城市道路擋護設計研究

郭翔宇

（太原市市政工程設計研究院，山西太原 030000）

1 工程背景

太原市境東、西、北三面群山合抱，中南部為汾河河谷平原，整個地勢北高南低，呈簸箕形。東部山地包括系舟山及其向西南延伸的余脈；西部山地為呂梁山東翼，統稱西山，包括云中山南端、太原西山和關帝山東段；北部山地是太行山、呂梁山延伸的交接地帶，為太原、忻州的界山。中南部河谷平原屬于晉中盆地（亦稱太原盆地）北端，由沖積平原和沖洪積傾斜平原組成，海拔高度800m 左右，太原市城區就坐落其間。之前太原市的建設工程所在區域大多地勢平坦，道路修筑時也少見有大填大挖的情況，擋護工程基本也沒有必要，隨著城市的發展擴張，道路逐漸延伸至周邊丘陵山脈之中，擋護工程越來越多地出現在了工程建設中。下面就簡要介紹一下在近年工程實踐中設計過的擋護工程。

2 擋墻

2.1 小矮墻

道路高差較小位置，例如高差較小的小區院落，或者高坡、深谷的起終點段落，常采用這種設計。小矮墻一般為鋼筋混凝土結構，高約1m，寬約0.5m，需要時小矮墻頂部可安裝防撞或人行護欄，以保證安全，小矮墻通常可消化0.5m 以內的高差。

隨著國家產能的提高，同時出于環保的要求，以前常用的磚砌擋墻已經逐漸被淘汰，小矮墻可以完美的替代以前較為矮小的磚砌擋墻，同時有設計簡單、施工方便、材料易得的優點，是很實用的一種結構形式。

2.2 懸臂式擋墻

在高差較大的地形條件下，小矮墻就難以再滿足需求，需要更為可靠的擋墻形式，懸臂式擋墻是其中一種應用非常廣泛的擋墻形式。

懸臂式擋墻墻身及基礎均為鋼筋混凝土結構，按照《國家建筑標準設計圖集》（17J008），總高可以達到8m，從而擋護高約6m的高差，但總高在6~8m 擋墻需要在墻后設置埋置于墻后填土中的拉帶，而城市中道路周邊土地通常已開發或是有大量管線，難以設置拉帶，故而懸臂式擋墻的總高度通常都控制在6m 以內。

懸臂式擋墻墻身兩側坡度不同，直立一側為外露面，采用混凝土材料制成，可以形成較為美觀的立面效果，不需要額外的裝飾。另一側為1:0.1 的斜坡，還設置有粗粒料反濾層，可以將墻背部分土壤中的水通過擋墻上的排水孔排出。

懸臂式擋墻由墻背及基礎構成，墻身及基礎中均配有骨架筋及構造筋以保證擋墻的強度。擋墻基礎包括踵板及趾板兩部分，踵板上方填土的重量即為擋墻維持平衡的關鍵。趾板上方為需要鋪筑的道路路面結構，覆土厚度通常高50cm。在設計擋墻時，需要確定的尺寸及工程量包括墻高、基礎長度、高度、具體鋼筋種類及尺寸等。目前，懸臂式擋墻有較為成熟的設計表格，只需要將現狀地面標高及道路路邊設計標高輸入，即可自動生成所需工程量，但是在輸入數據時需要注意將墻頂臺帽的標高、路拱橫坡的標高變化等情況都考慮在內，以保證設計的準確性。

2.3 重力式擋墻（仰斜式）

在擋墻設計手冊中，重力式擋墻共包含仰斜式擋墻、衡重式擋墻、折背式擋墻等形式，每種擋墻樣式不一樣，適用的工程情況也不盡相同，受篇幅限制，本文僅以仰斜式擋墻做說明。

相對于懸臂式擋墻，重力式擋墻有其自己的優點：擋墻總高最高可以達到10m，擋墻的穩定性靠其自身的重量維持，無須額外的拉帶等構造等。有了以上優點，有些工程情況就適合做仰斜式擋墻，而不適合做懸臂式擋墻，例如：有一道路紅線邊與路面建筑物間距為2m，高差為4m。我們可以先按照懸臂式擋墻來考慮，在設計時便可以發現：懸臂式擋墻施工中需向建筑物方向開挖，以實施擋墻的踵板，但此時即使使用了鋼板樁作為施工措施，依然無法保證建筑物的安全。此時就需要我們將設計思路轉至仰斜式擋墻。仰斜式擋墻面坡及背坡均為1:0.25，且均傾斜向較低的一側，剛好適合我們的工程情況：墻背處擾動小，只需要向道路位置開挖，可以很好地保護坡頂的建筑物。

