山區(qū)公路擋土墻設計淺析

1、山區(qū)公路擋土墻設計淺析 簡介： 擋土墻是公路工程中廣泛采用的一種構造物，特別在山區(qū)公路中，應用更為廣泛。本文主要介紹采用容許應力法進行擋土墻設計的情況，分析山區(qū)公路擋土墻設計中的重點問題，并提出了較為合理可行的建議與措施。關鍵字：山區(qū)公路 擋土墻設計 土壓力 庫倫理論 穩(wěn)定 1前言公路擋土墻是用來支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種構造物。在路基工程中，擋土墻可用以穩(wěn)定路堤和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積，防止水流沖刷路基，并經(jīng)常用于整治坍方、滑坡等路基病害。擋土墻的形式多種多樣，按其結構特點，可分為：石砌重力式、石砌衡重式、加筋土輕型式、砼半重力式、鋼筋砼懸臂式和扶壁式

2、、柱板式、錨桿式、錨定板式及垛式等類型；按其中路基橫斷面上的位置，又可分：路肩墻、路堤墻及路塹墻；按所處的環(huán)境條件，又可分為：一般地區(qū)擋墻、浸水地區(qū)擋土墻及地震地區(qū)擋土墻?？紤]擋土墻設計方案時，應與其他工程方案進行技術經(jīng)濟比較，分析其技術的可行性、可靠性及經(jīng)濟的合理性，然后才確定設計方案，并根據(jù)實際情況進行擋土墻的選型。在山區(qū)公路中，由于地形條件更為復雜，地勢更為陡峭，因此，擋土墻的應用更為廣泛。近幾年來，筆者參加了二十多段、共三百多公里的山區(qū)公路（二、三級）的設計，主要負責路基防護工程，特別是擋土墻的設計，對山區(qū)公路擋土墻的設計積累了一定的經(jīng)驗與體會，在此提出，僅供同類工程設計時參考。2擋土

3、墻設計的基礎資料及設計參數(shù)2.1基礎資料擋土墻設計時，必須具備以下資料：路線平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖，地質(zhì)資料（包括工程地質(zhì)勘察報告、工程物探報告），地震勘探報告，水文資料，總體設計資料及構造物一覽表等。2.2設計參數(shù)的選取2.2.1 墻背填料的物理力學性質(zhì) 對于山嶺重丘二、三級公路的擋土墻設計，當缺乏試驗數(shù)據(jù)時，填料的計算內(nèi)摩擦角及容重可參照表1及表2選用：表1 填料內(nèi)摩擦角參考值土的種類塊石大卵石、碎石類土小卵石、礫石、粗砂、石屑中、細砂、砂質(zhì)土粉砂粘土內(nèi)摩擦角（）454035302614-21表2 填料標準容重土的種類礫石、碎石、礫質(zhì)土砂、砂質(zhì)土粉土、粘性土（lb/6時，基底出現(xiàn)拉應力

4、，考慮到一般情況下地基與基礎間不能承受拉力，故不計拉力而按應力重分布計算基底最大拉應力：1=2（w+ey）/ 3zn若出現(xiàn)負偏心，則上式的zn改為（b-zn）。5.4 墻身截面強度驗算通常選取一、兩個截面進行驗算。驗算截面可選在基礎底面、1/2墻高處或上下墻交界處等。墻身截面強度驗算包括法向應力和剪應力的驗算。剪應力包括水平剪應力和斜剪應力兩種，重力式擋土墻只驗算水平剪應力，而衡重式擋土墻還需進行斜截面剪應力的驗算。6 采取措施完成了擋土墻截面設計及穩(wěn)定、強度驗算之后，必須采取必要的措施，以保證擋土墻的安全性。6.1 基礎加固措施6.1.1 為減少基底壓應力，增加抗傾覆的穩(wěn)定性，在墻趾處伸出一

