工简单，速度较快捷，受其它因素影响较少。所以很大程度上缩短了建设工程工期。
二、扶壁式挡土墙设计
扶壁式挡土墙目前在我国已经广泛使用，由于其结构简单、施工方便受到设计施工人员的欢迎。传统挡土墙设计采用定值计算法，即用安全系数表示安全程度。但定值设计法存在无法考虑各设计变量的随机性、对安全系数大小的取值本身不当的问题，加之安全系数需要根据工程事故率的高低来不断调整，使得资源的浪费难以避免，甚至有在工程中某些挡土墙设计的安全系数足够、而投入使用后却很快发生了破坏的情况，这种潜在的隐患是以巨大经济、生命损失为代价的，显示出定值计算法的局限性。
由于传统设计方法的种种问题，很多研究人员提出了其他改进算法。支挡结构可靠度理论就是其中之一，它统一了结构可靠度的度量指标，合理地考虑了挡土墙结构设计中存在的随机性，对定值计算法的问题进行了改进，成为挡土墙结构设计理论发展的一个重要方向。
扶壁式挡土墙又叫做有助角式挡土墙，具体设计完成时是以垂直墙身、底板为两直角边、扶壁为斜边的一个直角三角形如下图所示：
挡土墙实际设计应用中通常分为重力式、半重力式、非重力悬臂式和锚固式四类。由上图可见，底板和垂直墙身都被扶壁分隔成一个连续板道，墙身对底板有一定的嵌固作用。底板的前趾部分可当作向上弯曲的悬臂板计算，后踵板承受地面荷载，计算方法和垂直墙身相同。实际工程中，由于后踵板较长，受荷较大，当肋板间距过大时，可在后踵板外边缘加设一道地基梁，将后踵板调整为四边固定板，使得挡土墙各部分截面尺寸适中，受力合理[1]。
结合图一中侧视图的结构，通过参考相关计算手册，确定各个参数。这里涉及到T形悬臂梁计算的内容，根据界面数值和有关材料的重量计算剪力弯矩等相关参数，并经过各种稳定性的计算确保符合要求，如果有不符合要求的根据实际情况加以修改，例如抗滑动性能不满足使用性能需要，就需要加设防滑键。几个主要的稳定性性能计算公式如下：
三 高扶壁式挡土墙设计及应用探讨
经过长期的实践与理论计算，研究人员总结出高扶壁式挡土墙设计计算的几点原则：趾板可简化为悬臂梁，悬臂梁端部为墙面板和踵板的交界处；踵板可简化成计算模型：三边固端、一边为自由端的连续板，连续板的固端为挡土墙的扶壁，踵板和墙面板的链接方式为铰接；对扶壁进行计算时，可以将扶壁简化为悬臂梁，该悬臂梁为竖向且截面为 T 型；墙面板的简化模型为：墙面板简化为三边固定，一边自由的连续板。
通过实际项目和理论研究表明，高扶壁式挡土墙在理论和实践中是可行的。采用朗肯或库仑土压力计算理论和国家现行的极限状态设计理论，在工程实践中采用高扶壁式挡土墙能解决施工场地受限、施工工艺繁琐和工期紧等问题。
高扶壁式挡土墙在扶壁的存在致使扶壁与扶壁间的回填土之间存在摩擦力，使得回填土体内形成 “土拱效应”。“土拱效应”使作用在挡土墙墙面板上的主动土压力减小，从而墙面板的配筋量减小，且随着扶壁间距的减小，配筋量减小的越多。
高扶壁式挡土墙墙面板倾角的存在使得作用在挡土墙上的土压力减小，且作用在挡土墙上的主动土压力随着墙面板倾角的增大而减小；底板逆坡有利于挡土墙的稳定性的提高，挡土墙抗倾覆稳定性系数和抗滑移稳定性系数随着底板逆坡角度的增大而增加，但逆坡角度不能无限增大，因为其受地基土抗剪强度的限制；趾板宽度设计不同对抗倾覆稳定性有较大的影响；而踵板宽度对抗滑移稳定性有较大的影响。具体来说，抗倾覆稳定性系数随着趾板宽度的增加而增大，抗倾覆稳定性系数随着趾板宽度的增加而增大；抗滑移稳定性系数随着趾板板宽度的增加而增大，抗滑移稳定性系数随着踵板宽度的增加而增大；而基底压应力随着挡土墙底板宽度的增加而减小。
高扶壁式挡土墙的设计一般随着实际工程中出现的问题，研究人员通过不断改进提出新的方法、适应新的情况而改进的，也使得高扶壁式挡土墙的使用范围越来越广泛。
结束语
本文对高扶壁式挡土墙的特点进行了介绍，对其设计方法及其中存在的问题进行了分析，对其应用进行了探讨。扶壁式挡土墙是一种可以在复杂地理地势环境中使用的、可以有效提高土地利用率、增加土地利用面积的施工方式，此外，由于它能有效地减少土石方数量，节约用地，稳定边坡，收回路堤坡脚的作用，且具有构造简单、施工简便、墙身断面较小、自重小、受力性能好、基底应力相对小、经济适用等优点，受到施工设计人员的青睐。经过近几年的发展和完善，其适用范围越来越广，目前已被广泛地应用于较高的路段填方等复杂山区地段施工中，如在路堤支挡加固工程中的使用等。
参考文献：
[1]张扬：挡土墙设计之探讨[J]，山西建筑，2004（11）；
[2]焦峰：扶壁式挡土墙结构的最优设计[J]，兰州理工大学（兰州），2004；
[3]李剑兰：扶壁式挡土墙设计[J]，广东科技，2008（S1）；
[4]宣卫红：扶壁式挡土墙的计算原理与设计实例[J]，江苏建筑，1997（2）；
[5]任庚：高扶壁式擋土墙设计及应用研究[D]，中国地质大学（北京），2013。