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【摘 要】介绍了挡土墙的类型及适用条件，结合工程经验，分析了不同挡土墙施工设计、选择要点，供同行参考。
【关键词】重力式挡土墙；悬臂式挡土墙；扶壁式挡土墙
Retaining walls of the type and design elements
Zhang He
(Xinjiang Electric Power Design Institute Xinjiang Urumqi 830002)
【Abstract】Describes the type of retaining wall and applicable conditions, combined with engineering experience, analysis of the different construction of retaining wall design, select the points for the peer reference.
【Key words】Gravity retaining wall;Cantilever retaining wall;Wall bulkhead
1. 挡土墙的分类
挡土墙按其结构特点，可分为重力式挡土墙，悬臂式挡土墙，扶臂式挡土墙等类型。
1.1 重力式挡土墙。
重力式挡土墙靠自身重力平衡土体，一般型式简单、施工方便、圬工量大，对基础要求也较高。依据墙背型式不同，其种类有普通重力式挡墙、不带衡重台的折线墙背式重力挡墙和衡重式挡墙。
衡重式挡墙 属重力式挡墙；衡重台上填土使得墙身重心后移，增加了墙身的稳定性；墙胸很陡，下墙背仰斜，可以减小墙的高度和土方开挖；但基底面积较小，对地基要求较高。
1.2 锚定式挡土墙。
锚定式挡土墙属于轻型挡土墙，通常包括锚杆式和锚定板式两种。
锚杆式挡墙主要由预制的钢筋混凝土立柱和挡土板构成墙面、与水平或倾斜的钢锚杆联合作用支挡土体，主要是靠埋置岩土中的锚杆的抗拉力拉住立柱保证土体稳定的。
锚定板式则将锚杆换为拉杆，在其土中的末端连上锚定板。它不适于路堑，路堤施工容易实现。
1.3 薄壁式挡墙。
薄壁式挡土墙是钢筋混凝土结构，包括悬臂式和扶壁式两种主要型式。悬臂式挡土墙由立壁和底板组成，有三个悬臂，即立壁、趾板和踵板。当墙身较高时，可沿墙长一定距离立肋板（即扶壁）联结立壁板与踵板，从而形成扶壁式挡墙；老路加固时，考虑扶壁难以在踵板侧做，也可考虑将其做在趾板侧，同样可以发挥作用，但须进行设计计算确定。
1.4 加筋土挡土墙。
加筋土挡土墙是由填土、填土中的拉筋条以及墙面板等三部分组成，它是通过填土与拉筋间的摩擦作用把土的侧压力削减到土体中起到稳定土体作用的。
加筋土挡土墙属于柔性结构，对地基变形适应性大，建筑高度也可很大，适用于填土路基；但须考虑其挡板后填土的渗水稳定及地基变形对其的影响，需要通过计算分析选用。
2. 施工特点
2.1 重力式挡土墙设计要求。
重力式挡土墙可根据以下几点初步确定挡土墙截面形式与尺寸：
墙体项宽不宜小于500mm，底宽约为墙高的1/3~1/2，对墙高较小且填土质量好的墙， 初算时底宽可取墙高的1/3 。墙体埋深不小于500mm，墙趾台阶的高宽比可取h:a =2:1，a不得小于20cm，此外基底法向反力的偏心距应满足e≤b/4的条件(为无台阶时的基底宽度)。为增加墙体抗倾覆的稳定眭，墙体在地面以下部分可做成台阶式，挡墙地基纵向坡度大于5 时，基底应做成台阶形。为增加墙底的抗滑移能力，基底可做成逆坡，坡度不宜大于0.1: l， 对岩石地基不宜大于0.2：1。砌筑墙体采用材料可使用砌块石、条石或者素混凝土，块石、 条石的强度等级不低于MU30，混凝土强度不低于C15。为保证墙后土的抗剪强度以及基底的强度，利于墙后积水的排出，在墙身错列布置泄水洞，其直径不小于100mm，外斜坡度为5％，间距为2～3m。当墙后排水量较大或者集中水流处，为减少墙背后水份积聚的不良影响，可适当增密泄水洞，加大泄水洞的尺寸或者增设纵向排水措施，墙身高大的还应在中部设置盲管以利导水。当挡土墙高度大于6m时，稳定性及地基承载力的要求制约了它的使用。对于高度较大的挡土墙，一般选用带钢筋混凝土底板的重力式挡土墙，既能适应较大的高度，又较为经济方便。初估截面尺寸时应尽量使挡土墙的自重远离墙趾，从而达到较好的抗倾覆效果。为解决基底应力大于地基承载力，且分布不均对工程带来的设计难题，建议采用“垫层法”对地基进行换基处理，以人工回填的砂土(中粗砂，含泥量应小于3％，孔隙比E≤0.75，于容重r d ≥l6t/m3) 层置换原有土体作为持力层。经过处理的地基可提高地基稳定性，减少基础沉降量，加速软土地基的固结，提高地基的强度。
