易清鵬（四川公路工程咨詢監(jiān)理公司，四川成都610000）

解析山區(qū)公路擋土墻設(shè)計(jì)

易清鵬（四川公路工程咨詢監(jiān)理公司，四川成都610000）

公路擋土墻的作用在于對(duì)路基填土或者是山坡土體進(jìn)行支承，避免填土出現(xiàn)變形失穩(wěn)的情況。對(duì)于山區(qū)公路來(lái)說(shuō)，地形條件相對(duì)復(fù)雜，地勢(shì)比較陡峭，所以擋土墻得到了更加廣泛的應(yīng)用，所以擋土墻的設(shè)計(jì)工作對(duì)于山區(qū)公路建設(shè)具有非常重要的作用。本文主要解析山區(qū)公路擋土墻設(shè)計(jì)內(nèi)容，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士有一定參考作用。

山區(qū)公路；擋土墻；設(shè)計(jì)

引言

隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)公路建設(shè)數(shù)量和規(guī)模都在不斷上升。在路基項(xiàng)目建造過(guò)程中，擋土墻被大范圍的運(yùn)用在路堤和路塹邊坡的支撐方面，能夠減小所需土石方的項(xiàng)目量和占地規(guī)模，防止水流對(duì)路基產(chǎn)生不良影響，另外也被大范圍運(yùn)用在塌方和滑坡等路基病害方面，由此可知在公路施工中，擋土墻發(fā)揮著不可忽視的作用。所以要充分分析擋土墻的設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而提升公路建設(shè)質(zhì)量。

1　擋土墻設(shè)計(jì)中的基本資料和相關(guān)參數(shù)

1.1基本資料

在進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要具有下述資料，包括：總體設(shè)計(jì)資料和構(gòu)造物一覽表、區(qū)域性地震勘探報(bào)告、相關(guān)水文資料、路線平面圖、橫縱斷面圖、相關(guān)地質(zhì)情況報(bào)告等等。

1.2設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)的選擇

（1）墻背填料的物理力學(xué)性質(zhì)選擇。在缺少相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下，對(duì)于山嶺重丘的二、三級(jí)公路擋土墻設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，其填料內(nèi)摩擦角和容重可以按照表1～2來(lái)選擇。

表1　填料內(nèi)摩擦角參考值

（2）墻背摩擦角（δ）選擇。在選取墻背摩擦角的時(shí)候應(yīng)當(dāng)依照墻背粗糙水平與排水狀況來(lái)選擇。在山地公路施工中因?yàn)榕潘疇顩r和漿砌片石墻體都比較好，所以墻背摩擦角可以取內(nèi)摩擦角的1/2。

（3）基底摩擦系數(shù)（μ）的選擇。重點(diǎn)依據(jù)基底的粗糙水平、排水狀況和土質(zhì)情況進(jìn)行基底摩擦系數(shù)選擇。

（4）對(duì)于地基容許的承載力、建筑材料的容量、砌體的容許應(yīng)力以及設(shè)計(jì)強(qiáng)度等要按照相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)選取。

2　擋土墻的選型以及布置

2.1擋土墻材料的選取

由于漿砌片石擋土墻具有容易獲取材料、施工簡(jiǎn)單等方面的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在公路建設(shè)當(dāng)中。在山區(qū)公路建設(shè)中，石料資源是最為豐富的資源之一，所以在山區(qū)公路建設(shè)時(shí)要采取因地制宜的原則來(lái)采用漿砌片石進(jìn)行建設(shè)，這能夠很好的滿足經(jīng)濟(jì)方面以及安全方面的需求。

2.2擋土墻截面形式的確定

按照擋土墻的結(jié)構(gòu)形式和所具有的特點(diǎn)來(lái)看，若是擋土墻的高度在5m以下能夠運(yùn)用重力型的擋土墻，如此可以全面發(fā)揮方式簡(jiǎn)單、作業(yè)便捷的優(yōu)勢(shì)。除此以外，由于山地公路的表面橫坡比較而言比較陡，因此如果運(yùn)用仰斜型的擋土墻便會(huì)增高墻高，而且加大斷面，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)謂的耗費(fèi)，而運(yùn)用俯斜型的擋土墻比較而言是較為科學(xué)的，成本較少。唯有在地面坡度較小的路肩墻和路堤墻的狀況下才會(huì)運(yùn)用仰斜型擋土墻。若是擋土墻的高度在5m以上并且地基狀況優(yōu)良時(shí)，便能夠運(yùn)用衡重型的擋土墻，如此可以大大降低截面，可以節(jié)約諸多建材。

