公路路基擋土墻防護設計及施工方法

閆東彪

公路路基擋土墻防護設計及施工方法

閆東彪

（中國鐵建國際集團北非區域公司，北京 100000）

在公路工程施工過程中，通過構建擋土墻，可能夠對山坡土體或者路基填土起到有效支撐的作用，不但能夠有效的避免土體發生變形，還能保證土體的穩定性，能夠對建筑物側向土體的壓力進行有效承受。本文以實際公路工程項目為例，首先分析了扶壁式路肩擋土墻與衡重式路肩擋土墻防護設計，并提出了路基擋土墻防護施工方法。實踐表明，此擋土墻防護設計不僅控制了施工污染，也有效增強了路基結構穩定性，為類似工程施工提供了借鑒。

公路路基；擋土墻；防護設計；施工方法

0 引言

擋土墻具有多種不同的類型，各種擋土墻在材料、位置、結構等方面均都是不同的，在實際施工過程中，應根據實際施工情況，選取相應合理擋土墻類型，這樣才能夠充分發揮出擋土墻的作用，因此公路路基擋土墻在防護設計與施工方法方面，必須要選取能夠完全滿足公路工程建設要求的方式。基于此，本文就公路路基擋土墻防護設計及施工方法展開了深入探討。

1 公路路基擋土墻防護設計的原則與意義

1.1 公路路基擋土墻防護設計的意義

在公路工程建設過程中，路基擋土墻的設計與施工是兩個極為重要的環節，公路路基的穩定性深受公路路基擋土墻設計與施工的影響。針對公路路基擋土墻，在對其進行設計過程中，應根據公路工程設計要求與施工要求來確定最佳的方案，以確保能夠順利完成路基擋土墻的防護設計。

1.2 公路路基擋土墻設計的原則

因為公路路基擋土墻設計能夠有效保證公路路基的穩定性，因此設計工作者在設計公路路基擋土墻過程中，一定要嚴格遵守“生態環保、保持水土、恢復自然”的基本原則進行設計。

2 項目背景

此公路工程項目的全線長度是1.825km，起訖樁號是K13+510--K15+335，采用的是雙向兩車道，路幅寬度是4.5m。此項目中路基坡面必須設計擋土墻防護，通過擋土墻有效保護路基結構的穩定性，實現公路安全行車。

3 路基擋土墻防護設計

此公路工程中路基擋土墻防護設計主要包含了扶壁式路肩擋土墻與衡重式路肩擋土墻。

3.1 衡重式路肩擋土墻設計

（1）擋土墻墻體選擇的是C20片石混凝土，而片石的摻入量應控制為20%以內，其頂部選擇的是C30混凝土（厚度為60cm），無需摻入片石，結合欄桿立柱實際埋設情況確定預留孔位置。

（2）毛石放置階段必須嚴格控制堆砌，按照規定要求分層排列，認真貫徹“小面朝上”、“大面朝下”的基本原則，毛石間隔距離應≥10cm，與模板、槽壁間隔距離應≤15cm，最后實施混凝土填充與振搗[1]。

（3）從毛石選用方面分析，必須保證毛石質地堅硬，表面干凈、無任何裂隙，且未風化，毛石強度級別≥30MPa。

（4）混凝土振搗前應確定透水管具體預埋位置，以免振搗時造成透水管中進入水泥漿液。

（5）擋土墻施工采用的是分段砌筑模式，各段的長度需要結合具體開挖施工狀況而定。此公路工程項目中擋土墻分段長度控制為10m至15m，針對地基和擋土墻容易出現高度變化的區域應建立沉降縫（其寬度控制為2cm）[2]。同時沉降縫位置選擇瀝青麻絮或者是防水材料實施填充處理，但需要保證填充深度≤15cm。

（6）擋土墻后填料或是填石階段，需要確保其內摩擦角＞35°，當混凝土強度≥設計規定要求的70%后，才能夠實施填筑夯實處理，從而提高墻體結構穩定性。

（7）在進行擋土墻施工之前必須妥善處理工程現場排水工作，根據現場實際情況制定合理、可行的排水措施，實現施工地面積水及時、有效排出，使地面處于干燥狀態。而擋土墻施工結束之后應從坡頂、坡地區域設置排水設施，以免墻體出現地下水滲入現象。

