路基防护工程挡土墙浅谈

摘要：本文通过对路基防护工程挡土墙浅显的介绍，希望可以使读者对挡土墙设计知识，构造要求有一定的认识，并对在路基防护中应用挡土墙的重要性有一定的理解。

关键词： 挡土墙 路基 防护工程

中图分类号：U213 文献标识码： A

正文：

一、挡土墙的概述

挡土墙（简称挡墙）是支挡路基填土或山坡坡体的墙式结构物。它是支挡土体而承受其侧压力的墙体。它具有阻挡墙后土体下滑，保护路基和收缩坡脚等功能。在路基工程中，挡土墙用来克服地形或地物的限制和干扰，减少土石方、拆迁和占地数量，防止填土挤压河床和水流冲陶岸边，整治坡体下滑等病害。

主要适用范围有：

（1）路堑开挖深度较大，山坡陡峻，用以降低边坡高度，减少山坡开挖，避免破坏山体平衡。

（2）地质条件不良，用以支挡可能坍滑的山坡土体或破碎岩层。

（3）为了避免与其它建筑物（如房屋、铁路、水渠等）干扰或防止多占农田。

（4）为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷。

（5）防止陡坡路堤下滑。

（6）路堤填筑高度较大或是陡坡路堤，为减少土石方、拆迁和占地数量，必须约束坡脚

二、挡土墙的种类

挡土墙类型多式多样，分类方式也很多，按其作用性质不同分可分为：路肩墙、路堤墙、路堑墙、山坡墙、隧道及明洞口挡土墙、桥梁两端挡墙等；按其结构性质不同可分为：重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙、其它挡土墙（柱板式挡土墙、桩板式挡土墙、垛式挡土墙）等[1]下面着重介绍几种常见的挡土墙

1、重力式挡土墙

重力式挡土墙一般由块石或混凝土材料砌筑。重力式挡土墙是靠墙身自重保证墙身稳定的，因此，墙身截面较大，适用于小型工程，通常墙高小于8米，但结构简单，施工方便，能就地取材，因此广泛应用于实际工程中。

重力式挡土墙可分为三类：普通形式的重力式挡墙、衡重式挡土墙与无衡重台的折线形墙背形式重力挡土墙[2]。在这三类挡土墙形式中，衡重式挡土墙由于具有衡重台的这一结构的存在，改善了挡土墙墙体的承受力的性能，增强了挡土墙的抗倾覆能力和抗滑移能力，而使其在土工建筑物中的运用范围更加广泛。

2、薄壁式挡土墙

薄壁式挡土墙一种钢筋混凝土构成的结构形式，通常有扶壁式和悬臂式两种不同的结构型式。

2.1悬臂式挡土墙

悬臂式挡土墙通过地板与立壁组合构成，其拥有三个悬臂，即踵板、趾板和立壁。当地基土质较差或缺少石料而墙又较高时，通常采用悬臂式挡土墙，一般设计成L型，由钢筋混凝土建造，墙的稳定性主要依靠墙踵悬臂以上土重来维持。墙体内设置钢筋以承受拉应力，故墙身截面较小。

2.2扶壁式挡土墙

当悬臂式挡土墙的墙身比较高时，可通过沿墙长方向一定距离安置肋板，使其将立壁板与踵板连接起来，从而形成另一种挡土墙形式，即扶壁式挡土墙。适用于缺乏石料的地区或地基承载力较差的地段。当墙高较高时，比悬臂式挡土墙更为经济。

3、锚定板及锚杆式挡土墙

锚定式挡土墙由于其结构特殊，通常包括锚定板式挡土墙和锚杆式挡土墙两种类型。锚定式挡土墙由墙面系、拉杆、锚定板和填土共同组成。通过挡土板和预制好的钢筋混凝土立柱共同构成挡土墙墙面，挡土墙墙面与处于水平或倾斜的钢锚杆结合成整体共同起到支挡土体的作用，其主要是依靠埋置在岩土中的锚杆的具有的抗拉力拉住立杆从而保证土体稳定[3]

与重力式挡土墙相比，具有结构轻、柔性大、工程量少、造价低、施工方便等优点，特别适合用于地基承载力不大的地区。设计时，为了维持锚定板挡土墙结构的内力平衡，必须保证锚定板结构周围的整体稳定和土的摩阻力大于由土自重和荷载产生的土压力。

