公路路基挡土墙防护设计与施工方法分析

公路路基挡土墙防护设计与施工方法分析

毛志安

贵州省交通规划勘察设计研究院云南分公司

摘要：公路作为主要的交通运输方式之一，其建设对交通发展和经济繁荣具有重要意义。而在公路的建设过程中，挡土墙作为必不可少的路基防护措施，起到了稳定路堤和路堑边坡的重要作用。挡土墙的设计与施工直接影响着公路的安全性、可靠性和经济性。

关键词：路基挡土墙；支挡设计；施工方法

引言

公路作为重要的基础设施，在建设过程中，路基挡土墙的设计与施工至关重要。挡土墙作为路基的主要结构措施，其稳定及可靠是保障公路是否能够安全运行的重要因素，故挡墙设计与施工方法直接影响着公路的使用状况。在挡墙的设计中一般存在机械套用通用图或模板，缺乏具体工点具体分析，忽视地形地貌地质条件对挡墙设计的影响，设计时对基础资料的调查收集不全、不完善；施工时忽视墙背回填、泄水孔、沉降缝、伸缩缝也是目前路基挡墙出问题的原因。

1.公路路基挡土墙设计

1.1挡土墙类型选择

在公路路基挡土墙的设计中，选择合适的挡土墙类型至关重要。根据具体的地形地貌、地质条件和工程要求，常见的挡土墙类型按结构特点可分为重力式挡土墙、悬臂式/扶臂式挡土墙、锚定式挡土墙、和加筋土挡土墙等。重力式挡土墙是一种以自重为主要抗倾覆力的结构，适用于适用于一般地区、浸水地段和高烈度区的路堤和路堑等支挡工程；重力式挡土墙易于施工且造价相对较低，但对地基承载力要求较高；悬臂式/扶臂式挡土墙结构简单，适用于边坡较高且存在空间限制的情况，在缺少石料，地基承载力较低的填方路段尤为适宜；锚定式挡土墙结构是一种适用于填方的轻型支护结构，构件断面小、结构质量轻、柔性大、工程量省、圬工数量少、构件可预制，主要适用于承载力较低的软弱地基，作路肩墙或路堤墙；加筋土挡土墙一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用；在选择挡土墙类型时，应优先考虑地形地貌对其的制约影响，综合考虑地质条件、工程要求和经济效益等因素。因此，设计师需要根据具体情况进行合理选择，并结合其他工程措施来提高挡土墙支撑支挡能力和防止填土或土体变形失稳，保证路基的强度。

1.2土体力学参数及地质条件的考虑

在设计公路路基挡土墙时，必须充分考虑土体的力学参数，包括土体的内摩擦角、黏聚力和土体容重等参数。这些参数直接影响挡土墙的稳定性和承载能力。通过对土体的力学特性进行准确的认识和测定，设计人员可以选择合适的挡土墙类型、确定墙体倾倒角度、计算土压力大小以及优化结构设计。此外，在考虑土体力学参数时，还需综合考虑土体的渗透性、变形特性和抗冲刷性等因素。对土压力参数调查是不仅要对挡墙基础进行分析，还应对回填料的土力学性质有充分的认识，二者缺一不可，同样重要。对地形地貌、地质水文条件等地质情况也需调查清楚，特别是地下水，裂隙水等对挡墙的稳定性影响大。只有通过细致的土体力学参数分析、清楚地质情况，设计人员能够科学地评估土体对挡土墙的影响，确保挡土墙在各种外部作用下具有良好的稳定性和安全性。

1.3结构材料选择

选择适合的结构材料对公路路基挡土墙的设计与建造至关重要，常见的结构材料包括片石、混凝土、钢筋混凝土、钢材等。片石在有石料的地区重力式挡土墙可采用浆砌片石、块石。混凝土是一种常用的挡土墙材料，具有良好的耐久性和抗腐蚀性，适用于一般公路挡土墙工程。钢筋混凝土结构在混凝土内配钢筋，提高其受力能力，适用于承受较大荷载或抗倾覆要求较高的挡土墙。钢材结构轻巧、施工方便，对较高挡土墙尤为适用。同时，还可以考虑使用土工布、锚索/锚杆等辅助材料来增强挡土墙的稳定性。墙后填料应才用透水性好的材料也不应该忽略。在选择结构材料时，需综合考虑工程要求、经济成本和材料特性，确保挡土墙结构稳定可靠。