2.3擋土墻地點(diǎn)的選取

如果挖方邊坡坡度較陡能夠運(yùn)用路塹擋土墻，如此可以一定程度下讓路面平緩，能夠減少開(kāi)挖工作量，避免山體均衡被損壞。如果是地質(zhì)狀況不好的話還可以對(duì)或許垮塌的山坡土體發(fā)揮支持的功能。對(duì)于山坡?lián)跬翂Χ阅軌虬哑湓O(shè)計(jì)在基礎(chǔ)牢固的地點(diǎn)，墻的高度應(yīng)當(dāng)保證墻后和墻頂以上邊坡的穩(wěn)固性。

2.4擋土墻的橫、縱向布置

（1）擋土墻的橫向布置要選在最大的墻高位置、墻身的斷面位置以及基礎(chǔ)形式發(fā)生變異位置等等，同時(shí)也可以選擇必須樁號(hào)的橫斷面圖上進(jìn)行。在進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)過(guò)程中要按照墻類型、墻高以及地基和填料的性能指標(biāo)進(jìn)行，要明確墻身的斷面、基礎(chǔ)的方式、埋深和排水設(shè)備的布設(shè)狀況等等，另外應(yīng)設(shè)計(jì)出擋土墻的橫斷面圖。

（2）擋土墻的垂直布設(shè)。首先要明確擋土墻的長(zhǎng)度，從而確定出擋土墻與路基亦或其他架構(gòu)的連接形式。路肩擋土墻端部能夠嵌進(jìn)用石頭鋪設(shè)的路塹中，或者運(yùn)用錐坡與路堤有效連接。在與橋臺(tái)銜接的時(shí)候，為了防止墻后面的回填土由橋臺(tái)的后部與擋墻銜接地點(diǎn)的縫隙中流出，要在此處設(shè)置隔墻。另外，要按照地基與地形的狀況來(lái)劃分段區(qū)，明確伸縮縫和下沉縫所在的地點(diǎn)。在布設(shè)擋土墻的時(shí)候，如果墻趾地面比較陡峭，那么擋土墻的基底應(yīng)當(dāng)做成5個(gè)百分點(diǎn)以內(nèi)的垂直坡?？墒羌偃绲鼗鶠閹r石，那么為了減少開(kāi)挖施工量能夠沿著垂直方向建設(shè)為臺(tái)階。同時(shí)要進(jìn)行泄水孔位置的布置，主要包括數(shù)量、間隔以及尺寸等等。

2.5擋土墻的平面布置

對(duì)于類似沿河曲線的較為復(fù)雜的擋土墻來(lái)說(shuō)，可以進(jìn)行水平布設(shè)，而且設(shè)計(jì)出平面圖，利用該圖來(lái)體現(xiàn)擋土墻與路線的平面地點(diǎn)和周圍地質(zhì)等狀況，特別是與擋土墻有一定關(guān)系的建筑物更應(yīng)這樣。另外沿河擋土墻還應(yīng)當(dāng)包括水流流向、河道方向、防護(hù)及穩(wěn)定項(xiàng)目等等。在進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)可以標(biāo)注出簡(jiǎn)單的說(shuō)明內(nèi)容，若是有必要可以單獨(dú)編寫說(shuō)明書(shū)，闡述選取擋土墻計(jì)劃的緣由，選擇擋土墻架構(gòu)的類別和時(shí)間參數(shù)等的選取依據(jù)、建材和以及施工的注意事項(xiàng)等等。

3　擋土墻的穩(wěn)定校核以及強(qiáng)度校核

在設(shè)置擋土墻的時(shí)候務(wù)必要保證在經(jīng)受外部載荷的情況下不會(huì)出現(xiàn)墻的移動(dòng)或者變化，另外應(yīng)當(dāng)保證墻身截面有很強(qiáng)的硬度，確?；椎膽?yīng)力不大于地基的荷載力等等。因此在明確了墻身斷面方式和大小后要對(duì)墻的穩(wěn)定性和強(qiáng)度進(jìn)行校核，現(xiàn)階段擋土墻校核的主要方法為容許應(yīng)力法。

3.1對(duì)于抗滑穩(wěn)定性的驗(yàn)算

為了確保擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，需要對(duì)擋土墻在受到外部作用力的情況下基底所具有的摩擦力抵抗滑移能力進(jìn)行驗(yàn)算。正常情況下可以按照如下公式進(jìn)行計(jì)算：

