论文部分内容阅读
摘要：本文从挡土墙设计前期资料准备及分析形式的选择等方面进行了论述，并指出了挡土墙设计时应该注意的问题和增加稳定性的措施，通过对挡土墙进行合理设计，供同行参考借鉴。
关键词：道路工程；挡土墙；设计；思考
公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。由于挡土墙具有结构简单、占地少、施工方便和造价低廉等诸多优点，在边坡建设中得到广泛的应用。挡土墙是稳固道路边坡失稳的一种构造物。按使用位置分类，可分为路肩式挡土墙、路堤式挡土墙及路堑式挡土墙；按墙背倾斜方向分类，可分为俯斜墙、垂直墙和仰斜墙；按结构型式分类，可分为重力式、衡重式。在挡土墙设计时应参照规范合理选取挡土墙类型、材料、计算参数以及截面形式，同时严格的对挡土墙的稳定验算，制定出可行性安全性及经济合理性的方案。
1 前期资料准备及分析
挡土墙的设计应综合考虑工程地质、水文地质、荷载作用情况、施工条件、工程造价等因素，在选择挡土墙设计方案时，必要时应与桥隧等其他方案进行技术经济比较，分析其技术的可行性、可靠性及经济的合理性，然后再确定设计方案，并根据实际情况进行挡土墙的选型，以求工程经济合理。
挡土墙设计前应尽可能进行较为详细的现场踏勘，熟悉工程所处的地理环境，并对实地调查的情况及现有的资料进行整理、分析，这对正确地确定设计参数，合理选择墙型，综合考虑填料、排水的影响因素，具有重要的指导作用。设计计算时，还应考虑周围建筑物荷载的影响。设计参数的确定应慎重，并尽量切合实际，这直接关系着设计墙体是否经济合理、安全可靠。
2 挡土墙形式的选取
挡土墙是公路工程中广泛采用的一种构造物，特别在山区公路中，应用更为广泛。
2.1 重力式挡墙：对于挡土高度不超过 5 米的路基挡墙，重力式挡墙常为首选结构。当挡土高度超过 5 米，重力式挡墙的前趾基底应力有可能超过地基容许承载力，不得已可选用构造稍复杂的衡重式挡墙。
2.2 衡重式挡墙：衡重式挡墙的最大优点是可利用下墙的衡重平台迫使墙身整体重心后移，使得基底应力趋干平衡，这样可适当提高挡土高度。
2.3 钢筋混凝土扶壁式挡墙：可进一步提高挡墙砌筑高度，但挡墙底板必须有足够的宽度，特别在前齿部位。否则基底应力仍很大（见下述两种挡墙稳定验算的对比结果）。该挡土墙耗钢量大，造价顿高；而且墙体均为立模现浇，施工不易。
2.4 加筋土挡墙：是一种能适应软土地基砌筑高挡墙的理想结构。它使原本作为挡墙外荷载的墙后填料转化为墙体结构的一部分无疑是一种创造性的突破。
考虑挡土墙设计方案时，应与其他工程方案进行技术经济比较，分析其技术的可行性、可靠性及经济的合理性，然后才确定设计方案，并根据实际情况进行挡土墙的选型。
重力式挡土墙一般在公路工程中应用比较广泛，它具有构造简单、施工方便和就地取材等优点，但其稳定性主要靠墙身自重来保证，因而墙身断面尺寸较大，占地较多；此外，挡墙的有效高度相对较小，在一些地形地势受限的场所，不能充分发挥其优势，也不易实行施工的机械化，故而重力式挡墙在经济性、合理性、安全性方面存在一定的局限性。
3 挡土墙截面形式选取
浆砌片石挡土墙墙顶宽度应大于0.5m，当墙高小于5m且使用位置是路堤或路肩时，采用重力式挡土墙，可以发挥其形式简单、施工方便的优势。至于是采用路肩挡土墙或路堤挡土墙，应结合用地条件考虑，必要时可作技术经济比较。因为路堤挡土墙承受荷载比路肩挡土墙大，受力条件较为不利，虽然墙高减小，但是墙的宽度要增加，所以路堤墙与路肩墙的截面污工数量较为接近，基础情况相仿时，采用路肩墙比较有利。当墙高大于5m且地基条件较好时，采用衡重式挡土墙，利用衡重台上填土的下压作用和全墙重心后移，增加墙身稳定，可以有效地减小截面和基础开挖，节省材料。在挖方边坡比较陡峭时，采用路堑挡土墙，可减少土方开挖避免破坏原状土体；在地质条件不良情况下，还可以支挡可能坍滑的山坡土体。