2.2 悬臂式、扶臂式挡土墙设计要点。
悬臂式挡土墙由立板与底两部分组成。立板顶端厚度为15cm，以便于浇筑混凝土，底板厚度由计算决定为了便于施工，立板内面为重直面，立板外侧为20：1坡面，底端厚度为 35cm。底板靠立板处的厚度为墙高的1／10。为40cm 底板前后边缘厚度为20cm，底板宽度由稳定计算为2.6 m， 约挡土墙高的0.6倍底板伸出在立板以外的部分，前底板为55cm， 约为底板长度的 0.2。
扶臂式挡土墙墙高不宜超过15m，一般在6～10m左右，分段长度不应超过20m。扶肋间距根据经济性要求确定，一般为1/4～1/2墙高。每段中宜设置三个或三个以上的扶肋，扶肋厚度一般为扶肋间距的1/10～1/4，但不应小于0.3m。采用随高度逐渐向后加厚的变截面，也可采用等厚式以利于施工。墙面板宽度和墙底板厚度与扶肋间距成正比，墙面板顶宽不得小于0.2m，可采用等厚的垂直面板。墙踵板宽一般为墙高的1/4～1/2，且不小于0.5m。墙趾板宽宜为墙高的1/20～1/5，墙底板板端厚度不应小于0.3m。
为了提高扶壁式挡土墙的抗滑能力，墙底板常设里凸榫。通常将凸榫置于通过墙趾与水平面成(45一/2)角线和通过墙踵与水平面成角线的范围内。凸榫高则应根据凸榫前土体的被动土压力能够满足抗滑稳定性要求而定。
3. 不同挡土墙的选用
某山区公路由于地形条件复杂，地面横坡陡，因此，挡土墙在路基设计中具有不可替代的作用。该公路全长88Km。该路地质条件非常复杂，路线有近12Km沿着河道，21k位于斜坡地带。为了节约修建桥梁带来的昂贵费用，沿线大量采用了挡土墙作为路基防护结构。选择合理有效的挡土墙形式地基和处理措施，做到安全、经济、有效、合理是本工程设计中的重点和难点。
悬臂式、扶臂式挡土墙一般用于石料缺乏或地基承载力较低的段落。公路过隧道后，线路沿着河沟谷通过，河谷一级阶地冲洪积体厚5m～l0m，地基承载力200～400KPa，不能满足重力式挡墙承载力稳定要求，因此，对这类型地段，灵活采用了悬臂式、扶臂式挡土墙。作为一种轻型支挡结构，悬臂式、扶臂式挡土墙依靠墙身自重和墙底板以上填土的重力维持挡土墙的稳定，由于其具有厚度小、自重轻、对地基承载力要求低、 经济指标较好等优点，悬臂式挡墙高度一般小于6m，扶臂式挡墙高度一般小于15m。
公路沿线河漫滩一带冲洪积块石土厚8 m～12m，地基承载力低，加之雨季局部会受到洪水冲刷，考虑到挡墙基础冲刷深度的影响和承载力的要求，设计上创新性地运用了桩基承台挡土墙，即挡土墙由桩基、承台、挡墙三部分组成。挡土墙采用衡重式，挡土墙土压力计算与一般的挡土墙一样按库伦土压力第一、第二破裂面进行计算；根据沿线地质条件，桩基断面尺寸和间距根据墙高和地基土承载力综合计算确定，桩间土要求充分碾压、夯实，达到设计要求的承载力。承台埋置土中深度不小于0.5m，桩、承台和块石土作为复合地基， 共同承担上部挡墙荷载。桩和承台材料采用C15片石混凝土，要求桩基嵌入弱风化基岩内不少于0.5m。在挡墙和桩基连接部位设5m长的25mm锚固钢筋，钢筋纵横向间距0.5m，钢筋深入桩基顶面以下2m，穿过承台，伸入挡墙1m，以加强挡墙和桩基的连接。 这样，既满足承载力不足和局部冲刷的问题，又节约了成本。在实践中得到了很好的验证。
4. 结语
挡土墙的设计是一门集地质、岩土、结构和工程经济为一体的综合知识，挡土墙类型的选择和优化设计必须以场地的实际工程地质条件和材料情况为依据，进行多方面的综合考虑，才能做到设计的安全、经济、合理和有效。
参考文献
［1］ 张兆军， 扶壁式挡土墙施工技术［J］，隧道建设，2002（03）.
［2］ 潘磊，刘明， 挡土墙的类型和适用条件［J］， 黑龙江交通科技.2009（04）.
［3］ 陈国暄，国道316线陇南磨河坝少筋混凝土悬臂式挡土墙设计与施工［J］，西北公路，2000（02）.
