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【摘要】对挡土墙设计中常遇的问题进行探讨，并结合本人实践经验对挡土墙设计、施工中常见的问题提出处理意见。
【关键词】挡土墙种类；挡土墙选型；挡土墙施工设计
General design of retaining wall of common problems and Solutions
Xue Song
(Qingdao Institute of Architectural Design Group Company LimitedQingdaoShandong266003)
【Abstract】On the design of retaining wall often encounter problems are discussed, combined with my practical experience for design of retaining wall, construction of the common problems of handling.
【Key words】Types of retaining walls;Retaining wall;Construction of the retaining wall design
1. 引言
在地形复杂的工程设计中，为了减少工程造价，常常因地制宜，设置高低错落的台地。台地边界的处理一般采用二种方式，第一种是自然放坡方式；第二种是当自然放坡处于不稳定状态，或由于使用等原因，要求设计边坡超过土体允许最大边坡时，为防止土体坍塌或滑动，应设置不同形式的支挡构筑物，而挡土墙是最常见的形式。本文主要从以下五个方面进行挡土墙分析。
2. 选择合理的结构形式
挡土墙按材料分，有砖砌、毛石、混凝土和钢筋混凝土挡土墙等；按结构形式分，最常用的有重力式、悬臂式和扶臂式挡土墙。地下室和地下结构挡土墙常与建筑物的结构相结合，由水平的底板和顶板支撑。为增加挡土墙的稳定性，还可以采用锚杆将锚杆锚固在坚硬的土层中与挡土墙拉结。
在几种挡土墙中，重力式挡土墙最为常用。一是施工简便，二是材料来源多。但在具体设计中，还应视具体情况而定，影响选择的因素有挡土墙的高度和挡土墙的材料，现在分别进行分析。
2.1挡土墙的高度。
高度较高的挡土墙，如果采用重力式，要保证其稳定性必然造成很大的体量，材料用量较多，不太经济。还可能造成基础过大，在总体布置比较紧凑的情况下，过大的基础将影响到各种地下管线的布置及单体建筑工程基础的设计和施工。因此，采用重力式挡土墙，土质边坡挡土高度不宜大于6米，岩质边坡高度不宜大于10米。对变形有严格要求的边坡和开挖土石方危及边坡稳定的边坡也不宜采用重力式挡土墙。较高的挡土墙适宜采用钢筋混凝土悬臂式和扶臂式。如墙体过高且条件允许，可以加设锚杆，这样更为经济。
2.2挡土墙的材料。
挡土墙材料的选用除了与受力有关外，主要应从经济因素考虑。如果在场地平整时土石方工程中石方较大，就可就地取材，选用毛石或块石挡土墙，以减少工程造价。
3. 配合总图确定挡土墙的布置形式
目前在总图设计中往往忽视挡土墙的布置形式，致使设计不合理，提高了工程造价。究其原因，主要是结构专业人员与其他专业人员缺乏配合。因此，在总图设计时结构专业应密切配合，挡土墙的布置应注意以下三点。
3.1挡土墙的平面布置应有利于整个挡土墙结构的空间刚度，设计时可采用弧线型挡土墙或结合地形采用折线形挡土墙。
3.2当建筑物处于高差较大的场地时，应结合建筑结构及其基础布置挡土墙，充分利用建筑的基础底板、顶板和纵横墙体组成的空间结构。
3.3注意挡土墙基础与建筑物基础及地下管线的间距。建筑物与挡土墙基础间距可按下述方法确定。
（1）若建筑物基础与挡土墙基础的埋深相同，则应符合以下公式：
S>b+B/2
式中S为挡土墙定位轴线与建筑物基础轴线的间距，b为挡土墙基础宽，B为建筑物基础宽。
（2）若建筑物基础埋深低于挡土墙基础底，则S的大小保证二者基础不碰即可。
（3）若建筑物基础埋深高于挡土墙基础底，则应符合以下公式：
S>b+B/2+Ztga
式中Z为两基础底的高差，a为压力扩散角，一般取22°
4. 在具體设计中应考虑的几个问题
4.1工程地质勘察
首先应进行详细的工程地质勘察，并进行以下几方面工作：
（1）应对边坡的稳定性做出准确的评价。
（2）对周围环境的危害性做出预测。
（3）对岩石边坡的结构面调查清楚，指出注意结构面的所在位置。
（4）提供设计所需要的各项数据，如墙背填土的种类及排水需求，施工方法，冰冻深度，地下水情况及分布等，并根据勘测资料确定填土重度，内摩擦角，地基承载力等。
4.2确定合理的断面形式。