（8）若是衡重式擋土墻中的基礎為2.5m至9m，則墻體基礎土質必須選擇優于坡積砂紙黏性土，且承載能力≥220kPa；若是衡重式擋土墻中的基礎為10m至13m，則墻體基礎土質必須選擇優于砂土狀強風化巖，且承載力≥420kPa[3]。若是工程現場地質條件無法達到以上規定要求，則必須及時與項目設計單位、施工單位以及建立單位展開討論研究，從而做出合理化調整。

以動態方式設計擋土墻，結合工程現場土層及環境實際變化情況，編制動態化設計方案，并及時優化與完善擋土墻設計方案。

3.2 扶壁式路肩擋土墻防護設計

（1）擋土墻及其承臺設計選擇的是C35鋼筋混凝土。

（2）該擋土墻采用分段模式進行施工，同時分段段間位置應建立沉降縫（寬度控制為2cm），而在進行接縫處理時需要確保縫隙垂直與整齊，上下處于貫通狀態，選擇瀝青或者是麻絮進行縫隙填塞。

（3）擋土墻后填料或是填石階段，需要確保其內摩擦角＞35°，當混凝土強度≥設計規定要求的70%后，才能夠實施填筑夯實處理，從而提高墻體結構穩定性。

（4）合理控制擋土墻高度，從墻體中建立泄水孔，一般選擇PVC管道（直徑φ=6cm），而管口應插入墻背約15cm[4]。同時底端排水孔需要＞地面高度約30cm，墻背基坑應建立防滲土工布，確保其寬度與基坑寬度相同。此外，墻背角、防滲土工布之間的交折角位置應選擇砂漿或是瀝青實施抹平處理。

（5）以動態方式設計擋土墻，結合工程現場土層及環境實際變化情況，編制動態化設計方案，并及時優化與完善擋土墻設計方案。

4 路基擋土墻施工方法

4.1 衡重式擋土墻施工

基坑開挖選擇的是“人工+機械”相結合的開挖模式，安排專業測量人員通過全站儀設備實現起點、終點、中線以及邊線的精準標注，同時完成基坑高程以及深度的準確標注。基坑開挖時首先通過挖掘機進行開挖，然后采用人工方式進行挖掘，從而防止發生超挖現象，最后按照規定要求對基坑的高程、深度進行檢查，確保符合標準規定要求。基坑底應建立水井與排水溝，以及時將基底中的積水排出。

基底的處理需要結合其標高進行夯實，確保基底密實度≥90%，提高基底摩擦力。從基坑底部鋪設碎石層（其厚度為20cm），然后通過打夯機進行夯實處理，頂部區域墊層進行C10混凝土澆注施工。

模板安裝選擇的是鋼材質模板，需要提前對鋼材質模板進行除銹、拋光處理，并均勻涂抹一層脫模劑，外部采用鋼管對四周墻壁進行支撐，內部采用拉桿方式完成加固處理。在模板安裝過程中應通過吊車進行輔助，側模選擇螺栓（其直徑φ=16cm）實現固定，當模板安裝完成之后必須擰緊螺栓，然后利用海綿條將拼裝縫填滿，從而防止發生漏漿現象[5]。

混凝土澆注必須確保一次完成，主要劃分成三部分實施澆注（詳見圖1）。在澆注過程中需要根據由低至高的順序實施分層澆注，各層厚度是30cm，同時應合理控制振搗，防止發生漏振、過振現象。

圖1 衡重式擋土墻混凝土澆注

4.2 扶壁式擋土墻施工

基槽開挖施工選擇的模式是“人工+機械”組合開挖，以確保開挖進度可以符合施工進度規定要求，防止基槽長時間暴露在外。而在開挖施工階段需要安排專業人員負責監測基槽高程變化情況，以免發生超挖問題。

從地基處理方面分析，需要等到參建方完成基槽檢查且符合規定要求之后，才可以實施基底處理。此項目中地基處理選擇的是小型壓路機，通過壓路機進行基地夯實施工，以進一步增強基底夯填密實度。而在混凝土澆注墊層過程中應提前開挖凸榫槽，選擇的澆注材料是C15混凝土（具體厚度是20cm）。在鋼筋綁扎施工階段應嚴格貫徹由下至上的順序進行，首先綁扎骨架，然后綁扎細部，同時鋼筋接頭必須錯開，同截面中鋼筋接頭數量應≤50%，選用的鋼筋材料必須確保符合施工實際要求，尤其是鋼筋等級、規格等。

