高速公路邊坡支護(hù)擋土墻設(shè)計

羅東生 廣東省建筑設(shè)計研究院，廣東 廣州 510010

在高速公路建設(shè)的過程中，擋土墻作為路基、填土、防止路基變形的一種公路基礎(chǔ)構(gòu)造物，對提升高速公路路基的穩(wěn)定性，保證高速公路的使用壽命有著重要的意義。加大對高速公路邊坡支護(hù)擋土墻的設(shè)計研究，有著重要的理論與現(xiàn)實意義。本文結(jié)合高速公路邊坡支護(hù)擋土墻施工實踐，就邊坡支護(hù)擋土墻的類型與設(shè)計展開了分析。通過研究高速公路邊坡支護(hù)擋土墻的設(shè)計方法，豐富高速公路施工研究。

1 高速公路邊坡支護(hù)擋土墻的應(yīng)用范圍

高速公路路基作為提升公路穩(wěn)定性的設(shè)施，在下面的情況出現(xiàn)時可以通過修建擋土墻來提升路基的穩(wěn)定性，這些情況包括:坡度較陡的地段、存在巖石風(fēng)化的邊坡區(qū)域、為了減少挖方、降低公路邊坡高度的地段、易出現(xiàn)地質(zhì)滑坡等災(zāi)害的地段、需要高填方的區(qū)域、沿江、沿河路基地段、為降低拆遷數(shù)量地段等等。在進(jìn)行高速公路擋土墻的設(shè)計方案制作時，要加大與其他方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。例如:在使用路堤擋土墻的時候，經(jīng)常將其與填方做比較。在使用山坡?lián)跬翂Φ臅r候，經(jīng)常與隧道等方案做比較，以更好的提升施工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)投入的合理性。

2 高速公路擋土墻的類型及適用條件

擋土墻作為支承高速公路路基填土或者山坡土體，對于提升高速公路路基的穩(wěn)定性、降低路基的變形有著重要的意義。高速公路邊坡支護(hù)擋土墻的類型有多種，在劃分的時候大部分是以擋土墻的結(jié)構(gòu)方式來分類的。最為常見的擋土墻形式有以下幾種:重力式擋土墻、衡重式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、加筋土式擋土墻、錨桿式擋土墻、錨定板式擋土墻等。不同類型的擋土墻其適用范圍會因墻址地型、施工環(huán)境、建筑材料、地質(zhì)狀況等因素的影響。

2.1 重力式擋土墻

高速公路邊坡支護(hù)的重力式擋土墻，一般是通過塊石、混凝土等材料進(jìn)行砌筑的。重力式擋土墻借助擋土墻自身的重量來保證墻體的穩(wěn)定性。所以，重力性擋土墻的截面一般比較大，這種擋土墻適合在小型工程中使用，重力擋土墻一般小于八米。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于施工，在高速公路邊坡支護(hù)施工中有著非常廣泛的應(yīng)用。

2.2 懸臂式擋土墻

在高速公路施工的過程中，當(dāng)?shù)鼗耐临|(zhì)比較差，或者缺乏石料的時候，一般使用懸臂式擋土墻，通過把擋土墻設(shè)計成L 型，使用鋼筋混凝土做建造的材料。懸臂式擋土墻的穩(wěn)定性主要是借助墻踵懸臂上面的土重量予以維持的。在施工的時候懸臂式擋土墻內(nèi)部放置鋼筋，以更好的承受拉應(yīng)力，所以擋土墻的墻身截面要小。

2.3 扶壁式擋土墻

扶壁式擋土墻在高速公路邊坡支護(hù)中有著重要的應(yīng)用，扶壁式擋土墻是由墻面板、墻趾板、墻踵板、扶肋等結(jié)構(gòu)組成的。基巖這懸臂式擋土墻的墻長方向，間隔一定的距離增設(shè)扶肋，將墻面板與墻踵板連接到一起。附壁石擋土墻經(jīng)常用于史料缺乏、地基承載力比較差的施工建設(shè)段。如果墻高較高的時候，扶壁式擋土墻的經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。

2.4 錨定板及錨桿式擋土墻

錨定板擋土墻作為擋土墻的一種類型，是由墻面、錨定板、混凝土立柱等構(gòu)件拼裝成的。錨定板擋土墻通過填土、擋土墻結(jié)構(gòu)兩者的作用力來保證擋土墻自身的穩(wěn)定性。錨定板擋土墻與重力式擋土墻比較，其結(jié)構(gòu)更輕、柔性大、施工量少、工程造價低、便于施工等優(yōu)勢。錨定板擋土墻適合在地基承載力差的區(qū)域。在設(shè)計的過程中，為了更好的提升錨定板擋土墻的結(jié)構(gòu)內(nèi)力效果，一定要確保錨定板結(jié)構(gòu)附近的系統(tǒng)穩(wěn)定與土的摩擦阻力大于自重、荷載的壓力之和。

