项良俊，符滨
（中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东 广州 530023）
摘要：在“一带一路”倡议的大背景下 ，越来越多的国内企业参与海外项目的建设中，欧标作为海外最为通用的设计标准，需要每位从业者深入学习。重力式挡土墙形式简单，施工简便，得到了广泛的应用，以国外某项目挡土墙支护设计项目为研究对象，介绍了挡土墙设计过程中，土压力计算，抗倾覆、抗滑移验算、承载力计算与验算。结果表明，抗倾覆、抗滑移由DA1组合2来控制，而承载力则由DA1组合1来控制。
关键词：重力式挡土墙；欧标；
重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，是目前最为常用的一种挡土形式。在场地地势有高差的工程中，可以起到收缩填土坡脚，减小边坡占地面积，可以大大提高场地的利用率。
随着我国“一带一路”倡议的实施，越来越多的国内设计人员参与到海外项目的建设中，对于大部分海外项目都要求采用国际上使用最为广泛的欧标结合当地标准进行设计。欧标主要设计思想是承载力极限状态设计，对于承载能力极限状态，欧标7分为3种不同的分项系数设计方法。每种设计方法涉及3组不同的分项系数，分别是作用力（组A），岩土材料参数（组M）和抗力（组R）[1,2]。
对于挡土墙设计，对于不同验算内容，三种设计方法存在较大的差异，其控制作用的设计方法不尽相同。欧标设计中主要用利用率来表示设计的安全性，利用率=作用效应S/抗力R，利用率小于＜1时，表明结构验算是满足要求的，当利用率＞1时，表明结构验算不满足要求，需要进行重新确定相关尺寸[3]，对于不同验算项目，起控制作用的设计方法组合是不一样的，这就会带来多次重复计算，如果确定各验算项目起控制作用的设计组合，验算的时候，可以直接选定设计组合，大大减小重复计算的工作量。
本文在介绍欧标中挡土墙的设计流程的基础上结合具体实例予以说明，为类似的项目提供一定的借鉴。
1. 计算方法
重力式挡土墙设计内容主要包括土压力计算、抗倾覆、抗滑移、承载力、偏心距验算及整体稳定验算。欧标主要采用分项系数计算各项计算内容，对于结构及整体稳定验算，主要采用利用率来评价安全系的大小。对于承载力主要采用汉森公式，考虑了深度和基底倾角、地面倾角的修正。稳定计算可以采用极限平衡法，要求正常工况下Fs＞1.5，地震工况下Fs＞1.0。
1.1. 土压力计算方法
土压力计算，欧标仅给出一些原则性的指导，并不指定具体计算方法，附录中给出了常用的Absi理论的主动土压力计算公式，土压力系数可查表获取[4]。
1.2. 结构验算
1.2.1 抗倾覆、抗滑移验算
在考虑结构构件或场地部分的破裂或过大变形极限状态时，应按下列公式进行检验：
（1）
其中：设计作用效应：
（2）
设计抗力：
（3）
其中：Frep--- 作用代表值；
Xk --- 材料特性特征值
γF--- 作用分项系数
γM--- 土参量（材料特性）的分项系数，还考虑了模型不确定性
ad--- 几何数据设计值
其中DA1组合1（C1）与组合2（C2）对应分项系数如下表1所示：
表1 设计方法DA1两种不同组合对应分项系数表
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1.2.2 偏心距验算
，且e≤B/6 （4）
其中：MEK，stb--- 抗力作用代表值；
MEK，dst --- 作用效应代表值；
Vd --- 作用在基底的垂直作用力；
B --- 基础底面宽度；
1.3. 承载力计算方法
承载力验算较为常用的方法是Hanson公式，Hanson公式表达形式较为复杂，但考虑了基底倾斜、地面倾斜因素的影响，Hansen公式的表达式为：
其中:
sc,sq,sγ ---基底形状修正系数，条形基础时，sc=1
dc, dq, dγ ---埋深修正系数，条形基础时，dγ=1
ic , iq, iγ ，gc, gq，gγ , bc, bq, bγ ---基底倾斜修正系数，ic=iq=iγ=1
η ---基底倾角
β ---地表倾角
L、B---基底长度与宽度
d ---基础埋深
γ ,c,φ--- 土体重度（KN/m3），粘聚力（kPa），内摩擦角（°）
NC--- 粘聚力修正系数
Nq--- 基础埋深修正系数
Nγ--- 基础宽度修正系数
3、工程实例
3.1、工程概况
某工程位于平原地区，主要建设集装箱泊位、集装箱堆场及所需的辅助设施。现状场地有一定坡度，整体较为平坦，场地周围有大量民用建筑，场地边界较为受限。为了将场地使用供能最大化，提高场地利用率，场地多处分布高度不同的挡土墙，场地平面图见下图1，选取典型断面A-A进行分析，如图2所示。
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图1 场地平面布置图
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图2 挡土墙典型断面图A-A（单位：mm）
3.2、工程地质条件
工程项目场地地质主要为砂质黏性土（2-2）、（2-3）和火山岩（2-4），典型钻孔如表1所示，物理力学性质指标如表2所示，地震参数[5]如表3所示。
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3.4、计算结果
对于各项验算指标，欧标中是由不同设计组合来复核，根据设计方法DA1中的组合C1和组合C2来进行对比，得到各项验算数据。
1、抗倾覆
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3、承载力特征值
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4、承载力验算
表7 承载力验算结果
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5、稳定计算
采用极限平衡法分析不同工况下整体稳定，在正常工况下，安全系数FOS=8.183，地震工况下，安全系数FOS=5.028，满足设计要求，计算结果如图3、图4所示。
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4、结论
1、挡土墙设计尺寸满足要求，各项验算指标，利用率均小于1，稳定性分析满足。
2、欧标设计是基于极限状态分析，综合考虑各项设计参数的分项系数，包括岩土材料参数、作用效应和抗力。对于不同的验算项目起到控制作用的设计方法与组合不尽相同，本项目抗倾覆、抗滑移、承载力均由DA1组合2来控制。中国标准不考虑分项系数，直接采用总安全系数进行分析，对于同样的工况和边界条件下，通过对比两种标准，欧标更为保守。
参考文献
[1]陈立宏，欧洲岩土工程设计规范Eurocode7简介[J].岩土工程学报,2009(1):135-138.
[2]韩信,中欧(法)岩土工程标准规范体系差异研究[J].铁道工程学报,2011(11):117-121.
[3]郭海强等，中欧重力式挡土墙设计方法差异研究[J].铁道标准设计,2020(12):10-14.
[4]EN1997 Euro code 7:Geotechnical design（欧标1997 岩土设计规范）.
[5] EN1998 Euro code 8:Design of structures for earthquake resistance（欧标1998 结构抗震规范）.