GEO5塞尔维亚某高速公路重力式挡墙设计

使用模块：GEO5重力式挡墙、土质边坡稳定性分析

一、项目背景

       该项目全长74.7km，途径4个中型城市，其中平原微丘区设计速度120km/h，山岭重丘区设计速度100km/h。

       该工点位于9号隧道出口的隧道管理中心平台，平台外侧为了避免挖方边坡过高，沿着外侧边坡设置长度为76m重力式挡墙，挡墙控制段高度6m，单侧模板，开挖时增加临时防护锚杆。

二、场地地质条件

       该工点覆盖层为d-e，第四纪全新世洪积沉积物，主要成分为粉土和砂质粘土，GN-200的挖掘类别为Ⅱ-Ⅲ，天然重度γ=19kN/m3，内聚力c=15kPa，内摩擦角φ=19.1°，压缩模量Mv=10Mpa（100-200kPa）。覆盖层以下为强风化至全风化的古生代石炭纪的变质砂岩和页岩MPs Sk**，天然重度γ=21.9kN/m³，完整岩石材料的单轴抗压强度σ_ci=5MPa，地质强度指数GSI=15，霍克布朗岩石参数mi=9，扰动因子D=0.5，以及中风化到强风化的MPs Sk*，天然重度γ=24.5kN/m³，完整岩石材料的单轴抗压强度σci=25MPa，地质强度指数GSI=35，霍克布朗岩石参数mi=12，扰动因子D=0.5，GN-200挖掘类别为Ⅳ-Ⅵ。该工点根据EN1998-1的场地类别分类为B类，S=1.2，根据地勘提供的资料，水平地震力系数kh=0.09。

三、设计方案

       根据塞尔维亚欧标国家附录，该重力式挡墙设计采用规范为欧洲标准Euro Code7，DA2。该边坡稳定性分析及临时边坡支护设计采用Euro Code7，DA3。采用欧标C30/37混凝土，混凝土耐久性指标为VⅡ、M100，钢筋型号为B500。

       根据与地勘工程师及结构工程师的沟通，将采用GEO5对挡墙及临时边坡进行静态计算，其中霍克布朗破坏准则参数转换为摩尔库伦参数进行计算。根据计算确定结构尺寸及临时边坡防护如图。重力式挡墙设计过程中，持久工况墙前抗力取1/2被动土压力+1/2静止土压力，地震工况墙前抗力为被动土压力，主要考虑到结构前地面应有部分荷载为有利作用，取消该部分荷载的考虑而增加墙前的土压力，同时欧标EN1997-1DA2对于不利作用会进行参数调整，见下图滑移倾覆系数，故认为算得的滑移倾覆利用率满足工程需求。对于地基承载力，采用欧标EN1997-1附录D进行计算，其计算原理为太沙基理论，算得的地基承载力特征值略大于1000kPa。墙趾处每5m（一板挡土墙）应配26根L型钢筋，钢筋直径为32mm，以及若干构造钢筋，初步设计对于钢筋数量合理预估。

       根据EN1990-1中，短暂工况是指比结构设计使用寿命短的多的时间段内有较高的发生几率的相关设计状况，例如施工与修复阶段，故临时边坡开挖采用短暂工况进行计算。不同于国内安全系数法，欧标EN1997-1DA3对于短暂工况对于不利永久作用及土壤参数进行了折减，提供了一定的安全预留，并且地勘提供的参数根据塞尔维亚规范也进行了保守处理，所以临时工况最终边坡计算利用率99.6%符合工程实际需求。

四、总结

       该项目为海外公路项目，总体设计不复杂，但勘察资料、依据规范均不同于国内，上手并不容易。

       GEO5岩土设计软件内置欧标规范，方便工程师直接使用，同时提高了跟国外工程师的沟通效率，为项目的顺利实施奠定了坚实基础。