1.4设计原则与方法

合理选址：选择适用的挡土墙类型和位置，考虑地形地貌和地质条件；平面布置时需注意当墙身位于圆曲线段落时，受力情况与平行路基的直线挡土墙不同，受力后沿墙延长切线方向产生张力，容易出现竖向裂缝，宜减小分段长度，或考虑其他措施。纵断面布置按地基及地形情况进行分段，确定沉降缝及伸缩缝的位置。

结构合理性：设计符合工程规范和土体力学要求的结构形式，并保证稳定性和安全性。考虑周围环境因素：综合考虑降雨、地震等环境因素对挡土墙的影响，确保结构稳定。施工可行性：设计考虑施工过程中的方便性和工程实际情况，提高施工效率。经济性与可持续性：在满足安全性的前提下，尽可能减少材料和人力成本，并考虑结构的可持续性问题。并考虑挡土墙的排水措施，挡土墙排水的目的在于疏干墙后土体和防止地表水下渗后积水，常用的排水措施通常由地面排水和墙身排水两部分组成。水对挡墙的稳定形影响较大应得到充分重视。遵循这些设计原则和方法可以确保公路路基挡土墙的设计与施工达到预期效果，保障道路的安全和可靠性。

2.公路路基挡土墙施工

2.1施工前准备工作

 (1)测量放样，恢复路基中线，精确测定挡上墙基座主轴线和起讫点两端的衔接是否顺适。一般在直线段20m设一桩， 曲线段10m设一桩，并可根据地形需要适当加桩。

(2)按施工放样的实际需要增补横断面桩，测量中桩和挡土墙各点的地面标高，并设置施工水准点。

(3)熟悉设计文件，会同设计单位进行现场核对。根据核对的工程量、工地特点、工期要求及施工条件，结合自己的设备能力，做出实施性施工组织设计，包括施工方法、工程数量、开工及完工日期、需要劳力、机械设备、材料数量以及其他临时工程和场地布置等，以便全面落实。

(4)在受地面积水和地下水影响的土质不良地段，应切实做好场地排水设施。外购及自采材料在采集前，先应通过试验鉴定，合格后方可进场。提前做好砂浆配合比及墙背填料的击实试验。

2.2施工工艺流程

挡土墙的施工主要主要过程:①基槽挖土方。在施工过程中，应根据实际需要设置排水沟及集水坑进行施工排水，保证工作面干燥以及基底不被水浸。②地基处理。当挖基发现有淤泥层或软土层时，需进行换土处理，报请监理工程师及业主批准后才能进行施工。③现浇基础。按挡土墙分段长，整段进行一次性浇灌，在清理好的垫层表面测量放线，立模浇灌。④现浇墙身。⑤伸缩缝、沉降缝及泄水孔的处理，伸缩缝、沉降缝应根据地质和墙高等调整。⑥墙背回填透水性材料及夯实路基填料。

2.3质量控制与保证

施工技术要求：严格按照设计图纸和技术规范执行施工工艺和要求，注重地质条件的确认和辨别。材料质量控制：材料进行检验，确保符合规定的标准。施工质量检查：定期组织施工质量检查，确保施工过程符合规范要求。建立质量档案：完整记录施工过程和检测数据，建立质量档案，便于追溯和评估。工序之间衔接结合完整连续，不缺少漏项特别是墙背回填透水材料，己泄水孔及沉降缝、收缩缝的合理设置。通过以上质量控制与保证措施，可以有效提升挡土墙的质量和可靠性，确保施工结果符合设计要求，从而保障公路路基挡土墙的使用安全和可持续性。

结束语

公路路基挡土墙的设计与施工是确保道路安全的重要环节。通过本文对挡土墙的防护设计与施工方法进行分析，设计和施工过程中对地质知识应有基础性的认识，无论设计人员或施工者都应该了解地质情况，采取针对性的措施设计和施工，确保挡墙的稳定性。设计和施工间统一协调，一般墙背回填、泄水孔、沉降缝、收缩缝的设置在施工阶段是容易忽视的环节，应引起注意。在未来的工作中，还需进一步认识工程地质和水文地质对挡墙的作用，提高设计施工，以提升公路路基挡土墙的整体安全效益和社会效益。

参考文献

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