边墙不等高U形槽结构设计应用研究
王亚坤，孙爱斌，张国祥，梅振宙
（中国铁路设计集团有限公司，天津 300308）
摘要：针对公路及市政道路下穿铁路工程中，因地形不对称导致的U形槽结构两侧水土压力差异大、易发生侧向滑移等关键技术难题，提出一种能够适应非对称地形、兼具安全性与经济型的新型边墙不等高U形槽结构。研究采用理论分析、结构设计与工程实例验证相结合的方法，系统阐述了该U形槽结构。该结构通过适应性地形的不等高边墙设计，显著减少低侧回填土方量，从源头上缓解了非对称荷载问题。其核心创新在于集成立体排水系统与底板凸隼抗滑结构，形成“排水减压+主动抗滑”的协同受力体系；立体排水系统由纵向、竖向透水管与横向不透水管组成，可有效降低墙后地下水位，削减静水压力；底板凸隼则通过调动地基被动土压力，提供可靠的水平抗滑力，确保结构整体稳定。研究明确了该新型结构的构造设计、排水机理、水土压力非对称分布特征、在非对称荷载下的边墙及底板的受力模式、内力分析方法以及关键的施工技术，并建立了包含基底摩擦力与凸隼抗力的抗滑稳定性验算公式。研究结果通过某市主干路下穿沪昆铁路工程实例得到验证：应用该结构后，取消了大量回填土，边墙最大厚度减至0.8m，混凝土用量节省18%，长期监测表明结构变形可控，墙后地下水位始终控制在排水管高程以下，排水效果显著，实测结果与理论吻合良好。理论分析与工程实践表明，该边墙不等高U形槽能够有效解决非对称地形下的受力平衡难题，在保证结构安全稳定的前提下，可节约工程投资15%～25%。该结构不仅具有良好的经济效益，还能较少土方开挖与征地、提升结构与地形的协调性与整体美观性，在铁路、公路及市政道路下穿立交工程中具有广阔的推广应用价值。
关键词：U形槽结构；不等高边墙；立体排水系统；抗滑设计；水土压力；非对称地形
中图分类号：U213.1;TU476.4 献标识码:A DOI: 10.13238/j.issn.1004-2954. 202512260004