5、臺階，以拓寬基底。墻趾臺階的寬度不小于20cm，臺階高寬比可采用3：2或2：1.6.1.2 地基為軟弱土層時，可用砂礫、碎石、礦渣或灰土等質(zhì)量較好的材料換填，以擴散基底壓應力，滿足設計要求。6.2 排水措施對于漿砌石擋土墻，應在墻前地面以上設置一排泄水孔。墻較高時，可在墻上部加設泄水孔。泄水孔采用1010cm的方孔或圓孔，孔眼間距23米，上下排泄水孔錯開設置。泄水孔進水口應設置反濾材料。6.3 沉降縫與伸縮縫的設置為避免地基不均勻沉降引起墻身開裂，需按墻高和地基性質(zhì)的變異，設置沉降縫，同時，為了減少圬工砌體因收縮硬化和溫度化作用而產(chǎn)生裂縫，需設置伸縮縫。擋土墻的沉降縫和伸縮縫設置在一起，每隔1

6、015m設置一道，縫寬23cm，自墻頂做至基底，縫內(nèi)宜用瀝青麻絮、瀝青竹絨或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料，沿墻的內(nèi)、外、頂三側填塞，填塞深度不小于15cm.6.4 墻頂與路面的銜接當墻頂寬大于土路肩寬度時，擋土墻侵入土路肩部分應預留出相當于路面結構厚度部分以鋪筑路面。6.5 車輛安全行駛保障措施對于路肩墻，其墻頂面以下50cm采用c20砼澆筑，并預埋鋼筋，在其上設置防撞欄或防撞墻。7 材料要求7.1 石料須經(jīng)過挑選，質(zhì)地均勻，無裂縫，不易風化。7.2 石料的抗壓強度應不低于30mpa.7.3 盡量采用較大的石料砌筑，塊石應大致方正，其厚度不小于15cm，寬度和長度相應為厚度的1.52.0倍和

7、1.53.0倍。7.4 采用7.5號砂漿砌筑，10號砂漿勾縫。8 設計體會8.1 設計參數(shù)的選取因用于計算主動土壓力的庫倫理論較適用于砂性土，而對于粘性土的壓力計算會存在一定的誤差，所以對于以粘性土做填料的擋土墻計算，設計參數(shù)如填料的內(nèi)摩擦角等的取值應相對保守。由于庫倫理論是一種簡化的土壓力計算方法，所以對于以砂性土做填料的擋土墻，設計參數(shù)也應根據(jù)實際情況取相對保守值。8.2 安全系數(shù)的選取對墻高6m的擋土墻，實際設計時建議將安全系數(shù)提高20%，以保證其安全性。8.3 墻面坡的選取出于美觀和施工方便的考慮，一段擋土墻通常都采用一個墻面坡。對于山區(qū)公路擋土墻，采用較陡的墻面坡，可有效減小墻高，節(jié)

8、省材料。一般情況下，重力式擋土墻（俯傾式）、衡重式擋土墻墻面坡取1：0.05，仰斜式擋土墻的墻面坡取1：0.25，均能滿足設計要求。8.4 墻背坡的選取仰斜式擋土墻的墻背坡一般不超過1：0.3，具體結合開挖的臨時邊坡選取。俯斜式擋土墻的墻背坡一般取1：0.2，隨著墻高增加，墻頂寬度相應增大。對于衡重式路肩擋土墻，當墻高8m時，上墻背坡取1：0.25，墻高8m而10m時，上墻背坡取1：0.3；下墻背坡取1：0.25.若為路堤墻，則上墻背坡應相應加大。8.5 設計控制重點對于俯斜式擋土墻，由于所受土壓力較大，所以設計時應注意其穩(wěn)定和抗傾覆的驗算。對于衡重式擋土墻，一般較容易滿足穩(wěn)定要求，墻身斷面的強度成為擋土墻設計中主要的控制指標，所以一定要采用高強度的材料砌筑。9 結束語公路擋土墻是路基防護工