4 增加挡土墙稳定性的措施
挡土墙的设计，一般利用有关土压力的理论和公式，计算出作用于墙背的土压力，并根据初始条件拟定挡土墙的截面尺寸，再对拟定尺寸的挡墙进行验算，如果不满足要求，需要改变拟定的截面尺寸再验算，如此反复，直至满足要求为止。
挡土墙的验算，一般包括地基承载力验算、墙身强度验算、稳定性验算。地基承载力验算与一般偏心荷载作用下基础的计算方法相同，墙身强度验算需根据材料的不同来计算，相对而言挡土墙的稳定性验算比较复杂，它包括抗倾覆和抗滑移稳定验算，因此在设计中应采取各种有效措施来增加墙体的稳定性。
4.1 提高墙背填料的粗糙程度
提高墙背填料粗糙程度目的是增大墙背摩擦角，减少倾覆力，该方法是增加墙体稳定性的有效措施。
4.2 设置向内倾斜的基底
该方法可以增加抗滑力和减少滑动力，从而增加了抗滑稳定性。
4.3 采用凸榫基础
在挡土墙基础底面设置混凝土凸榫，与基础连成整体，利用榫前土体产生的被动土压力以增加挡土墙的抗滑稳定性。
4.4 展宽墙趾
在墙趾处展宽基础以增加稳定力臂，是增加抗傾覆稳定性的常用方法。
4.5 改变墙高及墙背坡度
减缓墙面坡度可增加稳定力臂，加陡俯斜墙背或减缓仰斜墙背可减少土压力，从而增加挡土墙的抗倾覆稳定性。
4.6 改变墙身断面类型
当地面横坡较陡时，应使墙胸尽量陡立 这时可改变墙身断面类型，如改用衡重式墙或墙后加设卸荷平台，以减少土压力并增加稳定力矩。 5 挡土墙设计考虑的因素
5.1受力分析要全面
挡土墙的形式不同，受力状态亦不同，并且外在的附加荷载也不同。所以，设计时应全面考虑各种土压力及附加荷载，如水压力、周围建筑物的附加应力等，以免造成荷载漏算，酿成工程事故。
5.2指标取值要准确
应根据现场实际情况通过调查、试验和参考已有工程实践经验确定各种物理力学指标和参数，或者选用规范推荐值。特殊的，如粘土填料或高大挡土墙背填土，应尽可能由试验取得。
5.3墙身材料要合理
挡土墙墙身材料应根据当地条件因地制宜，合理选用。砌筑挡土墙的石料应采用结构密实、质地均匀、不易风化且无裂缝的硬质石料，其抗压强度不小于30MPa。在冰冻和浸水地区，应具有耐冻和抗腐蚀性能。当采用混凝土预制块时，其规格应与料石相同，抗压强度不小于C15。此外，依据规范，正确选用建筑材料的标准容重、石砌体的容许应力、砌体设计强度等设计参数。
5.4 排水设施要齐全
挡土墙要有必要的排水措施。必须对挡土墙后有无排水设施及其排水走向调查清楚，正确分析雨季雨量及墙后的汇水面积，必要时应设置排水截水沟。同时必须在墙体上设置泄水孔及滤水构造。
5.5 沉降缝设置要规范
应根据场地的地理条件及地质变化情况，合理地设置沉降缝，避免挡土墙因为沉降不均而开裂。沉降缝一般每隔10m～15m设置一道，缝宽2cm～3cm，自墙顶做至基底，缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青的木板等具有弹性的材料沿墙的内、外、顶三侧填塞，填塞深度不小于15cm。
6 结束语
挡土墙在公路工程建设中应用十分广泛，在设计中一定要依据复杂的地形、地质条件，合理选型、认真设计，必要时可针对现场情况将不同形式的挡土墙综合比选，确定最佳形式，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。这样才能保证挡土墙设计的合理性、经济性和安全性。在工程设计中，必须重视挡土墙的设计质量，尽量避免事故的发生，减小挡土墙事故造成的危害。
参考文献：
[1] 黄明跃.试析公路挡土墙设计[J].黑龙江科技信息，2011，（07）.
[2] 马文亮.山区公路挡土墻设计浅析[J].中国新技术新产品，2010，（05）.