以重力式挡土墙为例，按其墙背倾斜情况分仰斜、垂直及俯斜三种。边坡如果是挖方以仰斜较合理，若是填方则以垂直和俯斜较合理。按受力的合理性，重力式挡土墙应优先采用仰斜式，垂直次之，俯斜少用。对高挡土墙，还可以采用折线形墙背和减压平台。
4.3确定合适的墙顶荷载。
如挡土墙作为路堤，则要考虑汽车活载的作用。活载的计算可按以下方法：一般可采用“公路-Ⅰ”或“公路-Ⅱ”荷载等级（根据具体情况定），先算出10米间距的范围内可能布置的最大活载，再假定其均匀分布在10米长的刚性整体上，即可求得每米长范围内活载大小。一般情况挡土墙墙顶的荷载按施工堆载或其他堆载考虑，可取5～20KN/m2。
4.4挡土墙的排水设计。
对于可以向坡外排水的挡土墙，应在墙上设置排水孔。排水孔应沿横竖两个方向梅花型布置，其间距宜取2~3米，排水孔外斜坡度宜为5%，孔眼尺寸不宜小于100mm，排水孔后应设置反滤层，反滤层直径不应小于300mm。挡土墙后面有山坡时，应在坡脚处设截水沟。对于不能向坡外排水的挡土墙，应在墙后设置排水暗沟。
4.5挡土墙后面的填土材料选择。
挡土墙后面的填土材料选择，应选择透水性强的填料。当采用粘土作填料时，宜掺入适量碎石。在季节性冻土地区，应选择炉渣、碎石、粗砂等非冻胀性填料。
4.6重力式挡土墙可在基础底设置逆坡。
对于土质地基，逆坡坡度不宜大于1:10，对于岩质地基，逆坡坡度不宜大于1:5。
4.7挡土墙伸缩缝与沉降缝的设置。
重力式挡土墙应每隔10~20米设置一道伸缩缝，当地基有变化时宜加设沉降缝。
4.8必要时设计中应说明挡土墙的施工顺序。
在地形比较复杂的区域，各种地下管线难免频繁穿越挡土墙，此时挡土墙的施工应在管线施工之后。
5. 施工中常见问题及其处理方法
5.1挡土墙基底落在填土地基上时，应使填土地耐力满足设计要求。
测试填土地耐力比较麻烦，对于不太高的挡土墙，可以通过限定填土的压实系数来间接满足地耐力的要求。在填土较深处，填土压实系数可以分层次要求，上高下低。如挡土墙高度大于3米时，按每20米长取基底以下1米深度范围内对填土的压实系数进行检验，要求该范围内压实系数达到0.96（地基承载力特征值约为120KPa），该深度以下压实系数需达到0.90（地基承载力特征值约为100KPa）。
5.2挡土墙基座落于淤泥时的地基选择。
当挡土墙基底落在淤泥上时，采用抛石处理地基效果较好。抛石可选用250mm左右的块石，分二层压入淤泥中。实践证明这种处理方法可以大大提高地基承载力并减少地基的沉降。
5.3相邻两段挡土墙基底高差较大时解决方法。
此种条件下，挡土墙应按高:长=1:2放阶，阶高可取0.5米。
5.4在重力式挡土墙砌筑过程中如遇到稳定的较大孤石的解决方法
应将孤石表面凿毛并清除干净，再在其上砌筑挡土墙。
5.5挡土墙的透水层设置。
挡土墙的透水层设置对缓解墙背水压力及稳定土壤性质十分重要。透水层宜采用碎石或粗砾石，施工时不得采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等作填料。如有困难采用粘土作填料时，应保证紧贴墙背一层为碎石或粗砾石，厚度应大于200mm，并使透水层中碎石或粗砾石含量大于60%。
5.6基底垫层厚度。
基底垫层厚度不宜太厚，一般厚250mm即可，太厚不经济。
6. 结论
综上所述，挡土墙无论从选型、设计及施工等各个方面都贯穿着安全、经济和合理的原则。尤其在地形复杂的山区，挡土墙工程复杂且占很大投资比重。因此，设计好挡土墙意义重大。
参考文献
［1］GB50010-2010．混凝土结构设计规范．
［2］JGJ79-2002．建筑地基处理技术规范．
［3］50007．地基基础设计规范．
［4］李钧民．重力式挡土墙设计经验谈［J］．岩土工程技术，1998．
［5］陈景文，刘年华等．挡土墙背填土表面变形与侧压力研究［J］．岩土工程学报，2007．
［文章编号］1006-7619（2011）12-19-254
［作者简介］ 薛松（1982-），男，职称：工程师，青岛市建筑设计研究院集团股份有限公司。
【关键词】挡土墙种类；挡土墙选型；挡土墙施工设计
General design of retaining wall of common problems and Solutions
Xue Song
(Qingdao Institute of Architectural Design Group Company LimitedQingdaoShandong266003)
【Abstract】On the design of retaining wall often encounter problems are discussed, combined with my practical experience for design of retaining wall, construction of the common problems of handling.