［文章编号］1006-7619（2011）09-07-897
【关键词】重力式挡土墙；悬臂式挡土墙；扶壁式挡土墙
Retaining walls of the type and design elements
Zhang He
(Xinjiang Electric Power Design Institute Xinjiang Urumqi 830002)
【Abstract】Describes the type of retaining wall and applicable conditions, combined with engineering experience, analysis of the different construction of retaining wall design, select the points for the peer reference.
【Key words】Gravity retaining wall;Cantilever retaining wall;Wall bulkhead
1. 挡土墙的分类
挡土墙按其结构特点，可分为重力式挡土墙，悬臂式挡土墙，扶臂式挡土墙等类型。
1.1 重力式挡土墙。
重力式挡土墙靠自身重力平衡土体，一般型式简单、施工方便、圬工量大，对基础要求也较高。依据墙背型式不同，其种类有普通重力式挡墙、不带衡重台的折线墙背式重力挡墙和衡重式挡墙。
衡重式挡墙 属重力式挡墙；衡重台上填土使得墙身重心后移，增加了墙身的稳定性；墙胸很陡，下墙背仰斜，可以减小墙的高度和土方开挖；但基底面积较小，对地基要求较高。
1.2 锚定式挡土墙。
锚定式挡土墙属于轻型挡土墙，通常包括锚杆式和锚定板式两种。
锚杆式挡墙主要由预制的钢筋混凝土立柱和挡土板构成墙面、与水平或倾斜的钢锚杆联合作用支挡土体，主要是靠埋置岩土中的锚杆的抗拉力拉住立柱保证土体稳定的。
锚定板式则将锚杆换为拉杆，在其土中的末端连上锚定板。它不适于路堑，路堤施工容易实现。
1.3 薄壁式挡墙。
薄壁式挡土墙是钢筋混凝土结构，包括悬臂式和扶壁式两种主要型式。悬臂式挡土墙由立壁和底板组成，有三个悬臂，即立壁、趾板和踵板。当墙身较高时，可沿墙长一定距离立肋板（即扶壁）联结立壁板与踵板，从而形成扶壁式挡墙；老路加固时，考虑扶壁难以在踵板侧做，也可考虑将其做在趾板侧，同样可以发挥作用，但须进行设计计算确定。
1.4 加筋土挡土墙。
加筋土挡土墙是由填土、填土中的拉筋条以及墙面板等三部分组成，它是通过填土与拉筋间的摩擦作用把土的侧压力削减到土体中起到稳定土体作用的。
加筋土挡土墙属于柔性结构，对地基变形适应性大，建筑高度也可很大，适用于填土路基；但须考虑其挡板后填土的渗水稳定及地基变形对其的影响，需要通过计算分析选用。
2. 施工特点
2.1 重力式挡土墙设计要求。
重力式挡土墙可根据以下几点初步确定挡土墙截面形式与尺寸：
墙体项宽不宜小于500mm，底宽约为墙高的1/3~1/2，对墙高较小且填土质量好的墙， 初算时底宽可取墙高的1/3 。墙体埋深不小于500mm，墙趾台阶的高宽比可取h:a =2:1，a不得小于20cm，此外基底法向反力的偏心距应满足e≤b/4的条件(为无台阶时的基底宽度)。为增加墙体抗倾覆的稳定眭，墙体在地面以下部分可做成台阶式，挡墙地基纵向坡度大于5 时，基底应做成台阶形。为增加墙底的抗滑移能力，基底可做成逆坡，坡度不宜大于0.1: l， 对岩石地基不宜大于0.2：1。砌筑墙体采用材料可使用砌块石、条石或者素混凝土，块石、 条石的强度等级不低于MU30，混凝土强度不低于C15。为保证墙后土的抗剪强度以及基底的强度，利于墙后积水的排出，在墙身错列布置泄水洞，其直径不小于100mm，外斜坡度为5％，间距为2～3m。当墙后排水量较大或者集中水流处，为减少墙背后水份积聚的不良影响，可适当增密泄水洞，加大泄水洞的尺寸或者增设纵向排水措施，墙身高大的还应在中部设置盲管以利导水。当挡土墙高度大于6m时，稳定性及地基承载力的要求制约了它的使用。对于高度较大的挡土墙，一般选用带钢筋混凝土底板的重力式挡土墙，既能适应较大的高度，又较为经济方便。初估截面尺寸时应尽量使挡土墙的自重远离墙趾，从而达到较好的抗倾覆效果。为解决基底应力大于地基承载力，且分布不均对工程带来的设计难题，建议采用“垫层法”对地基进行换基处理，以人工回填的砂土(中粗砂，含泥量应小于3％，孔隙比E≤0.75，于容重r d ≥l6t/m3) 层置换原有土体作为持力层。经过处理的地基可提高地基稳定性，减少基础沉降量，加速软土地基的固结，提高地基的强度。
