陈广泉
佛山市三水区南山镇国土城建和水务局 528100
摘要：随着经济的飞跃式发展，城市建设也得到相当程度的发展，建筑空间和绿地的减少以及我国道路交通的快速发展，为了节约土地美化城市，挡土墙工程则成为极为重要的一部分。
关键词：挡土墙的设计；前期准备；策略
1、引言
近年来，随着城市的发展，新建城区的扩大，在设计施工中挡土墙的应用越来越大。挡土墙是指防止土体坍塌或截断土坡延伸，支承填土和物料并保证其稳定的构筑物。作为土建设计人员，应充分重视挡土墙设计，做好前期准备工作，同时要慎重方案设计，精心计算，依据计算结果及现场的实际情况合理选择断面尺寸，既要确保工程安全，又不造成投资浪费。
2、挡土墙的设计
通常进行挡土墙设计时考虑的因素为：挡墙的强度、挡墙的稳定性、挡墙基础的稳定性等其他工程施工条件和环境因素。
（1）挡土墙的墙身强度验算。对于挡墙自身的强度要达到能满足抵抗土压力的要求，在设计时常通过选取一些特殊的和代表性的截面进行验算，如减力板挡墙的墙面板的部位、墙面变化的部位等。对重力式的挡土墙进行验算时，主要是计算墙体的重力和土体的压力，然后进行抗力验算，以满足设计要求。
（2）挡土墙的稳定性验算。通常所指的挡墙稳定性主要包括两个方面：挡墙抗倾覆的能力和挡墙抗滑移的能力。从以往的许多工程实例来看，挡墙的破坏，以倾覆的居多，挡墙在抗滑移方面还是有一定的安全储备的。设计挡墙时，先通过工程的地质条件，土质的性质以及材料供应等方面来初步确定，试算挡墙的截面尺寸。初步确定截面后进行验算，看是否满足承载力要求，若满足即可，若不满足则进行截面调整或再次进行试算，以满足设计要求为止。同时，在进行验算时要考虑土的压缩性，对软弱地基的压缩性可导致挡墙的抗倾覆能力下降。
（3）挡土墙的基底压力验算。挡土墙在自重及土压力的垂直分力作用下，基底压力按线性分布计算。其验算方法及要求完全同天然地基浅基础验算方法。
挡土墙的基底压力应小于地基承载力。否则，地基将丧失稳定性而产生整体滑动，挡土墙基底常属偏心受压情况。即要求墙底平均压力小于地基承载力，且墙底边缘最大压力不大于1.2倍地基承载力。同时要求偏心距不大于挡土墙的墙身宽度的四分之一。对特殊地质情况，如场地为湿陷性黄土地基时，挡土墙基底应按湿陷性黄土规范进行地基处理。
3、道路工程中路基挡土墙的设计前期准备工作
在进行挡土墙设计前，必须充分做好准备工作，才能把挡土墙设计做好。设计前需获得工程地点的平面地形图及相关的地形剖面图，同时去现场实地踏勘或测量，必要时对现场进行专门的地质勘察工作，获得工程地质勘察部门提交的工程地质勘察报告。设计人员应根据工程特点及挡土墙设计需要，对勘察工作提出具体要求。如勘察范围应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定，并宜在开挖边界外按开挖深度的1～2倍范围内布置勘测点，对于软土，勘察范围宜扩大；勘察的深度应根据挡土墙结构设计的要求确定，不宜小于1倍开挖深度，软土地区应穿越软土层；勘探点间距应视地层条件确定，可在15～30m内选择，地层变化较大时，应增加勘探点，查明其分布规律。对于规模较小的工程和重要性较低的工程，如果没有专门的地质勘察资料，一般可按照当地或场地附近的相关地质资料作为参考设计。如果因为挡土墙工程所占整个变电站工程的投资比例较小，不够重视而不进行专门的钻孔勘测是不对的。实际提供的详细勘察报告表明，在挡土墙的持力层下卧有淤泥软土层。因此，在做挡土墙设计时由于考虑了淤泥层，做了提前预加固处理，避免了在未知有淤泥层存在的情况下不做处理而引起挡土墙墙体下沉开裂等工程地质灾害的出现。
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4、道路工程中路基挡土墙设计的策略
（1）科学选型