【Key words】Types of retaining walls;Retaining wall;Construction of the retaining wall design
1. 引言
在地形复杂的工程设计中，为了减少工程造价，常常因地制宜，设置高低错落的台地。台地边界的处理一般采用二种方式，第一种是自然放坡方式；第二种是当自然放坡处于不稳定状态，或由于使用等原因，要求设计边坡超过土体允许最大边坡时，为防止土体坍塌或滑动，应设置不同形式的支挡构筑物，而挡土墙是最常见的形式。本文主要从以下五个方面进行挡土墙分析。
2. 选择合理的结构形式
挡土墙按材料分，有砖砌、毛石、混凝土和钢筋混凝土挡土墙等；按结构形式分，最常用的有重力式、悬臂式和扶臂式挡土墙。地下室和地下结构挡土墙常与建筑物的结构相结合，由水平的底板和顶板支撑。为增加挡土墙的稳定性，还可以采用锚杆将锚杆锚固在坚硬的土层中与挡土墙拉结。
在几种挡土墙中，重力式挡土墙最为常用。一是施工简便，二是材料来源多。但在具体设计中，还应视具体情况而定，影响选择的因素有挡土墙的高度和挡土墙的材料，现在分别进行分析。
2.1挡土墙的高度。
高度较高的挡土墙，如果采用重力式，要保证其稳定性必然造成很大的体量，材料用量较多，不太经济。还可能造成基础过大，在总体布置比较紧凑的情况下，过大的基础将影响到各种地下管线的布置及单体建筑工程基础的设计和施工。因此，采用重力式挡土墙，土质边坡挡土高度不宜大于6米，岩质边坡高度不宜大于10米。对变形有严格要求的边坡和开挖土石方危及边坡稳定的边坡也不宜采用重力式挡土墙。较高的挡土墙适宜采用钢筋混凝土悬臂式和扶臂式。如墙体过高且条件允许，可以加设锚杆，这样更为经济。
2.2挡土墙的材料。
挡土墙材料的选用除了与受力有关外，主要应从经济因素考虑。如果在场地平整时土石方工程中石方较大，就可就地取材，选用毛石或块石挡土墙，以减少工程造价。
3. 配合总图确定挡土墙的布置形式
目前在总图设计中往往忽视挡土墙的布置形式，致使设计不合理，提高了工程造价。究其原因，主要是结构专业人员与其他专业人员缺乏配合。因此，在总图设计时结构专业应密切配合，挡土墙的布置应注意以下三点。
3.1挡土墙的平面布置应有利于整个挡土墙结构的空间刚度，设计时可采用弧线型挡土墙或结合地形采用折线形挡土墙。
3.2当建筑物处于高差较大的场地时，应结合建筑结构及其基础布置挡土墙，充分利用建筑的基础底板、顶板和纵横墙体组成的空间结构。
3.3注意挡土墙基础与建筑物基础及地下管线的间距。建筑物与挡土墙基础间距可按下述方法确定。
（1）若建筑物基础与挡土墙基础的埋深相同，则应符合以下公式：
S>b+B/2
式中S为挡土墙定位轴线与建筑物基础轴线的间距，b为挡土墙基础宽，B为建筑物基础宽。
（2）若建筑物基础埋深低于挡土墙基础底，则S的大小保证二者基础不碰即可。
（3）若建筑物基础埋深高于挡土墙基础底，则应符合以下公式：
S>b+B/2+Ztga
式中Z为两基础底的高差，a为压力扩散角，一般取22°
4. 在具體设计中应考虑的几个问题
4.1工程地质勘察
首先应进行详细的工程地质勘察，并进行以下几方面工作：
（1）应对边坡的稳定性做出准确的评价。
（2）对周围环境的危害性做出预测。
（3）对岩石边坡的结构面调查清楚，指出注意结构面的所在位置。
（4）提供设计所需要的各项数据，如墙背填土的种类及排水需求，施工方法，冰冻深度，地下水情况及分布等，并根据勘测资料确定填土重度，内摩擦角，地基承载力等。
4.2确定合理的断面形式。
以重力式挡土墙为例，按其墙背倾斜情况分仰斜、垂直及俯斜三种。边坡如果是挖方以仰斜较合理，若是填方则以垂直和俯斜较合理。按受力的合理性，重力式挡土墙应优先采用仰斜式，垂直次之，俯斜少用。对高挡土墙，还可以采用折线形墙背和减压平台。
