论文部分内容阅读
【摘要】挡土墙是公路工程中最为常见的构筑物，在路基工程中，挡土墙可以用以稳定路基和路堑边坡，整治塌方、划破，防止水流冲刷路基。重力式挡土墙是较为常见的一种，重力式挡土墙又是如何来设计的呢？又是如何施工的呢？下面，我就个人的实践经验，简单的对重力式挡土墙的设计与施工做一下介绍。
关键字：挡土墙设计 施工重力式挡土墙
Abstract: The retaining wall in highway engineering is the most common structures, in roadbed engineering, retaining wall can be used to stabilize the subgrade and cutting slope, collapse, through regulation, prevent water scouring roadbed. Gravity retaining wall is a more common; gravity retaining wall is how to design? How is construction? Below, I personally experience, simple in gravity retaining wall design and construction overview.
Key words: retaining wall; design; construction; gravity retaining wall
中图分类号：U416文献标识码：A文章编号：
引言：
土压力是挡土墙设计的主要依据。但是，由于库伦土压力与郎金土压力的理论假设不同，因此，推导出的土压力公式适用于不同的墙背和边界条件，所以，当我们设计挡土墙时，应按照上述实际条件的不同分别选用相对应的土压力计算公式。同样，根据现场环境的不同，采用不同的施工方式。下面，我就以重力式挡土墙的设计与施工为例作简单的说明。
一、重力式挡土墙。
重力式挡土墙是我国目前最常用的一种挡土墙形式，多采用浆砌块砌筑，在缺乏石料的地区，也可以选用混凝土预制块作为砌体，亦可用不配以钢筋或者只需少量或局部配以钢筋的混凝土直接浇筑。这种挡土墙形式简单，施工方便，可以就地取材、适应性强。当地基较好，强力不高，且当地又有石料时，一般优先选用重力式挡土墙。
二、重力式挡土墙的构造与布置形式。
2.1墙背形式与墙身构造以及施工要求
重力式挡土墙的墙背形式可以多种，如俯斜、垂直、仰斜、凸形或衡重式等五种。
一般挡土墙的墙身构造必须满足够足强度与稳定性的要求，同时又要考虑到就地取材，以求得经济合理。我们常用的重力式挡土墙的墙背坡度一般选用1:0.25仰斜，仰斜墙背坡度不宜缓于1:0.3；俯斜墙背的坡度一般为1:0.25—1:0.3；上墙墙背的坡度受到墙身的控制等原因，宜采用1:0.25—1:0.45倾斜。
一般墙面通常以直线型为主，其坡度应与墙背坡度之间相互协调，受到墙趾处的地面横坡的影响，当在地面横坡处较陡时，墙面坡度一般为1:0.05—1:0.20，当采用矮墙时也应该采用直立，当地面横坡平缓时，墙面也可以采用放坡，但是一般不会低于1:0.35。衡重式挡土墙一般采用1:0.05，正是由于这个原因，当工程所在横坡较大的山区，通常采用衡重式挡土墙较为经济。
当我们在某一段进行施工时，相对于挡土墙而言，其界面形式不宜变化过多，以免造成施工困难等，而且要更加注意不要影响挡土墙的外观。
三、重力式挡土墙的设计
3.1重力式挡土墙抗滑稳定性验算
为保证挡土墙的抗滑稳定性，应当验算在土压力下以及其他外力的作用下，基底抵抗挡土墙的抗滑移能力。
公式：（0.9G+￡Ex）u+0.9G
其中：G表示挡土墙的自重；Ex、Ey表示墙背主动土压力的水平与垂直分力；a表示基底的倾斜角度；u表示基底的摩擦系数（通过经验数据获得或者通过实验获得）；￡表示主动土压力分项系数，一般取1.4.