2.5 加筋土擋土墻

加筋土擋土墻的組成包括三個部分，分別是擋土墻面板、擋土墻的拉筋、填土等三個部分構(gòu)成的。此種擋土墻是通過拉筋與填土兩者之間的摩擦，將土的側(cè)壓力傳遞給拉筋，達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻作為一種柔性的結(jié)構(gòu)，能夠承受較大程度的變形，作為一種重力式的路基結(jié)構(gòu)，能夠有效的承載荷載帶來的沖擊。而且，加筋土擋土墻的施工簡單、所需的占地面積小，適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點，經(jīng)常用于石料缺乏的施工區(qū)域。

3 高速公路邊坡支護(hù)擋土墻的設(shè)計

3.1 擋土墻設(shè)計參數(shù)的選取

在高速公路邊坡支護(hù)擋土墻設(shè)計的時候，由于進(jìn)行主動土壓力的庫倫理論計算適用范圍較小，尤其是粘性土的壓力計算的時候，往往會存在較大的誤差。因此，在進(jìn)行粘性土填料的擋土墻計算的時候，所設(shè)計的參數(shù)，例如填料的內(nèi)摩擦角等所用的取值要相對保守一些。因為庫倫理論作為一種常用的簡化土壓力的計算方法。對于砂性土填料的擋土墻，其設(shè)計的參數(shù)需要按照實際的情況來進(jìn)行取值。而安全系數(shù)的選取上，對于墻高大于六米的擋土墻，在實際設(shè)計的過程中，可以將安全系數(shù)提升百分之二十，以更好的提升擋土墻的安全性能。

3.2 擋土墻墻面坡的選取

高速公路邊坡支護(hù)擋土墻的設(shè)計為了提升擋土墻的美觀與施工的便捷性，往往使用一個墻面坡設(shè)計的方法。而針對山區(qū)高速公路的擋土墻，通過借助較陡的墻面坡，可以有效的降低擋土墻的高度，實現(xiàn)施工材料的節(jié)省。大多數(shù)情況下，在進(jìn)行重力式擋土墻、衡重式擋土墻設(shè)計的時候，一般墻面坡的設(shè)計比例為1:0.05，而進(jìn)行仰斜式擋土墻設(shè)計的時候，其墻面坡的比例為1:0.25，以此來提升擋土墻設(shè)計的科學(xué)性。

3.3 擋土墻墻背坡的選取

在進(jìn)行仰斜式擋土墻鞋設(shè)計的時候，墻背坡的設(shè)計比例一般在1:0.3，實際的設(shè)計過程中，需要根據(jù)開挖的臨時邊坡來進(jìn)行選取。在擋土墻高度增加的情況下，擋土墻墻頂?shù)膶挾纫残枰鄳?yīng)的加大。針對衡重式路肩擋土墻來講，在擋土墻的高度小于等于八米的時候，上墻背坡的比例為1:0.25，在擋土墻的高度大于八米小于十米的時候，上墻背坡的比例為1:0.3.

3.4 擋土墻設(shè)計控制的重點

擋土墻的設(shè)計過程中，由于擋土墻承受來自土的壓力比較大。因此，在設(shè)計的過程中，要加大對擋土墻穩(wěn)定性與抗傾覆能力的計算。例如:衡重式擋土墻設(shè)計時，往往較為容易滿足擋土墻穩(wěn)定性的要求。擋土墻的墻身斷面的強(qiáng)度作為設(shè)計的主要控制指標(biāo)之一，為了更好的提升墻身的強(qiáng)度，需要選用高強(qiáng)度的石料等進(jìn)行砌筑。

4 結(jié)語

綜上所述，高速公路擋土墻作為公路路基防護(hù)工程的主要內(nèi)容之一，在高速公路的山區(qū)路段，擋土墻有著廣泛的應(yīng)用空間。為了更好的提升高速公路邊坡支護(hù)擋土墻的設(shè)計與建設(shè)效果，需要在實地勘察、策略的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程的需要確定擋土墻構(gòu)造物的形式與大小。通過使用有效的擋土墻設(shè)計方法，做好擋土墻地基穩(wěn)定性、擋土墻截面強(qiáng)度的計算。在此基礎(chǔ)上，通過有效的施工管理，來提升高速公路擋土墻的質(zhì)量。

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