[3] 夏琴.公路挡土墙的选型及基础处理措施[J].华东公路，2012，（06）.
关键词：道路工程；挡土墙；设计；思考
公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。由于挡土墙具有结构简单、占地少、施工方便和造价低廉等诸多优点，在边坡建设中得到广泛的应用。挡土墙是稳固道路边坡失稳的一种构造物。按使用位置分类，可分为路肩式挡土墙、路堤式挡土墙及路堑式挡土墙；按墙背倾斜方向分类，可分为俯斜墙、垂直墙和仰斜墙；按结构型式分类，可分为重力式、衡重式。在挡土墙设计时应参照规范合理选取挡土墙类型、材料、计算参数以及截面形式，同时严格的对挡土墙的稳定验算，制定出可行性安全性及经济合理性的方案。
1 前期资料准备及分析
挡土墙的设计应综合考虑工程地质、水文地质、荷载作用情况、施工条件、工程造价等因素，在选择挡土墙设计方案时，必要时应与桥隧等其他方案进行技术经济比较，分析其技术的可行性、可靠性及经济的合理性，然后再确定设计方案，并根据实际情况进行挡土墙的选型，以求工程经济合理。
挡土墙设计前应尽可能进行较为详细的现场踏勘，熟悉工程所处的地理环境，并对实地调查的情况及现有的资料进行整理、分析，这对正确地确定设计参数，合理选择墙型，综合考虑填料、排水的影响因素，具有重要的指导作用。设计计算时，还应考虑周围建筑物荷载的影响。设计参数的确定应慎重，并尽量切合实际，这直接关系着设计墙体是否经济合理、安全可靠。
2 挡土墙形式的选取
挡土墙是公路工程中广泛采用的一种构造物，特别在山区公路中，应用更为广泛。
2.1 重力式挡墙：对于挡土高度不超过 5 米的路基挡墙，重力式挡墙常为首选结构。当挡土高度超过 5 米，重力式挡墙的前趾基底应力有可能超过地基容许承载力，不得已可选用构造稍复杂的衡重式挡墙。
2.2 衡重式挡墙：衡重式挡墙的最大优点是可利用下墙的衡重平台迫使墙身整体重心后移，使得基底应力趋干平衡，这样可适当提高挡土高度。
2.3 钢筋混凝土扶壁式挡墙：可进一步提高挡墙砌筑高度，但挡墙底板必须有足够的宽度，特别在前齿部位。否则基底应力仍很大（见下述两种挡墙稳定验算的对比结果）。该挡土墙耗钢量大，造价顿高；而且墙体均为立模现浇，施工不易。
2.4 加筋土挡墙：是一种能适应软土地基砌筑高挡墙的理想结构。它使原本作为挡墙外荷载的墙后填料转化为墙体结构的一部分无疑是一种创造性的突破。
考虑挡土墙设计方案时，应与其他工程方案进行技术经济比较，分析其技术的可行性、可靠性及经济的合理性，然后才确定设计方案，并根据实际情况进行挡土墙的选型。
重力式挡土墙一般在公路工程中应用比较广泛，它具有构造简单、施工方便和就地取材等优点，但其稳定性主要靠墙身自重来保证，因而墙身断面尺寸较大，占地较多；此外，挡墙的有效高度相对较小，在一些地形地势受限的场所，不能充分发挥其优势，也不易实行施工的机械化，故而重力式挡墙在经济性、合理性、安全性方面存在一定的局限性。
3 挡土墙截面形式选取
浆砌片石挡土墙墙顶宽度应大于0.5m，当墙高小于5m且使用位置是路堤或路肩时，采用重力式挡土墙，可以发挥其形式简单、施工方便的优势。至于是采用路肩挡土墙或路堤挡土墙，应结合用地条件考虑，必要时可作技术经济比较。因为路堤挡土墙承受荷载比路肩挡土墙大，受力条件较为不利，虽然墙高减小，但是墙的宽度要增加，所以路堤墙与路肩墙的截面污工数量较为接近，基础情况相仿时，采用路肩墙比较有利。当墙高大于5m且地基条件较好时，采用衡重式挡土墙，利用衡重台上填土的下压作用和全墙重心后移，增加墙身稳定，可以有效地减小截面和基础开挖，节省材料。在挖方边坡比较陡峭时，采用路堑挡土墙，可减少土方开挖避免破坏原状土体；在地质条件不良情况下，还可以支挡可能坍滑的山坡土体。
