摘 要：文章通過算例，對(duì)重力式擋土墻進(jìn)行計(jì)算，然后與選用04J008擋土墻進(jìn)行對(duì)比分析，提出擋土墻設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與建議。希望通過文章的分析，能夠?yàn)橄嚓P(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：重力式擋土墻；回填土；土壓力

在廠區(qū)、道路、河道等土建工程中，往往會(huì)遇到上下地面高差較大的情況，當(dāng)不能采取放坡處理或?yàn)榱斯?jié)約用地時(shí)，通常采用擋土墻結(jié)構(gòu)來支擋。而重力式擋土墻是實(shí)際工程中應(yīng)用得較多的一種形式。重力式擋土墻可分為三種不同的形式，仰斜式、直立式和俯斜式。而普遍情況，選擇直立式擋土墻作為支擋結(jié)構(gòu)的應(yīng)用最多。

1 直立式擋土墻

直立式擋土墻是依靠墻體自重抵抗土壓力的一種擋土墻形式，其自身截面較大，一般由塊石與砂漿砌筑而成。因?yàn)槟軌蚓偷厝〔亩医Y(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、施工技術(shù)比較成熟等優(yōu)點(diǎn)，直立式擋土墻在土建工程中通常被廣泛采用。當(dāng)然由于擋土墻的開挖土方和自身體積都較大，其施工周期也會(huì)比較長(zhǎng)。當(dāng)擋土高度不超過6m、地質(zhì)情況良好、周圍沒有相鄰的構(gòu)建筑物時(shí)，適合采用直立式擋土墻。直立式擋土墻的頂寬大于500mm，底寬約為墻高的1/3。為了減少墻身自重和增加墻體的抗傾覆的能力，地面以下部分可做成臺(tái)階式。擋土墻底可做成逆坡或在基底設(shè)置混凝土凸榫來增大墻底的抗滑能力。墻底埋深必須大于500mm。

2 擋土墻墻身材料

擋土墻墻身材料通常選擇塊石。主要有花崗巖、砂巖、石灰?guī)r等；泥質(zhì)礫巖不宜用作石料。（1）塊石的石料要求新鮮、完整。風(fēng)化和有裂縫的石料禁止使用。也不能使用軟化的巖石。對(duì)石料外形應(yīng)力求規(guī)整。（2）膠結(jié)材料采用水泥砂漿、混合砂漿，小石子砂漿。砂漿的性能要求與水工砂漿相同；對(duì)所用砂和小石子的要求與水工混凝土相同。砌體常用的水泥砂漿的標(biāo)號(hào)有M2.5、M5、M7.5、M10等。在水泥砂漿中加入小石子為小石子水泥砂漿。小石子的粒徑一般不超過2cm。小石子砂漿主要用于石料形狀不規(guī)則的較大砌體。與水泥砂漿相比，采用小石子砂漿可節(jié)約水泥和砂的用量，提高砌體強(qiáng)度。

3 擋土墻背后填土的選擇

直立式擋土墻的背后填土應(yīng)盡量選用抗剪強(qiáng)度高和透水性強(qiáng)的礫石、砂土或石屑。如采用人工填土回填，則最好采用顆粒狀材料，這種土的抗剪強(qiáng)度與水無關(guān)。當(dāng)采用粘性土作為回填土?xí)r，應(yīng)注意排水。因?yàn)樵诤涞臍夂蛳吗ば酝習(xí)l(fā)生凍結(jié)，從而使土壓力比設(shè)計(jì)中通常采用數(shù)值要大好幾倍，不利于排水。所以黏性土中宜適當(dāng)摻入砂礫和碎石。墻后填土不得選用膨脹土，淤泥質(zhì)粘土和耕植土。對(duì)于重要的擋土墻的填料內(nèi)摩擦角，可以通過試驗(yàn)取得。

4 擋土墻的施工

直立式擋土墻一般采用明挖法施工，當(dāng)基底為軟弱土層時(shí)，可采用換填基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)。擋土墻墻身采用塊石砌筑。塊石宜分層砌筑且與里層砌塊咬接成一體，上下交錯(cuò)排列。較大的塊石宜寬面朝下，塊石與塊石間以砂漿隔開。砌體中的片石應(yīng)大小搭配，咬緊密實(shí)并配有小石塊，用作擠漿填縫。（1）漿砌塊石應(yīng)平砌，每層石料高度應(yīng)做到基本齊平。（2）料石砌筑每層鑲面料石均應(yīng)事先按要求配好石料，再用鋪漿法順序砌筑。（3）基礎(chǔ)在軟弱土層地段時(shí)，不宜全長(zhǎng)貫通，應(yīng)采用跳槽辦法開挖，以防治上部失穩(wěn)。當(dāng)基底軟弱且墻身又超過一定高度時(shí)，可在墻趾伸出一臺(tái)階，以拓寬基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)貙訛橛倌嗤粱螂s填土等，可采用砂礫、碎石等材料換填或者采用碎石樁、粉噴樁等方法處理。當(dāng)巖層有空隙裂縫時(shí)，可以灌注水泥砂漿。基坑底面開挖寬度應(yīng)比設(shè)計(jì)尺寸各邊寬0.5m，并保持一定開挖邊坡度。