4、加筋土挡土墙

加筋式挡土墙的组成分为墙后填土、墙后填土中的拉筋条和墙面板三部分。加筋式挡土墙是通过墙后填土与填土中拉筋间的摩擦力的作用把土对挡土墙的侧向压力削减，然后传递到土体中起到稳定土体的作用。从结构形式上属于一种柔性结构，对于地基变形情况适应性较大，又是重力式结构，可承受荷载的冲击、振动作用。适用于缺乏石料的地区和大型填方工程。但在选用的同时，需考虑挡土墙挡板后填土的渗水稳定性与地基发生变形对其的不利影响。

5、土钉墙

土钉墙是有面板、土钉与边坡相互作用形成的支挡结构。它适用于一般地区土质及破碎软岩质地段，也可置于桩板挡土墙之间支挡岩土以保证边坡稳定。

土钉墙面层为喷射混凝土中间夹钢筋网，土钉要和面板有效连接，外端设钢垫板或加强钢筋通过螺丝端杆锚具或焊接进行连接。

三、挡土墙上的力系

分析与确定作用于挡土墙上的力系是挡土墙设计的关键，其中最主要的是确定所受土压力情况。作用在挡土墙上的由各种力形成的力系，按其对于挡土墙不同的作用性质可将它们分为主要力系、附加力和特殊力[4]。

3.1.主要力系：是指平常时间段经常作用于挡土墙上的各式各样的力。

（1）挡土墙的自身重量G；

（2）挡土墙墙背上承受的由填料和活荷载所引起的侧向力；

（3）挡土墙墙顶上或墙背与第二破裂面之间的有效荷重；

（4）基地的法向反力N及摩擦力T；

3.2.附加力系：指在平常一般情况下不发生，而是偶然时候发生的或发生概率很小的力：

（1）冻胀压力与冻压力；

（2）温度变化引起的力。

3.3.特殊力：指暂时的或属于灾害性的，发生概率极小的力：

（1）由地震活动所引起的地震力

（2）临时施加的荷载、施工荷载、水流漂浮物对挡墙产生的撞击力等。 在一般地区，对挡土墙进行设计时仅需考虑主要力系的作用，在浸水区还应该考虑附加力，而在地震区还应考虑地震作用对挡土墙的影响。各种力的取舍，应根据挡土墙所处的位置的外界条件确定，按照各种力系的最不利的组合作为设计的依据[5]

四、墙后回填土的影响

根据土压力理论分析可知，不同的土质对应的土压力是不同的。挡土墙设计中希望土压力越小越好，这样可以减小墙的断面，节省土石方量，从而降低造价。

4.1回填土的选取

（1）理想的回填土。卵石、砾砂、粗砂、中砂的内摩擦角较大，主动土压力系数小，则作用在挡土墙上的土压力就小，从而节省工程量，保持稳定性。因此上述粗颗粒土为挡土墙后理想的回填土。

（2）可用的回填土。细砂、粉砂、含水量接近最佳含水量的的粉土、粉质粘土和低塑性粘土为可用的回填土，如当地无粗颗粒，外运不经济。

（3）不宜采用的回填土。凡软粘土、成块的硬粘土、 膨胀土和耕植土，因性质不稳定，在冬季冰冻时或雨季吸水膨胀将产生额外的土压力，导致墙体外移，甚至失去稳定，故不能用作墙的回填土。

4.2回填施工注意事项

（1）挡墙周边回填土方，应在挡墙强度达到50%-70%以上的情况下施工。

（2）填土前，应清除挡墙表面的乳皮、粉尘及油污等，对表面的外露铁件宜切割，必要时对铁件残余露头需用水泥砂浆覆盖保护。

（3）填筑时，需先将建筑物表面湿润，边涂泥浆、边铺土、边夯实。

（4）土方回填施工从场地最低处开始，自下而上分层铺填，分层压实，严格控制好每层的铺土厚度，回填土不能进入渗水管，要保持渗水管的畅通。

五、小结

公路挡土墙是路基防护工程的重要组成部分。在山区公路中，挡土墙的应用更为广泛。挡土墙设计时，应进行详细地调查、勘测，确定构造物的形式与尺寸，运用合适的理论计算土压力，并进行稳定性和截面强度方面的验算，采取合理、可行的措施，以保证挡土墙的安全性。