2.2 悬臂式、扶臂式挡土墙设计要点。
悬臂式挡土墙由立板与底两部分组成。立板顶端厚度为15cm，以便于浇筑混凝土，底板厚度由计算决定为了便于施工，立板内面为重直面，立板外侧为20：1坡面，底端厚度为 35cm。底板靠立板处的厚度为墙高的1／10。为40cm 底板前后边缘厚度为20cm，底板宽度由稳定计算为2.6 m， 约挡土墙高的0.6倍底板伸出在立板以外的部分，前底板为55cm， 约为底板长度的 0.2。
扶臂式挡土墙墙高不宜超过15m，一般在6～10m左右，分段长度不应超过20m。扶肋间距根据经济性要求确定，一般为1/4～1/2墙高。每段中宜设置三个或三个以上的扶肋，扶肋厚度一般为扶肋间距的1/10～1/4，但不应小于0.3m。采用随高度逐渐向后加厚的变截面，也可采用等厚式以利于施工。墙面板宽度和墙底板厚度与扶肋间距成正比，墙面板顶宽不得小于0.2m，可采用等厚的垂直面板。墙踵板宽一般为墙高的1/4～1/2，且不小于0.5m。墙趾板宽宜为墙高的1/20～1/5，墙底板板端厚度不应小于0.3m。
为了提高扶壁式挡土墙的抗滑能力，墙底板常设里凸榫。通常将凸榫置于通过墙趾与水平面成(45一/2)角线和通过墙踵与水平面成角线的范围内。凸榫高则应根据凸榫前土体的被动土压力能够满足抗滑稳定性要求而定。
3. 不同挡土墙的选用
某山区公路由于地形条件复杂，地面横坡陡，因此，挡土墙在路基设计中具有不可替代的作用。该公路全长88Km。该路地质条件非常复杂，路线有近12Km沿着河道，21k位于斜坡地带。为了节约修建桥梁带来的昂贵费用，沿线大量采用了挡土墙作为路基防护结构。选择合理有效的挡土墙形式地基和处理措施，做到安全、经济、有效、合理是本工程设计中的重点和难点。
悬臂式、扶臂式挡土墙一般用于石料缺乏或地基承载力较低的段落。公路过隧道后，线路沿着河沟谷通过，河谷一级阶地冲洪积体厚5m～l0m，地基承载力200～400KPa，不能满足重力式挡墙承载力稳定要求，因此，对这类型地段，灵活采用了悬臂式、扶臂式挡土墙。作为一种轻型支挡结构，悬臂式、扶臂式挡土墙依靠墙身自重和墙底板以上填土的重力维持挡土墙的稳定，由于其具有厚度小、自重轻、对地基承载力要求低、 经济指标较好等优点，悬臂式挡墙高度一般小于6m，扶臂式挡墙高度一般小于15m。
公路沿线河漫滩一带冲洪积块石土厚8 m～12m，地基承载力低，加之雨季局部会受到洪水冲刷，考虑到挡墙基础冲刷深度的影响和承载力的要求，设计上创新性地运用了桩基承台挡土墙，即挡土墙由桩基、承台、挡墙三部分组成。挡土墙采用衡重式，挡土墙土压力计算与一般的挡土墙一样按库伦土压力第一、第二破裂面进行计算；根据沿线地质条件，桩基断面尺寸和间距根据墙高和地基土承载力综合计算确定，桩间土要求充分碾压、夯实，达到设计要求的承载力。承台埋置土中深度不小于0.5m，桩、承台和块石土作为复合地基， 共同承担上部挡墙荷载。桩和承台材料采用C15片石混凝土，要求桩基嵌入弱风化基岩内不少于0.5m。在挡墙和桩基连接部位设5m长的25mm锚固钢筋，钢筋纵横向间距0.5m，钢筋深入桩基顶面以下2m，穿过承台，伸入挡墙1m，以加强挡墙和桩基的连接。 这样，既满足承载力不足和局部冲刷的问题，又节约了成本。在实践中得到了很好的验证。
4. 结语
挡土墙的设计是一门集地质、岩土、结构和工程经济为一体的综合知识，挡土墙类型的选择和优化设计必须以场地的实际工程地质条件和材料情况为依据，进行多方面的综合考虑，才能做到设计的安全、经济、合理和有效。
参考文献
［1］ 张兆军， 扶壁式挡土墙施工技术［J］，隧道建设，2002（03）.
［2］ 潘磊，刘明， 挡土墙的类型和适用条件［J］， 黑龙江交通科技.2009（04）.
［3］ 陈国暄，国道316线陇南磨河坝少筋混凝土悬臂式挡土墙设计与施工［J］，西北公路，2000（02）.
［文章编号］1006-7619（2011）09-07-897