針對模板安裝施工而言，此項目中墻身和扶壁間模板選擇的是鋼材質模板，需要保證模板的板面平整，采用玻璃膠將接縫處進行填充處理，以免發生漏漿現象，外露部分則應確保線條流暢與結構美觀。在混凝土強度達到一定級別之后，確保不會影響混凝土施工表面的基礎上進行模板拆除，一般是混凝土澆注施工結束后的24h之內實施模板拆除作業，同時混凝土強度必須≥1.2MPa。

混凝土澆注基本劃分成底板部分、上部結構部分以及中上部結構部分，選擇的澆注施工方式是隔斷澆注。其中底板澆注過程中必須嚴格控制溜槽入模，從而使混凝土可以通過泵車進行入模。此外，混凝土澆注需要實施水平分層，各層的厚度應保證≤30cm。

5 擋土墻監測

為能夠對擋土墻的變形發展趨勢進行及時了解與掌握，確保擋土墻的穩定性，一定要做好擋土墻監測工作，即：

5.1 水平位移(測斜)的監測

為能夠對擋土墻變形對附近建筑物造成的影響進行有效評價，能夠對擋土墻在使用過程中產生的水平變形情況進行監測，應按照30m的間隔距離，在擋土墻的頂部埋設斜測管，其中，應將斜測管埋入中風化巖層2m深位置處。

5.2 垂直位移的監測

在路基擋土墻的坡頂，沿著邊坡方向，對沉降點的觀測點進行有效布設，不同沉降觀測點之間應相距15-20m，在坡底應沿著道路在每15-20 m位置處埋設1點。

5.3 支護結構變形情況的監測

為能夠對支護結構變形情況進行有效監測，應在每間隔15-20m位置處布設一個監測點。

5.4 地表裂縫的監測

所謂地表裂縫的監測，就是指定時觀測擋墻坡頂大于1.5倍邊坡高度范圍之內的地表裂縫情況。

5.5 頻率的監測

在進行正式施工以前，應連續監測2次初始位移值，在施工過程中，應每2個星期監測1次頻率，在施工結束以后，應每1到2個月監測1次頻率。如果出現暴雨天氣或者其他異常情況，在這種情況下，需要對頻率監測次數進行加大。

5.6 應急處理對策

當邊坡或者支護結構發生過大變形或者其他異常現象時，如支護結構發生開裂、位移突變、水平位移的連續位移速度大于2 mm/d等，在這種情況下，需要及時采取有效的應對處理對策，包括頂刷方卸壓、增設錨索等。

6 總結

公路工程項目中設計擋土墻能夠保護路基結構安全。由此需要結合公路工程項目實際情況，編制合理、可行的擋土墻防護設計方案，并按照規定施工方法進行，從而才能夠充分發揮擋土墻作用。本文以實際公路工程項目為例，重點分析了衡重式擋土墻與扶壁式擋土墻設計、施工，以為類似工程施工提供參考與借鑒。

[1]盛朝勇.公路路基工程擋土墻施工技術的應用[J].黑龍江交通科技,2020,43(03):58-59.

[2]趙小剛.路基邊坡超高衡重式與俯斜式擋墻組合施工方法[J].甘肅科技,2020,36(11):97-100.

[3]龔福初,仇明.扶壁式擋墻結合樁錨復合支護結構的設計與分析[J].工程技術研究,2019,4(10):176-177.

[4]張凌濤,王春光,李明勛,葛文.扶壁式擋土墻設計研究及工程應用[J].四川建材,2018,44(07):141-142.

[5]肖雨農,張可能,嚴學寨,鄭杰平,張云毅.花崗巖強風化區高填方重力式擋土墻設計與施工案例研究[J].工程建設與設計,2019(19):65-68.

閆東彪（1983.11 - ），男，漢，籍貫：天津市人，職稱：工程師，本科，單位：中國鐵建國際集團北非區域公司，研究方向：工程管理。

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1007-6344（2021）04-0146-02