4.3确定合适的墙顶荷载。
如挡土墙作为路堤，则要考虑汽车活载的作用。活载的计算可按以下方法：一般可采用“公路-Ⅰ”或“公路-Ⅱ”荷载等级（根据具体情况定），先算出10米间距的范围内可能布置的最大活载，再假定其均匀分布在10米长的刚性整体上，即可求得每米长范围内活载大小。一般情况挡土墙墙顶的荷载按施工堆载或其他堆载考虑，可取5～20KN/m2。
4.4挡土墙的排水设计。
对于可以向坡外排水的挡土墙，应在墙上设置排水孔。排水孔应沿横竖两个方向梅花型布置，其间距宜取2~3米，排水孔外斜坡度宜为5%，孔眼尺寸不宜小于100mm，排水孔后应设置反滤层，反滤层直径不应小于300mm。挡土墙后面有山坡时，应在坡脚处设截水沟。对于不能向坡外排水的挡土墙，应在墙后设置排水暗沟。
4.5挡土墙后面的填土材料选择。
挡土墙后面的填土材料选择，应选择透水性强的填料。当采用粘土作填料时，宜掺入适量碎石。在季节性冻土地区，应选择炉渣、碎石、粗砂等非冻胀性填料。
4.6重力式挡土墙可在基础底设置逆坡。
对于土质地基，逆坡坡度不宜大于1:10，对于岩质地基，逆坡坡度不宜大于1:5。
4.7挡土墙伸缩缝与沉降缝的设置。
重力式挡土墙应每隔10~20米设置一道伸缩缝，当地基有变化时宜加设沉降缝。
4.8必要时设计中应说明挡土墙的施工顺序。
在地形比较复杂的区域，各种地下管线难免频繁穿越挡土墙，此时挡土墙的施工应在管线施工之后。
5. 施工中常见问题及其处理方法
5.1挡土墙基底落在填土地基上时，应使填土地耐力满足设计要求。
测试填土地耐力比较麻烦，对于不太高的挡土墙，可以通过限定填土的压实系数来间接满足地耐力的要求。在填土较深处，填土压实系数可以分层次要求，上高下低。如挡土墙高度大于3米时，按每20米长取基底以下1米深度范围内对填土的压实系数进行检验，要求该范围内压实系数达到0.96（地基承载力特征值约为120KPa），该深度以下压实系数需达到0.90（地基承载力特征值约为100KPa）。
5.2挡土墙基座落于淤泥时的地基选择。
当挡土墙基底落在淤泥上时，采用抛石处理地基效果较好。抛石可选用250mm左右的块石，分二层压入淤泥中。实践证明这种处理方法可以大大提高地基承载力并减少地基的沉降。
5.3相邻两段挡土墙基底高差较大时解决方法。
此种条件下，挡土墙应按高:长=1:2放阶，阶高可取0.5米。
5.4在重力式挡土墙砌筑过程中如遇到稳定的较大孤石的解决方法
应将孤石表面凿毛并清除干净，再在其上砌筑挡土墙。
5.5挡土墙的透水层设置。
挡土墙的透水层设置对缓解墙背水压力及稳定土壤性质十分重要。透水层宜采用碎石或粗砾石，施工时不得采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等作填料。如有困难采用粘土作填料时，应保证紧贴墙背一层为碎石或粗砾石，厚度应大于200mm，并使透水层中碎石或粗砾石含量大于60%。
5.6基底垫层厚度。
基底垫层厚度不宜太厚，一般厚250mm即可，太厚不经济。
6. 结论
综上所述，挡土墙无论从选型、设计及施工等各个方面都贯穿着安全、经济和合理的原则。尤其在地形复杂的山区，挡土墙工程复杂且占很大投资比重。因此，设计好挡土墙意义重大。
参考文献
［1］GB50010-2010．混凝土结构设计规范．
［2］JGJ79-2002．建筑地基处理技术规范．
［3］50007．地基基础设计规范．
［4］李钧民．重力式挡土墙设计经验谈［J］．岩土工程技术，1998．
［5］陈景文，刘年华等．挡土墙背填土表面变形与侧压力研究［J］．岩土工程学报，2007．
［文章编号］1006-7619（2011）12-19-254
［作者简介］ 薛松（1982-），男，职称：工程师，青岛市建筑设计研究院集团股份有限公司。