其中摩擦系数参考取值如下表：
若需要增加抗滑稳定性时，可以设置倾斜基底或利用凸榫基础等措施。
3.2抗倾覆稳定性验算
为了保证挡土墙的抗倾覆稳定性，须验算挡土墙抵抗墙身绕强趾向外转动倾覆能力的验算。
0.9GZg+￡(EyZx-ExZy)≥0
其中,Ex、Ey如上述公式；Zg表示墙身、基础以及其上的土重合力重心到墙趾的水平距离（单位：m）；Zx、Zy分别表示土压力垂直分力作用点到墙趾的水平距离和土压力水平分力作用点到墙趾的垂直距离。
当验算挡土墙的稳定性时，一般均未计算趾前土层对墙面所产生的被动土压力的影响。若验算结果若不满足上述公式要求，则表明抗滑稳定性和抗倾覆稳定性不够，这时需要改变强身的断面尺寸进行重新核算。
3.3基底合力偏心距。
基底合力偏心距应当满足一下：
3.4地基承载力抗力值。
地基承载力抗力值应该满足下述要求：
1.当轴向荷载作用时P≤f,其中p、f分别表示地基平均压力值和地基承载抗力值；
2.当偏心荷载作用时：p≤1.2f；
3.地基承载力抗力值的一般规定：
这时当挡土墙的基础宽度大于3m时或埋置深度大于0.5m时，除了岩石地基外，地基承载力抗力值应该按照下式计算取得，f=Fk+k1*r1(b-3)+k2*r2(h-0.5)
其中，Fk表示地基承载力标准值；K1、K2表示承载力修正系数；f表示地基承载力抗力值； r1表示基底下持力层土的天然重度；r2表示基础底面土层的平均重度；b表示基础底面宽度小于3m时取3m，大于6m时取6m；h表示底面的埋置深度，从天然地面算起。
四、施工工艺与施工方法。
根据施工工艺的不同，重力式挡土墙可以分为浆砌重力式挡土墙和现浇重力式挡土墙，在这里我们只介绍浆砌重力式挡土墙，施工工艺如下：
浆砌重力式挡土墙：开挖墙基处理基底砂浆的制作与运输填筑墙背；
以浆砌重力式擋土墙为例，首先要做好场地排水工作，基础的各部分尺寸、形状和埋设深度，均应该符合设计要求，为了避免影响施工，基坑的底部一般要大于基础外缘变边线0.5—1.0m。
对于土质基坑，为了避免消减基底的承载能力，挖至标高后不得长时间将坑底暴露、浸泡。我们可以采用挖至距离基坑底15cm处，然后在基础砌筑前突击开挖，在松软出，为了降低基坑坍塌，造成人员伤亡等可避免的损失，可以采用跳槽开挖。另外，在基坑开挖时不得破坏基底土的结构，若出现超挖现象，必须采用原土回填，且必须夯实处理；对于基底的处理，若基底为土质，如碎石土，应将其整平夯实处理；若为岩石地基，有岩层或空洞时，应根据空洞的大小以水泥混凝土或者碎石子做填充处理；若在基底岩层有外露的软弱夹层时，宜在墙趾前对此面层做特殊保护。
砂浆的拌制，应以均匀、充分为准，配置精度不宜超过相应规定，砂浆的流动性要符合要求，要建立随机检查制度，砂浆的搅拌时间不应小于2.1分钟。对于砂浆的运输，应检查其稠度，冬季施工时，应注意防止砂浆影响砌筑强度；在砌筑前，应进行基底表面风化以及松散土层予以清除干净等处理；为了保证砌体与基层间的抗拉弯能力和抗剪能力在砌筑第一层砌块时，应将表面洗净、润湿、再坐浆砌筑。对于土质基底，可以直接采用坐浆砌筑。若采用台阶式基础时，台阶转弯处不得砌筑成通缝，砌体与台阶壁间的缝隙应当插满浆塞满。
基础完成后，应立即做回填处理，以小型机械进行压实。为防积水渗入基底，并在表面留下3%的向外倾斜坡；墙身砌筑，一般有铺浆法、抹浆法、挤浆法和灌浆法四种；最后，对于沉降缝、伸缩缝等的砌筑，一般为2—3cm，两种接缝应当垂直，并且在两侧的砌体表面需要平整，不能搭接，必要时需要加修槽工序。接缝中若需要做防水处理，当采用胶泥做填充材料时，应该沿着墙内、外、顶三边填塞并捣实，但是无论采用任何一种填塞材料时，其填塞深度不得小于15cm，以此来满足防水要求。
结语
重力式挡土墙形式简便，施工方便，可以就地取材，适应性非常强，因此被广泛应用。在此介绍了设计、施工等重要的问题，当然还有很多的注意事项，如排水孔的设置等。随着我国公路建设方面的快速发展，公路工程质量管理也已经逐步走上系统法和法制化的轨道。公路工程的施工质量在很大的程度上决定了公路的质量。所以为了确保公路的质量，当我们进行设计和施工时，要严格的把好公路质量关。
参考文献
[1]龙晓伟.现代道路路基路面工程.清华大学出版社.2010.1.
