市政道路工程中路基擋土墻的設(shè)計研究

李朝翌

（保定市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，河北 保定 071000）

擋土墻是相對剛性的墻，用于橫向支撐土體，使得土壤可以在兩側(cè)保持不同的高度。擋土墻是設(shè)計用于將土壤限制在不會自然保持的斜坡上的結(jié)構(gòu)(通常是陡峭的，接近垂直的或垂直的斜坡)。它們通常安裝在兩個不同高度之間的土壤中，例如山坡耕作或道路立交橋。

1 擋土墻的類型

1.1 重力墻

在20 世紀(jì)早期，較高的擋土墻通常是由大量混凝土或石頭制成的重力墻。如今，較高的擋土墻越來越多地被構(gòu)造為復(fù)合重力墻，例如：土工合成材料，土工格室約束土壤保持或預(yù)制飾面；石籠(堆積的鋼絲筐充滿巖石)；床墻(由預(yù)制混凝土或木材構(gòu)成，并填充顆粒材料)；土釘墻(用鋼筋和混凝土桿加固的土壤)。

1.2 懸臂式擋土墻

懸臂式擋土墻由鋼筋、現(xiàn)澆混凝土或灰泥砌筑的內(nèi)部鋼筋制成(通常呈倒T 形)。這些墻壁將懸臂載荷(如梁)懸掛在大型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，將墻后的水平壓力轉(zhuǎn)換為下方地面的垂直壓力。有時懸臂式墻壁在前部支撐，以提高其抵抗高負(fù)荷的強度。支撐結(jié)構(gòu)是短翼墻，與墻的主要趨勢成直角。這些墻需要在季節(jié)性霜凍深度以下的剛性混凝土基礎(chǔ)、這種類型的墻比傳統(tǒng)的重力墻使用的施工材料更少。

1.3 板樁擋土墻

板樁擋土墻通常用于軟土和狹窄空間。板樁墻由鋼板，乙烯基板或木板制成，并被推入地下。 為了快速估算，材料通常被驅(qū)動到地面以上1/3，地下2/3，但這可能會根據(jù)環(huán)境而改變。 較高的板樁墻需要一個系留錨，放置在土壤后面一定距離的墻壁上，通常通過電纜或桿系在墻壁上，然后將錨固件放置在土壤中的潛在破壞平面后面。

1.4 鉆孔樁擋土墻

鉆孔樁擋土墻是通過組裝一系列鉆孔樁來建造的。 根據(jù)項目，鉆孔樁擋土墻可包括一系列地錨、加強梁、土壤改良操作和噴射混凝土加固層。這種施工技術(shù)傾向于在板樁有效的施工解決方案的情況下使用，但是由打樁機(jī)產(chǎn)生的振動或噪聲水平是不可避免的。

2 市政道路工程中路基擋土墻的設(shè)計

2.1 土釘

土釘是一種通過插入相對細(xì)長的元件(通常是鋼筋)來加固土坡，挖掘或擋土墻的技術(shù)。通常將鋼筋安裝在預(yù)鉆孔中，然后灌漿到位或鉆孔并同時灌漿。 們通常在略微向下傾斜的情況下以未張緊的方式安裝。在表面可以使用剛性或柔性面(通常是噴射混凝土)或隔離的土釘頭。

2.2 機(jī)械穩(wěn)定

機(jī)械穩(wěn)定的土壤，也稱為MSE，是通過在其末端固定的分層水平墊(土工合成材料)人工增強構(gòu)造的土壤。這些墊子提供了超過簡單重力墻結(jié)構(gòu)的額外內(nèi)部剪切阻力。其他選項包括鋼帶，也分層。這種類型的土壤強化通常需要外墻(S.R.W.-分段擋土墻)來固定層。

墻面通常是預(yù)制混凝土單元，可以容忍一些差異運動。加筋土的質(zhì)量以及飾面起到改進(jìn)重力墻的作用。必須建造足夠大的增強物質(zhì)以保持其后面土壤的壓力。重力墻的深度或厚度通常必須至少為墻壁高度的50%至60%，如果墻壁上有坡度或附加結(jié)構(gòu)，則重力墻可能必須更大。

限制系統(tǒng)(土工格室)也用于重力墻的穩(wěn)定和帶有土工格柵的加固。擋土墻在自重和外部施加的載荷下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而結(jié)構(gòu)的柔韌性提供非常高的抗震性能。墻壁的外部筋膜可以種植植被以形成綠色墻壁。

2.3 直剪試驗

直剪試驗是巖土工程師用來測量土壤或巖石材料或土壤或巖體中不連續(xù)性的剪切強度特性的實驗室或現(xiàn)場試驗。

對于巖石，測試通常僅限于具有(非常)低剪切強度的巖石。然而，該測試是建立巖石中不連續(xù)性的剪切強度特性的標(biāo)準(zhǔn)實踐。

對來自相對未受干擾的土壤樣品的三個或四個樣品進(jìn)行測試。將樣品置于剪切盒中，該剪切盒具有兩個堆疊的環(huán)以保持樣品；兩個環(huán)之間的接觸大約在樣品的中間高度。將限制應(yīng)力垂直施加到試樣上，并且橫向拉動上環(huán)直到樣品失效，或通過指定的應(yīng)變。以一定的間隔記錄施加的載荷和引起的應(yīng)變，以確定每個約束應(yīng)力的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。在不同的約束應(yīng)力下測試幾個試樣以確定剪切強度參數(shù)，土壤內(nèi)聚力(c)和內(nèi)部摩擦角，通常稱為摩擦角。將每個樣品的測試結(jié)果繪制在圖表上，其中y 軸上的峰值(或殘余)應(yīng)力和x 軸上的限制應(yīng)力。符合測試結(jié)果的曲線的y 軸截距是內(nèi)聚力，線或曲線的斜率是摩擦角。

2.4 墻面設(shè)計

墻基礎(chǔ)將采用新的工程填充用于橋接方法。新的工程填料由壓實的硬質(zhì)粉質(zhì)粘土組成。現(xiàn)有的路基不需要改進(jìn)來支撐隔離墻。建議承包商驗證路基條件，以確保土壤條件在過渡期間沒有退化。基巖土壤中可能存在基巖或浮石的局部尖峰。在墻體施工之前，現(xiàn)有的路基不需要改進(jìn)。

3 結(jié)語

擋土墻是市政道路施工過程中的重要施工項目，而擋土墻的設(shè)計對其功能和質(zhì)量有著極大的影響，采取合理措施保障擋土墻設(shè)計質(zhì)量有著重要意義。本文對擋土墻的類型、特點及設(shè)計方法等進(jìn)行了分析，以期進(jìn)一步保障擋土墻設(shè)計質(zhì)量。