（0.9G+γQ1Ey）μ+0.9Gtanα0≥γQ1Ex

其中Ex，Ey表示的是橫向和縱向的主動(dòng)土壓力；γQl代表的是主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)；α0表示的是基底的傾斜程度。在設(shè)置擋土墻的時(shí)候，為了提高其的抗滑穩(wěn)固性，通常會(huì)把基底建造為向內(nèi)傾斜的方式，進(jìn)而提升穩(wěn)固性。通常狀況下基層的傾斜度在1：5之內(nèi)。

3.2對(duì)于抗傾覆穩(wěn)定性的驗(yàn)算

為了保證擋土墻有優(yōu)良的抗傾覆穩(wěn)固性，可采用下述方法檢驗(yàn)向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的性能。

0.9GZG+γQl（EyZx-ExZy）＞0

其中ZG表示的是墻身基礎(chǔ)等合力重心與墻趾的水平距離；Zx表示的是土壓力垂直分力作用點(diǎn)距離墻趾的水平距離；Zy表示的是土壓力水平分力作用點(diǎn)距離墻趾的垂直距離。在校核擋土墻穩(wěn)固性時(shí)，通常狀況下均未核算墻趾前土層對(duì)于墻面所造成的被動(dòng)土壓力。

3.3墻體基底應(yīng)力和偏心距離的校核

3.3.1基礎(chǔ)地面的壓應(yīng)力計(jì)算

在受到軸心載荷所用時(shí)可以按照如下公式計(jì)算：p=Nl/A。其中p表示的為基底平均壓應(yīng)力；A表示的為基礎(chǔ)寬度情況；N1表示的為每延米作用到基底的總豎向力設(shè)計(jì)值，Nl=（GγG+γQlEy-W）cosα+γQlEXsinα0，其中Ey表示的為擋土墻背主動(dòng)土壓力的垂直分力情況；EX表示的為擋土墻背主動(dòng)土壓力的水平分力情況；W表示的為低水位的浮力情況。

3.3.2地基承載力抗力值得計(jì)算

地基應(yīng)力的設(shè)計(jì)值必須要達(dá)到地基承載力抗力值方面的要求，并且要滿足下述各公式內(nèi)容：

（1）受到軸向載荷作用時(shí)，P≤f，其中p表示的為基底平均壓應(yīng)力；f表示的是地基承載力的抵抗之；

（2）受到偏心載荷組作用時(shí)，P≤1.2f；

（3）對(duì)于地基承載力抗力值得規(guī)定如下：若是擋土墻的基礎(chǔ)寬度在3m以上，或者是埋置深度在0.5m以上時(shí)，地基的承載力抗力值可以按照下述公式進(jìn)行計(jì)算 （不包括巖石地基）：f=fk+k1γl（b-3）+k2γ2（h-0.5），其中f表示的為地基承載應(yīng)力抗力值；fk表示的為地基承載應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)值；對(duì)于b值來(lái)說(shuō)，若是基礎(chǔ)底面寬度在3m之下可以取3m，若是在6m之上可以取6m；h表示的為基礎(chǔ)底面的埋置深度；k1，k2表示的是承載力的修正系數(shù)；γ1表示的為基底下持力層上土的天然重度值；γ2表示的為基礎(chǔ)底面之下不同土層的加權(quán)平均重度值；

（4）如果不符合以上各式的計(jì)算條件或者是計(jì)算所得到的結(jié)果為f≤1.2f時(shí)，那么可以按照公式f=1.1fk來(lái)直接確定出地基承載力的抗力值；

（5）F值可按照不同形式的載荷組合進(jìn)行提升，其提升系數(shù)在1.0～1.5之間；

（6）若是偏心距e≤0.333倍的基礎(chǔ)底面寬度時(shí)，那么地基的承載應(yīng)力抗力值可以按照土的抗剪強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行確定。

4　結(jié)束語(yǔ)

公路擋土墻是路基防護(hù)項(xiàng)目不可缺少的構(gòu)成內(nèi)容，特別是在山區(qū)公路施工中擋土墻被大范圍運(yùn)用。因此在設(shè)置擋土墻時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行具體而全面的勘測(cè)和調(diào)查，確定構(gòu)造物的方式和大小，應(yīng)對(duì)擋土墻的穩(wěn)固性和截面強(qiáng)度等加以客觀、有效的驗(yàn)算，運(yùn)用科學(xué)舉措來(lái)保證擋土墻的安全性和穩(wěn)固性。

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U417.11

A

2095-2066（2016）31-0183-02

2016-10-23

易清鵬（1979-），男，工程師，大學(xué)本科，主要從事公路、路橋設(shè)計(jì)工作。