[4]张登良.路面工程手册.人民交通出版社.2003.4.
[3]谢志广,对公路施工技术管理的探讨[J],民营科技,2010(3).
[4]李四雄,关于公路施工技术管理的探讨[J],科学时代,2009(1).
关键字：挡土墙设计 施工重力式挡土墙
Abstract: The retaining wall in highway engineering is the most common structures, in roadbed engineering, retaining wall can be used to stabilize the subgrade and cutting slope, collapse, through regulation, prevent water scouring roadbed. Gravity retaining wall is a more common; gravity retaining wall is how to design? How is construction? Below, I personally experience, simple in gravity retaining wall design and construction overview.
Key words: retaining wall; design; construction; gravity retaining wall
中图分类号：U416文献标识码：A文章编号：
引言：
土压力是挡土墙设计的主要依据。但是，由于库伦土压力与郎金土压力的理论假设不同，因此，推导出的土压力公式适用于不同的墙背和边界条件，所以，当我们设计挡土墙时，应按照上述实际条件的不同分别选用相对应的土压力计算公式。同样，根据现场环境的不同，采用不同的施工方式。下面，我就以重力式挡土墙的设计与施工为例作简单的说明。
一、重力式挡土墙。
重力式挡土墙是我国目前最常用的一种挡土墙形式，多采用浆砌块砌筑，在缺乏石料的地区，也可以选用混凝土预制块作为砌体，亦可用不配以钢筋或者只需少量或局部配以钢筋的混凝土直接浇筑。这种挡土墙形式简单，施工方便，可以就地取材、适应性强。当地基较好，强力不高，且当地又有石料时，一般优先选用重力式挡土墙。
二、重力式挡土墙的构造与布置形式。
2.1墙背形式与墙身构造以及施工要求
重力式挡土墙的墙背形式可以多种，如俯斜、垂直、仰斜、凸形或衡重式等五种。
一般挡土墙的墙身构造必须满足够足强度与稳定性的要求，同时又要考虑到就地取材，以求得经济合理。我们常用的重力式挡土墙的墙背坡度一般选用1:0.25仰斜，仰斜墙背坡度不宜缓于1:0.3；俯斜墙背的坡度一般为1:0.25—1:0.3；上墙墙背的坡度受到墙身的控制等原因，宜采用1:0.25—1:0.45倾斜。
一般墙面通常以直线型为主，其坡度应与墙背坡度之间相互协调，受到墙趾处的地面横坡的影响，当在地面横坡处较陡时，墙面坡度一般为1:0.05—1:0.20，当采用矮墙时也应该采用直立，当地面横坡平缓时，墙面也可以采用放坡，但是一般不会低于1:0.35。衡重式挡土墙一般采用1:0.05，正是由于这个原因，当工程所在横坡较大的山区，通常采用衡重式挡土墙较为经济。
当我们在某一段进行施工时，相对于挡土墙而言，其界面形式不宜变化过多，以免造成施工困难等，而且要更加注意不要影响挡土墙的外观。
三、重力式挡土墙的设计
3.1重力式挡土墙抗滑稳定性验算
为保证挡土墙的抗滑稳定性，应当验算在土压力下以及其他外力的作用下，基底抵抗挡土墙的抗滑移能力。
公式：（0.9G+￡Ex）u+0.9G
其中：G表示挡土墙的自重；Ex、Ey表示墙背主动土压力的水平与垂直分力；a表示基底的倾斜角度；u表示基底的摩擦系数（通过经验数据获得或者通过实验获得）；￡表示主动土压力分项系数，一般取1.4.