相對于懸臂式擋墻來說，仰斜式擋墻也有其缺點。在設計方面，沒有合適的表格來快速設計，需要我們參照擋墻設計手冊來一段段設計。設計時需要采用以下步驟：①熟悉擋墻具體尺寸構成，包括墻高、頂寬、基頂覆土厚度、基礎寬度等多個數值；②根據勘察報告，地區抗震要求等基礎數據在擋墻設計手冊中找到對應的數值表；③在大致核對擋墻頂寬，需放坡寬度，確定工程情況可以使用本擋墻后，開始具體數值的擬定：根據擋墻外露高度（實際情況中即為擋墻要消化的高差），假定一個擋墻總高，再拿擋墻總高算出擋墻基礎的各項尺寸，再反算出能剩余多少外露高度，看是否合適，直至各項尺寸都符合要求為止；④在將每段擋墻尺寸都擬定后，按照各細部尺寸畫出擋墻圖形，以量取各部分工程量，最后匯總。

2.4 坡面防護

在道路兩側有充足空間時，道路可以采用放坡處理，填方路段一般采用1:1.5 坡度，挖方路段常采用1:1 坡度。在填方、挖方高度較小時（3m 以內），可僅做坡面的沖刷防護即可，但隨著邊坡高度的升高，匯水面積進一步增大，坡面也更可能出現穩定性問題，所需的結構形式就變得更加復雜，這時對邊坡設計的要求就會變得更高。我們在設計時通常以每8m 作為一個防護單元，最上面單元的坡度采用1:1.5，第二個單元采用1:1.75，第三單元采用1:2，同時在每8m 的單元間設置寬2m 的平臺（平臺內設置截水溝），這樣一來就足以防護高約24m 的道路邊坡，在城市道路中已足夠滿足使用要求。

三維植被防護網及拱形骨架兩種設計較為常用，技術成熟，施工也方便，可以滿足很多工程的需要。

2.5 坡面防護與擋墻設計的結合

上面說到，在道路兩側空間充足時可以采用自然放坡的設計，但遇到如下情況時，這種設計顯然就難以滿足需求了：道路設計標高在現狀地坪基礎上抬高了15m，而離道路紅線20m 的地方有重要建筑物存在。此時我們計算就可以發現，20m 的距離不足以實現由道路紅線邊自然放坡（計算可得距離需達到26.5m），而高達15m 的高差又是任何一種擋墻難以單獨防護的。在我們設計臥虎山路時就遇到了這種情況，經過查找資料，對照《國家建筑標準設計圖集》（17J008），我們采用了擋墻加護坡的設計方案。具體設計：擋墻采用重力式擋墻中的折背式擋墻，用擋墻消除一部分高差后，再在擋墻頂設計三維植被防護網，用1:1.5的坡率消除剩余高差，如圖1 所示。

圖1 擋墻加護坡的設計方案

這樣的設計結合了坡面防護和擋墻設計各自的特點，在保證安全的前提下使得工程得以順利實施，在實際應用中得到了良好的效果，同時在采取此類設計時也應注意：

（1）擋墻高度與墻頂放坡高度有要求：擋墻高度需大于墻頂放坡高度，這也就決定了此類設計也有其最大高度限制。

（2）設計時應考慮景觀效果，與相接的前后路段要接順，具體建議是在高差較小時就由自然放坡過渡至擋墻加放坡的設計，擋墻總高由低到高慢慢過渡，這樣就不會產生視覺上的突變，景觀效果更好。

（3）由于結構總高高，道路邊緣必須設置護欄（人行護欄或者是防撞護欄）來保護道路使用者。

（4）坡面面積較大，匯水面積大，較低位置如有建筑會因聚水而又不好的影響，故而通常會在坡地設置邊溝，將水引至不會造成影響的地方。

2.6 護面墻

三維植被防護網及拱形骨架可以利用在路堤及路塹邊坡，護面墻作為另外一種邊坡防護形式，只可以使用在挖方路段原狀土坡的坡面防護。看似不實用，但護面墻有其自身的優點：

（1）坡度可適當更陡，通常面坡采用1:0.75，背坡采用1:0.7，根據路基手冊，每一節總高可做到10m，坡度也可適當的更陡一點（1:0.6），這樣一來在空間不足的情況下就會變得很適用。

（2）施工較為方便，僅需在開挖時保留原有土坡，并削坡至適當坡度，之后沿著處理好的土坡砌筑片石混凝土即可，不需對墻后進行處理。

（3）高度靈活，護面墻可由低至高通常實施，一體性較好，片石混凝土砌筑完成后可對其表面進行砂漿抹面，景觀效果較好。

2.7 其他結構形式

以上介紹了六種較為常用的邊坡防護形式，但實際中很多其他的形式也有廣泛的應用，比如還有很多種重力式擋墻（直立式、俯斜式、衡重式等）、錨索結構、錨桿結構等，各自都有其特點及適用的工程情況，在實際設計中應先根據得到的勘察、測量資料，按照安全、實用、經濟、美觀的原則，結合項目自身特點選定要用的結構形式，核實無誤后再進一步深化設計。