道路工程中路基挡土墙设计研究

1、道路工程中路基挡土墙设计研究【摘要】在我国经济不断发展的当今社会，道路 建设也随之不断发展，其中的问题也就更多的显现出来，质 量、安全永远是施工的两大主题，只要这两项工作完成好， 就对设计、施工质量等有所保证。在道路建设中路基挡土墙 的作用也在于确保这两项工作的顺利进行，它准确来说其实 是一种建筑物，发挥的主要作用就是支撑人工填土边坡或天 然形成边坡、承受侧向土压力、维护土体稳定。在我国广泛 建设的道路工程中应用之处非常多，例如桥梁两端、隧道洞 口、路堑边坡以及河流堤岸等路段。挡土墙在公路工程中最 基本的用途就是防护道路路基，保证边坡的稳定性。但现在, 除了这方面，还要考虑生态环境，因此挡土墙

2、的设计要走一 条安全绿色的环保之路。本文主要对其设计中的类型、构造、 布置、计算等方面进行了简单的介绍和分析，从同行进行参 考并进行交流。【关键词】道路工程；路基挡土墙；设计；分析中图分类号：u41文献标识码：a挡土墙是公路建设、水利工程、铁路工程、矿山建设中 广泛使用的一种支挡防护及高程连接（为避免大量填方、挖 方采用不同场坪标高连接）的构筑物，得到了广泛的应用。 为了保证桥梁、隧道洞口、路堑边坡以及河流堤岸等地的施 工以及行车安全要尽可能的保证建立质量有保证的挡土墙， 施工是一方面，设计又是另外一方面。本文就主要就设计方 面进行简要的介绍。一、挡土墙的类型根据滑坡的性质、类型和抗滑挡土墙的

3、受力特点、材料 和结构不同，抗滑挡土墙又有多种类型。从结构型式上可以 分为如下几种：（1）重力式抗滑挡土墙；该种挡土墙，凭借 墙自身的重量抵抗土压力来保持稳定，因为自身较重，对地 基承受力要求较高；取材施工简单，使用范围广。（2）锚杆 式抗滑挡土墙；包括锚杆式和锚定板式，施工安全，工程量 省，较为经济。（3）加筋土抗滑挡土墙；该种挡土墙主要材 料是钢筋混凝土，主要用于石料贫乏、地基承受力较弱处或 大规模的填方工程。加筋土挡土墙，通过拉筋减轻填土侧压 力，实用美观，结构简单，占地面积少，经济效益大。除了 上述三种常见的之外，还有板桩式抗滑挡土墙和竖向预应力 锚杆式抗滑挡土墙等多种型式。都各自起着

4、关键的作用。选 取何类型的抗滑挡土墙，应根据滑坡的性质、类型、自然地 质条件合理确定，以期达到整治滑坡的同时，降低整治工程 的建设费用。二、挡土墙的构造1、墙身构造挡土墙的墙身包括墙背、墙面、墙顶和护栏四部分。在 挡土墙的墙身构造中主要有以下几种常见的形式：如俯斜、 垂直、凸形折线、仰斜式等很多，这种方式主要是按照墙背 的倾斜方向的不同来进行不同的分类的。墙身一般是平面结 构的，当然，在墙身构造的设计中，要充分考虑坡度和墙背 坡度的相互协调，在此基础上也要对其他方面加以考量，例 如墙址处地面的横坡度等等。施工时墙顶宽度也是需要注意 的，它是要根据施工的变化而改变的，举个例子来说干砌时 不小于6

5、0cm,浆砌时不小于50cm；护栏是保证交通安全的, 在弯道或地势险峻处的路肩墙，必须设置护栏。2、基础构造挡土墙基础是挡土墙质量的关键，实践证明，挡土墙的 破坏，大多是由于基础处理不当而引起的，挡土墙的基础的 设置是挡土墙计算的重中之重。挡土墙的基础埋深应按地基 性质、承载力要求、地形地质等条件确定，如有冲刷时，要 埋置在冲刷线以下，且不得低于冲刷线1.0米。3、排水设施墙身排水：布置墙身泄水孔，以疏干墙后填料中的水分, 防止墙后积水致使墙身承受额外的静水压力等；地面排水： 在地面设排水沟，截引地表水；为防地面水或雨水下渗，要 对地表松土进行检查夯实。4、沉降缝和伸缩缝地基的不均匀沉陷，可能

6、会导致墙身开裂，应当综合地 质、墙高、墙身断面等具体因素设置沉降缝；砂浆的硬化收 缩和温度变化都会使垢工砌体产生裂缝，应设置伸缩缝，沉 降缝和伸缩缝是设在一起的。三、挡土墙的布置1、位置的选定路堑挡土墙多设在边沟旁，路肩墙和路堤墙应进行技术 经济比较后，确定墙体的合理位置，在墙身高度等基础情况 相差无几时，优先选用前者。2、纵向布置在纵向布置时，主要分四点进行，包括：确定起点和墙 的长度，选择与其他构造物的衔接方式；根据地形及地基情 况分段，确定沉降缝和伸缩缝；布置各个分段的挡土墙基础; 布置泄水孔，包括数量、尺寸、间隔等。布置后绘成挡土墙 正面图，如下图所示。3、横向布置绘制起点、墙高最大处