5 構(gòu)造要求

當(dāng)擋土墻下地基為軟弱土層時(shí)，可采用砂礫、碎石或灰土等質(zhì)量較好的材料換填，提高承載力和地基變形能力。為了滿足排水要求，應(yīng)該對(duì)于漿砌塊石直立式擋土墻設(shè)置一排泄水孔。當(dāng)墻較高時(shí)，可在墻上部加設(shè)幾排泄水孔。泄水孔采用圓孔，孔直徑大小約為10cm。孔眼間距2m，泄水孔呈梅花狀布置。在墻后做寬約500的碎石濾水層，便于排水。同時(shí)在墻頂和墻底標(biāo)高處宜鋪設(shè)黏土防水層，墻頂防水層可減少地表水滲入填土中，墻底防水層可避免水流進(jìn)墻底地基土而造成地基承載力和擋土墻抗滑移能力降低。直立式擋土墻應(yīng)該每隔10m～15m設(shè)置一道沉降縫與伸縮縫，縫寬3cm。沉降縫與伸縮縫的設(shè)置是為了避免不均勻沉降導(dǎo)致墻身開裂。擋土墻的沉降縫和伸縮縫通常設(shè)置在一起，自墻頂做至基底，縫內(nèi)宜用瀝青麻絲填塞，沿墻的內(nèi)、外填塞，填塞深度不小于20cm。由于直立式擋土墻所受土壓力較大，所以為了滿足抗傾覆和抗滑移的要求。墻身材料一定要采用高強(qiáng)度的材料砌筑。

6 算例分析

選取一個(gè)直立式擋土墻。擋土高度3m，墻后填土為水平地面，地面堆載取10kN/m抗震設(shè)防烈度取6度，地下水較低或穩(wěn)定，場(chǎng)地類別2類。填料內(nèi)摩擦角=30?；啄ú柘禂?shù)=30。地基承載力q=200kPa

墻高H=3.0m，頂寬B=0.6m，面坡度n=1：0.15，墻趾臺(tái)階b1=0.4m、h1=0.600（m），墻底坡率v=0.2：1，基底摩擦系數(shù)q=0.300。

（1）擋土墻滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算

基底傾斜角度=11.3°，Wn=64.7kN，En=14.6kN，Wt=12.6kN，Et=26.6kN，滑移力=13.6kN，抗滑力=23.8kN，Kc=1.74>1.3滿足要求。

（2）擋土墻傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算

相對(duì)于墻趾點(diǎn)墻身重力力臂Zw=0.87m，相對(duì)于墻趾點(diǎn)Ey力臂，Zx=1.36m，Zy=0.82m，傾覆力矩W1=23.7kNm，抗傾覆力矩W2=70.5kNm。

K=2.97>1.6滿足要求。

（3）墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算

墻身面積A=2.7m 重量G=61.8kN，相對(duì)于截面外邊緣，墻身重力力臂Zw=0.88m，Ey的力臂Zx=1.36m，Ex的力臂Zy=0.819m，法向應(yīng)力檢算：豎向力=70.9kN，彎矩=42.9kNm。

相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣的力臂Zn=0.61m，截面寬度B=1.360m偏心距e1=0.075<0.3×1.36=0.41m滿足要求。截面上壓應(yīng)力：面坡P1=69.5 背坡P2=34.8kPa。壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足：計(jì)算值P3=69.5<2100kPa。切向應(yīng)力檢算P4=0.453<110kPa滿足要求。

（4）整體穩(wěn)定驗(yàn)算

圓心：-0.25，-0.5；半徑=2.8m，安全系數(shù)=1.665總的下滑力F1=63.9kN，總的抗滑力F2=106.5kN，土體部分下滑力F3=63.9kN，土體部分抗滑力F4=106.5kN，整體穩(wěn)定：1.665>1.25滿足要求。

當(dāng)在同等條件下選擇圖集時(shí)：擋土墻選用<<擋土墻（重力式衡重式懸臂式）>>（04J008）P48的路肩墻，選用型號(hào)分別為ZJB4。墻身高：4m，墻頂寬：1.56m，面坡傾斜坡度：1：0.15，墻趾臺(tái)階b1：0.4m；h1：0.6m，墻底傾斜坡率：0.2：1。擋土墻墻身截面面積為7.09m。設(shè)計(jì)擋土墻截面面積為2.837m，遠(yuǎn)小于選用圖集的擋土墻的截面面積。

7 結(jié)束語

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)擋土墻的過程中，不能一味的追求選用圖集，在考慮重力式擋土墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，分析其技術(shù)的可行性及造價(jià)的合理性，避免造成不必要的浪費(fèi)。在滿足使用功能和安全性的情況下，通過計(jì)算與圖集進(jìn)行對(duì)比分析。才能設(shè)計(jì)出更符合實(shí)際工程的擋土墻。

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