道路高边坡挡土墙设计的研究

随着道路建设环境越来越复杂，常出现高边坡的情况，挡土墙是常用的道路高边坡防护措施。而要想使道路高边坡挡土墙的应用达到理想成效，需要以做好设计工作为前提。这就需要在掌握挡土墙优势及类型的基础上，掌握各项设计要点。

1 道路高边坡挡土墙优势与类型

1.1 挡土墙优势

现阶段在道路高边坡中使用的配筋混凝土砌块砌体挡土墙作为一种新型挡土墙，试点工程显示其有资源节约与环境友好优点，景观资源节约突出，其长处有：1）节约钢材，在保证力学性能下，最小配筋率远低于钢筋混凝土结构，可节省 30%～50% 用钢量。2）节省模板和木材，砌体结构部分施工无需支撑模板，基础底板支模简易且用量少。3）缩减施工周期，砌体结构部分施工速度比钢筋混凝土挡土墙快。4）减少面层装饰材料用量，用带装饰效果的砌块无需另外装饰施工。5）减少占地，通过采用砌块可减少黏土砖使用、保护农田，实践表明，相较于钢筋砼挡土墙，采用该挡墙能减少 25% 左右的造价。

1.2 挡土墙类型

配筋砌块砌体挡土墙主要有重力式、悬臂式、扶壁式、空箱式四种，使用高度不同，重力式最低，空箱式最高，悬臂式和扶壁式居中。

1.2.1 重力式

该挡土墙主要采用砌块进行砌筑成型，也可采用干垒的方式，靠自身重量承受土压力、防土体塌滑，分干垒和砌块砌体两类。对于通过干垒形成的挡土墙，主要包含土体、干垒块与滤水填料，适用高度不超 9m ，高度小于 1.2m 无需加筋材料， 1.2～9m 必须采用。对于砌块挡土墙，主要包含土体、砌块、砂浆与滤水填料，国外资料显示高度通常接近 3.04m. 。它施工便捷、耐久性佳、美观且经济实惠，多用于城市市政道路侧边土体支护。

1.2.2 悬臂式

该挡土墙是指先进行底板浇筑，然后通过砌筑空心砌块成型，再通过布置钢筋形成完整的钢筋骨架，最后采用具有自密实功能的混凝土进行浇筑，具有经济实惠、造型美观、设计简单和施工方便等优势。主要材料包括混凝土砌块与砂浆等，整体结构主要包含两部分，即底板与墙身悬臂，其中后者又包括配筋砌体与混凝土，若按照结构截面形式，可进一步分成“T”和“L”两类，土体压力大等情况常采用倒“T”形截面，某些情况用“L”形。国外资料表明适用高度范围为 3.04～7.62m, 。虽然和常规钢筋砼挡土墙并无太大差别，但其钢筋配置操作更加简单，施工进度快，相较于重力式挡墙，有更高的抗弯刚度与抗剪能力，对结构稳定性有利，此外对地基承载力提出的要求也比较宽松。

1.2.3 扶壁式

该挡墙是指先进行底板浇筑，然后砌筑砌块砌体形成墙体以及扶壁，待钢筋布置完成后通过混凝土浇筑成型。其材料与悬臂式相似，结构由钢筋混凝土底板、配筋砌体扶壁和墙身三部分构成，根据扶壁设置分压扶壁和拉扶壁两类。与前两类相比，增设扶壁后抗弯和抗剪承载能力增强、稳定性佳，使用高度超过前两者。国外资料表明挡土墙高度超过 7.62m 时采用，当土的摩擦系数在0.4-0.6 之间、挡土墙高度在 6.0～8.0m 以上时，采用扶壁式结构造价较节省。

1.2.4 空箱式

依靠空箱自身重量可以起到良好的抗滑作用与抗倾覆稳定作用，空箱内部可以进行回填，也可进行灌水，用于提高墙体自重，保证结构稳定性。该挡墙具有自重轻、地基应力较小、整体性较高与重心可调等优势，但也存在构造较为复杂、耐久性不足和设计计算较为复杂的不足。在设计施工中要注意以下几点：在墙后增设排水滤层与泄水孔，以及时排除墙后的积水，降低静水压力；当该挡墙长度较大时，需按照适当间隔距离增设变形缝，以有效适应温度变化以及地基沉降；对临水工程而言，混凝土防水以及钢筋保护层厚度都应达到要求。

2 道路高边坡挡土墙设计要点

2.1 边坡分类

按照针对性等各项基本原则可将边坡分成四个层次，其中，第一层次为按照边坡和整个工程之间的位置关系进行划分；第二层次为以边坡的重要程度以及危害性为依据进行划分；第三层次依照特征等分类；第四层次凭借物质组成等进一步分类。若按照第四层次进行划分，则可将土质边坡初步划分成低边坡、中高边坡、高边坡与超高边坡。

2.2 挡土墙适用类型

重力式砌块砌体等各类挡土墙有适用且经济高度。配筋砌体重力式与悬臂式适合低边坡，配筋砌体扶壁式适合中高边坡。高度达到 10m 及以上的边坡若采用扶壁式挡墙则容易引起安全事故，因此扶壁式不适用于此类高边坡。高边坡应采用抗弯与抗剪能力均较大且截面尺寸足够的挡土墙。

2.3 分段设置构造要求

为防止砌体屋竖向整体裂缝，规定伸缩缝最大间距。砌体控制缝针对高收缩率砌体材料，将墙体划分成小区段使应力或裂缝可控。我国水工挡土墙规范规定，挡土墙分段长度依结构等确定，钢筋混凝土挡土墙在不同地基上分段长度不同，结合相关规范，配筋砌体挡土墙分段长度宜为 10～15m_⨀ 。该规范还规定挡土墙间应留永久缝，缝宽 10～25mm ，缝间应铺贴柔性材料，有防渗要求的永久缝内应设止水。

2.4 后排水系统

为阻止挡土墙后静水压力，应采用干净粒状材料作回填材料。在挡墙的墙趾部位增设后排水系统，以此起到拦截与处理渗水的作用，避免墙后产生太大静水压力。配筋砌体挡土墙施工时，后排水系统施工重点在回填材料，不合理回填材料常致挡土墙失效，对此必须采用合格的回填材料，如洁净的粒状砂以及砾石等，若直接采用常用土进行回填则很容易造成挡墙失效。挡土墙高度低于 1.5m 时，回填料竖向回填宽度相等；其他情况，回填材料截面应为斜坡状。在设计过程中要充分考虑包含主动土压力等在内的各项安全因素，最好选用施加最小压实力的压实设备，常用振动板压实设备，如小型压实机械HCL-600 单钢轮振动压路机。

3 结语

综上所述，挡土墙在当前道路高边坡防护中的应用日益广泛，以上一方面明确了现阶段常用于道路高边坡防护工程的挡土墙优势与类型，另一方面提出了道路高边坡防护挡土墙设计要点，旨在为实际的道路高边坡防护挡土墙工程实施提供技术参考，进而从根本上保证道路高边坡稳定性，防止滑坡等一系列灾害事故的发生。

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作者简介：夏晨，男，汉族，本科，湖北罗田，助理工程师，主要从事总图道路设计等工作