其中摩擦系数参考取值如下表：
若需要增加抗滑稳定性时，可以设置倾斜基底或利用凸榫基础等措施。
3.2抗倾覆稳定性验算
为了保证挡土墙的抗倾覆稳定性，须验算挡土墙抵抗墙身绕强趾向外转动倾覆能力的验算。
0.9GZg+￡(EyZx-ExZy)≥0
其中,Ex、Ey如上述公式；Zg表示墙身、基础以及其上的土重合力重心到墙趾的水平距离（单位：m）；Zx、Zy分别表示土压力垂直分力作用点到墙趾的水平距离和土压力水平分力作用点到墙趾的垂直距离。
当验算挡土墙的稳定性时，一般均未计算趾前土层对墙面所产生的被动土压力的影响。若验算结果若不满足上述公式要求，则表明抗滑稳定性和抗倾覆稳定性不够，这时需要改变强身的断面尺寸进行重新核算。
3.3基底合力偏心距。
基底合力偏心距应当满足一下：
3.4地基承载力抗力值。
地基承载力抗力值应该满足下述要求：
1.当轴向荷载作用时P≤f,其中p、f分别表示地基平均压力值和地基承载抗力值；
2.当偏心荷载作用时：p≤1.2f；
3.地基承载力抗力值的一般规定：
这时当挡土墙的基础宽度大于3m时或埋置深度大于0.5m时，除了岩石地基外，地基承载力抗力值应该按照下式计算取得，f=Fk+k1*r1(b-3)+k2*r2(h-0.5)
其中，Fk表示地基承载力标准值；K1、K2表示承载力修正系数；f表示地基承载力抗力值； r1表示基底下持力层土的天然重度；r2表示基础底面土层的平均重度；b表示基础底面宽度小于3m时取3m，大于6m时取6m；h表示底面的埋置深度，从天然地面算起。
四、施工工艺与施工方法。
根据施工工艺的不同，重力式挡土墙可以分为浆砌重力式挡土墙和现浇重力式挡土墙，在这里我们只介绍浆砌重力式挡土墙，施工工艺如下：
浆砌重力式挡土墙：开挖墙基处理基底砂浆的制作与运输填筑墙背；
以浆砌重力式擋土墙为例，首先要做好场地排水工作，基础的各部分尺寸、形状和埋设深度，均应该符合设计要求，为了避免影响施工，基坑的底部一般要大于基础外缘变边线0.5—1.0m。
对于土质基坑，为了避免消减基底的承载能力，挖至标高后不得长时间将坑底暴露、浸泡。我们可以采用挖至距离基坑底15cm处，然后在基础砌筑前突击开挖，在松软出，为了降低基坑坍塌，造成人员伤亡等可避免的损失，可以采用跳槽开挖。另外，在基坑开挖时不得破坏基底土的结构，若出现超挖现象，必须采用原土回填，且必须夯实处理；对于基底的处理，若基底为土质，如碎石土，应将其整平夯实处理；若为岩石地基，有岩层或空洞时，应根据空洞的大小以水泥混凝土或者碎石子做填充处理；若在基底岩层有外露的软弱夹层时，宜在墙趾前对此面层做特殊保护。
砂浆的拌制，应以均匀、充分为准，配置精度不宜超过相应规定，砂浆的流动性要符合要求，要建立随机检查制度，砂浆的搅拌时间不应小于2.1分钟。对于砂浆的运输，应检查其稠度，冬季施工时，应注意防止砂浆影响砌筑强度；在砌筑前，应进行基底表面风化以及松散土层予以清除干净等处理；为了保证砌体与基层间的抗拉弯能力和抗剪能力在砌筑第一层砌块时，应将表面洗净、润湿、再坐浆砌筑。对于土质基底，可以直接采用坐浆砌筑。若采用台阶式基础时，台阶转弯处不得砌筑成通缝，砌体与台阶壁间的缝隙应当插满浆塞满。
基础完成后，应立即做回填处理，以小型机械进行压实。为防积水渗入基底，并在表面留下3%的向外倾斜坡；墙身砌筑，一般有铺浆法、抹浆法、挤浆法和灌浆法四种；最后，对于沉降缝、伸缩缝等的砌筑，一般为2—3cm，两种接缝应当垂直，并且在两侧的砌体表面需要平整，不能搭接，必要时需要加修槽工序。接缝中若需要做防水处理，当采用胶泥做填充材料时，应该沿着墙内、外、顶三边填塞并捣实，但是无论采用任何一种填塞材料时，其填塞深度不得小于15cm，以此来满足防水要求。
结语
重力式挡土墙形式简便，施工方便，可以就地取材，适应性非常强，因此被广泛应用。在此介绍了设计、施工等重要的问题，当然还有很多的注意事项，如排水孔的设置等。随着我国公路建设方面的快速发展，公路工程质量管理也已经逐步走上系统法和法制化的轨道。公路工程的施工质量在很大的程度上决定了公路的质量。所以为了确保公路的质量，当我们进行设计和施工时，要严格的把好公路质量关。
参考文献
[1]龙晓伟.现代道路路基路面工程.清华大学出版社.2010.1.
[4]张登良.路面工程手册.人民交通出版社.2003.4.
[3]谢志广,对公路施工技术管理的探讨[J],民营科技,2010(3).
[4]李四雄,关于公路施工技术管理的探讨[J],科学时代,2009(1).