7、，墙身断面和基础形式变异处， 以及其他有关桩号的挡土墙断面图；图上应按计算结果布置 墙身断面，确定基础形式和埋深深度，布置排水设备等。4、平面布置主要用于个别的较为复杂的挡土墙，像曲线挡土墙等。四、土压力的计算1、土压力的分类墙体的位移、荷载的大小和分布、填土的性质或边界条 件等因素都影响着土压力，在这诸多因素中，挡土墙位移的 方向是计算时需考虑的主要因素。根据墙体的位移情况，可 分为静止土压力（e0）、主动土压力（ea）和被动土压力（ep）, 参见图lo图1一般来说，土体挤压挡土墙向外移动的可能性极大，此 时墙背承载的是主动土压力。在挡土墙的基底背破坏或失稳 前，墙身会随之发生位移，而墙后土

8、体的状态呈主动极限状 态。因此，按主动土压力设计挡土墙是较为合理的。2、库仑土压力理论库仑理论以墙后土体的滑动研究为切入点，当墙背破裂 时，棱体会发生相应的滑动，此时土体基本呈极限平衡状态, 根据破裂棱体的静力平衡条件，求得墙背主动土压力和被动 土压力。3、库仑理论的适应范围库仑理论具有计算简单、概念清晰等优点，适应范围比 较广泛，对于墙背为平面或接近平面抑或是形墙背的挡土 墙，都可以使用，还能用于用于砂性土，若用于粘性土时， 应强调对粘聚力的考虑。需要注意的是，当土体中出现第二 破裂面，应按第二破裂面法计算。此外，用于仰斜墙背时， 墙背坡度不能太缓。五、第二破裂面在挡土墙设计过程中，会遇到墙

9、背倾角很大的情况，如 衡重式挡土墙的假想墙背，当墙后土体处于主动极限平衡状 态时，破裂棱体就开始脱离假想墙背，改沿土体的另一滑动 面滑动，称之为第二破裂面。第二破裂面的产生要具备两点:1. 第二破裂面角必须小于墙背或假想墙背的倾角；2.墙背或 假想墙背上的下滑力必须小于其抗滑力。六、折线形墙背的土压力计算有时为了满足工程和地形的需要，会采用衡重式挡土墙 和凹形墙背的挡土墙，这些挡土墙和平面挡土墙不同，它的 墙背不是一个平面，而是折面，我们称之为折线形墙背。1、延长墙背法此方法不是很精确，主要体现在：土压力在实际墙背和 延长墙背上的作用方向不同，会引起一定的垂直分力差，此 方法考虑了这一点，却忽

10、略了实际墙背和延长墙背之间的荷 载重及土锲，虽然两者能抵消一些，但未必能全部抵消；制 作土压应力图时，假设上墙破裂面与下墙破裂面是平行的， 由此会导致在计算下墙土压力时有误差出现。以上这两种误 差一般偏于安全，并且此法计算简便，所以至今仍被广泛使 用。2、力多边形法这种计算方法在求算下墙土压力时，依据的是在极限平 衡条件下作用于破裂棱体上的诸力应构成闭合力多边形的 原理。七、挡土墙的稳定性验算1、设计原则挡土墙设计遵循“分项安全系数极限状态”的原则，一 般会呈现两种极限状态，正常使用极限状态和承载力极限状 态。当挡土墙超过了承载力极限状态时，会出现以下某一状 况：因材料强度过硬造成挡土墙的自身

11、构造或连接部件的 破坏以及过度塑性变形；整个挡土墙或局部挡土墙作为刚 体平衡失调；挡土墙局部失去平衡或变为机动结构体系。 挡土墙超过了正常使用极限状态时，会出现一下某一状况： 影响外观变形或正常使用；影响正常使用或耐久性的局 部破坏（包括裂缝）；影响正常使用的其他特定状态。2、验算内容挡土墙稳定性验算的主要内容有：抗倾覆稳定性验算、 防滑动稳定性验算、墙后断面强度验算、底截面强度验算以 及基底应力及合力偏心距验算八、增加挡土墙稳定性的措施增加抗滑稳定性的方法：1）设置一些倾斜基底；2）试 着采用凸基础；3）在基底设置碎石垫层，提高基底摩擦系 数。加抗倾覆稳定性的方法：1）增加墙趾的宽度；2）改变 墙背及墙面之间的坡度；3）改变墙身断面类型；结束语在实际建设中，由于不同道路需要适应不同地形的变 化，必然会出现相关的一些问题，这就需要综合多方资料进 行研究后再进行设计，若冒然施工，必会导致不良后果。因 此，