公路重力式挡土墙设计要点分析

公路重力式挡土墙设计要点分析

符浩

四川省林业和草原调查规划院 邮编 610000

摘要:对重力式挡土墙稳定性的特性与应用的阐述,对影响该型式挡土墙稳定性的平面布置、断面形状、力学计算、选材方法与构造原理进行了剖析。对同类项目也有相当的借鉴意义。

关键词:重力式挡土墙;设计；构造；选材

引言

重力式挡土墙作为岩土施工中最常用的挡土构件,被广泛应用于公路工程。随着社会经济效益的提高和建筑技术的发展,新型的挡土墙结构也不断地被运用到各类工程中。但是,在公路桥涵施工中常常采用的重力式挡土墙稳定性良好,因其形式简洁、施工技术简单和适应性强等特点获得了施工人员的广泛认可。在复杂的地形地质条件下,重力式挡土墙仍可稳定起到支承作用。设计工作中的几个关键点仍有待进一步分析与注意。

1.重力式挡土墙的作用

重力式挡土墙,是指防止土体坍塌或截断土坡延伸的构筑物。重力式挡土墙在公路工程,特别是在山岭道路设计中非常常用,其在公路工程中的功能主要表现在这几个方面：一是防止公路边坡坍塌，二是在地面横坡较陡区域采用，以保证路基稳定，并减少占地及保护环境，三是防止填方侵占河道和水流冲击岸坡，四是整治滑坡等病害。

2.重力式挡土墙概述

2.1重力式挡土墙的类型

重力挡土墙可以通过自身的重力来维持土压力作用下的自身稳定,以保持路基的稳定性。根据墙背形状可分为直墙背挡土墙、俯斜挡土墙、仰斜挡土墙、台阶式挡土墙。

2.2重力式挡土墙的特点

相比其他形式的挡土墙，重力式挡土墙的断面形状比较简单,墙体材料易于获得,施工工艺也较为简单。

2.3重力式挡土墙的应用条件

重力式挡土墙施工适应性较强,可作为道路工程中的路肩墙、路堤墙、路堑墙。在石料充足的地区修路时,可以就地取材,形式简单且施工方便。

3.挡墙设计

3.1挡墙布置

在地面横坡较陡或沿河路基的情况下，可在道路的路肩设置路肩墙，以保证路基的稳定性；在陡坎路堤下部，为保证路基稳定性，防止填方边坡下滑可设置路堤墙；在路基边坡稳定性较差的情况下，可设置路堑墙以防止边坡坍塌。

3.2挡墙截面类型

直墙背挡土墙墙背是垂直的，墙背垂直的挡土墙计算的总土压力可以忽略墙背与填土间的摩擦角所产生的竖直土压力，而认为总土压力是水平作用在挡土墙背上，此种情况土压力计算较简便，施工较方便，一般比较经济，对于高度较低或重要性较小的挡土墙尽量选用直墙背。

俯斜挡土墙墙背是俯斜的，即墙背在垂直状态下绕墙背顶点做逆时针旋转所形成斜墙背，这种斜墙背上覆盖着墙后填土，所计算的总土压力较大，在同样条件下，耗费材料较多，一般用于地面横坡陡峻时，借垂直的墙面，来减小挡土墙高度。

仰斜式挡土墙墙背是仰斜的，即墙背在垂直状态下绕墙背顶点做顺时针旋转所形成斜墙背，墙后填土位于斜墙背之下，经受力分析计算土压力较小，且墙身断面比较经济，常用于公路路基、堤防边坡、填方渠道边坡上。

台阶式挡土墙墙背是台阶形的，挡土墙墙身宽度由上而下逐渐扩大，其中工程中常见的为衡重式，因其受力特性，常用于地形陡峻处的路肩墙^[1]。

3.3挡墙力学计算

重力式挡墙的力学算法,通常包括了抗滑稳定性计算、抗倾覆稳定性计算、基础承载力计算等。在挡土墙稳定性的力学算法中,对主动土压力使用库仑算法(也可采用朗肯土压力算法,计算结果表明二个算法的结论一致)。必须根据规范并结合地质条件,选择合适的土力学参数并进行试验,其中合理选择参数非常重要。

3.4挡墙选材

挡土墙的主要使用的材料多为浆砌片块石、也可选用片石混凝土或混凝土等，与砖石结合材料比较,其有着良好的整体稳定性和突出的耐久性优势。在浸水挡土墙地区，应选用片石混凝土或混凝土浇筑。

4.布置原则

4.1横向布置

根据道路等级、地质情况结合土力学计算等选定挡土墙的基本形式,拟定断面尺寸。确定墙背填料类型,并绘制挡土墙施工的代表性剖面图。

4.2纵向布置

确定挡土墙的起止点和墙长，并确定挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式；按基础及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置；布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。

4.3平面布置

对于个别复杂的挡土墙，如较高的、长的沿河挡土墙和曲线路段的挡土墙,除了横向和纵向的布置以外,还应作平面布置。绘制平面图,可标明挡土墙施工的平面位置和路线、周围的地貌特点等。

5.结论

挡土墙作为公路施工中最常用的基础结构,是维护路基稳定的重要构件。同时,因为挡土墙稳定性的总体设计工作具有很大的灵活性,在设计者们缺乏经验的情况下,这种灵活性也就变成了不确定性,给设计者们带来了麻烦。因此对于我国公路上重力型挡土墙施工稳定性试验的总体设计,就需要事先对挡土墙施工稳定性的横向、纵向和断面布置、选型、尺寸和材料选用等方面作出比较系统的分析,以确保了该类挡土墙施工的稳定性工程的总体性。

【参考文献】

［1］薛殿基，冯仲林等编.挡土墙设计实用手册.北京:中国建筑工业出版社，2008