4 增加挡土墙稳定性的措施
挡土墙的设计，一般利用有关土压力的理论和公式，计算出作用于墙背的土压力，并根据初始条件拟定挡土墙的截面尺寸，再对拟定尺寸的挡墙进行验算，如果不满足要求，需要改变拟定的截面尺寸再验算，如此反复，直至满足要求为止。
挡土墙的验算，一般包括地基承载力验算、墙身强度验算、稳定性验算。地基承载力验算与一般偏心荷载作用下基础的计算方法相同，墙身强度验算需根据材料的不同来计算，相对而言挡土墙的稳定性验算比较复杂，它包括抗倾覆和抗滑移稳定验算，因此在设计中应采取各种有效措施来增加墙体的稳定性。
4.1 提高墙背填料的粗糙程度
提高墙背填料粗糙程度目的是增大墙背摩擦角，减少倾覆力，该方法是增加墙体稳定性的有效措施。
4.2 设置向内倾斜的基底
该方法可以增加抗滑力和减少滑动力，从而增加了抗滑稳定性。
4.3 采用凸榫基础
在挡土墙基础底面设置混凝土凸榫，与基础连成整体，利用榫前土体产生的被动土压力以增加挡土墙的抗滑稳定性。
4.4 展宽墙趾
在墙趾处展宽基础以增加稳定力臂，是增加抗傾覆稳定性的常用方法。
4.5 改变墙高及墙背坡度
减缓墙面坡度可增加稳定力臂，加陡俯斜墙背或减缓仰斜墙背可减少土压力，从而增加挡土墙的抗倾覆稳定性。
4.6 改变墙身断面类型
当地面横坡较陡时，应使墙胸尽量陡立 这时可改变墙身断面类型，如改用衡重式墙或墙后加设卸荷平台，以减少土压力并增加稳定力矩。 5 挡土墙设计考虑的因素
5.1受力分析要全面
挡土墙的形式不同，受力状态亦不同，并且外在的附加荷载也不同。所以，设计时应全面考虑各种土压力及附加荷载，如水压力、周围建筑物的附加应力等，以免造成荷载漏算，酿成工程事故。
5.2指标取值要准确
应根据现场实际情况通过调查、试验和参考已有工程实践经验确定各种物理力学指标和参数，或者选用规范推荐值。特殊的，如粘土填料或高大挡土墙背填土，应尽可能由试验取得。
5.3墙身材料要合理
挡土墙墙身材料应根据当地条件因地制宜，合理选用。砌筑挡土墙的石料应采用结构密实、质地均匀、不易风化且无裂缝的硬质石料，其抗压强度不小于30MPa。在冰冻和浸水地区，应具有耐冻和抗腐蚀性能。当采用混凝土预制块时，其规格应与料石相同，抗压强度不小于C15。此外，依据规范，正确选用建筑材料的标准容重、石砌体的容许应力、砌体设计强度等设计参数。
5.4 排水设施要齐全
挡土墙要有必要的排水措施。必须对挡土墙后有无排水设施及其排水走向调查清楚，正确分析雨季雨量及墙后的汇水面积，必要时应设置排水截水沟。同时必须在墙体上设置泄水孔及滤水构造。
5.5 沉降缝设置要规范
应根据场地的地理条件及地质变化情况，合理地设置沉降缝，避免挡土墙因为沉降不均而开裂。沉降缝一般每隔10m～15m设置一道，缝宽2cm～3cm，自墙顶做至基底，缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青的木板等具有弹性的材料沿墙的内、外、顶三侧填塞，填塞深度不小于15cm。
6 结束语
挡土墙在公路工程建设中应用十分广泛，在设计中一定要依据复杂的地形、地质条件，合理选型、认真设计，必要时可针对现场情况将不同形式的挡土墙综合比选，确定最佳形式，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。这样才能保证挡土墙设计的合理性、经济性和安全性。在工程设计中，必须重视挡土墙的设计质量，尽量避免事故的发生，减小挡土墙事故造成的危害。
参考文献：
[1] 黄明跃.试析公路挡土墙设计[J].黑龙江科技信息，2011，（07）.
[2] 马文亮.山区公路挡土墻设计浅析[J].中国新技术新产品，2010，（05）.
[3] 夏琴.公路挡土墙的选型及基础处理措施[J].华东公路，2012，（06）.