选型是挡土墙设计中较为关键的一步。基于不同的视角，挡土墙有不同的分类。如从设置位置看，可分为路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型；如从建筑材料看，可分为砌石、混凝土、钢筋混凝土、钢板等挡土墙；如从结构型式看，可分为重力式、减力板式、锚杆式等挡土墙。在具体设计和施工中，设计者应结合工程的类型、当地的土质状况以及挡墙材料的选择等进行合理的选型。由于重力式挡土墙材料来源广、施工方便，因此设计者大多选用该类型挡土墙。但应充分其应用特点，如重力式挡土墙适用于高度小于6m、地层稳定，且开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段，其顶宽不宜小于400mm，底宽约为墙高的1/2-1/3；同时，基底可做成逆坡或在基底设置混凝土凸榫，墙底埋深应不小于500mm，以增强墙底的抗滑能力。
（2）优化方案
挡土墙的结构设计方案选择得好，不但可以使挡土墙发挥有效的作用，确保工程安全，而且能够节约工程投资。因此，在设计中，由于挡土墙的设置受到墙高、外力、地形、挡土墙后回填土类别、地基持力土层类别、水文条件、建筑材料、挡土墙的用途等影响，应根据工程实际需要，按照具体情况确定合适的挡土墙方案，对几个方案进行比较，进而调整优化方案。方案比较一般包含两个方面，即挡土墙和其他结构（如护坡、抗滑桩等）的比较和挡土墙本身结构形式的比较。笔者对某厂区进行挡土墙结构设计时曾设计3种方案：现场的厂区外自然地面与厂区内地面设计标高，两者最大的高差达到6m多，而作为挡土墙持力层的粘性土层在自然地面以下约2-3m处，估算挡土墙高度约为8-10m高。第1个方案考虑的是挡土墙形式为扶壁式钢筋混凝土挡土墙，挡土墙纵向长度约110m，此方案由于挡土墙体厚度较厚、混凝土用量较大，挡土墙工程造价高，经济上不大合理；第2个方案的是考虑钢筋混凝土锚杆式挡土墙，虽然减少了面板用的混凝土量，但在粘性土层中的锚杆单杆允许拉力较低，仅为330KN，而根据挡土墙的受力情况，需要布置较多的锚杆才能满足要求，此方案不仅造价比较高，而且现场施工难度比较大；第3个方案则采用水泥砂浆砌毛石挡土墙，改变厂区地面排水走向，厂区地面做成一定比例的坡度，适当降低厂区内地面与厂区外自然地面的高差，使最大高差部分降至为5m，工程更加经济合理。由此可见，挡土墙的结构设计，应根据现场的自然地形、地质及当地的经验及技术条件，综合考虑选定一个最优的设计方案，使之造价经济、安全可靠、施工方便。
（3）精心计算
挡土墙设计时计算的内容大致包括土（水）压力的计算、抵抗倾覆和抵抗滑移能力的检验、地基对挡土墙承载力大小的检验。具体是：①挡土墙的稳定验算。挡土墙的稳定验算包括抗倾覆验算和抗滑移验算，作用在挡土墙上的荷载有墙体的自重、主动土压力、墙底反力以及挡墙埋入土中部分所受被动土压力，墙体按实际土的重度计算，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合。②墙身截面强度验算。验算截面可选在基础底面、1/2墙高处或上下墙交界处等。墙身截面强度验算包括法向应力和剪应力的验算。剪应力虽然包括水平剪应力和斜剪应力两种，但重力式挡土墙只验算水平剪应力。③基底压力验算。挡土墙在自重及土压力的垂直分力作用下，基底压力按线性分布计算。其验算方法及要求完全同天然地基浅基础验算方法。挡土墙的基底压力应小于地基承载力，否则地基将丧失稳定性而产生整体滑动，挡土墙基底常属偏心受压情况，即要求墙底平均压力小于地基承载力，且墙底边缘最大压力不大于1.2倍地基承载力。同时要求偏心距不大于挡土墙的墙身宽度的1/4。需要指出的是，因用于计算主动土压力的库仑理论较适用于砂性土，而对于黏性土的压力计算会存在一定的误差，因此设计以黏性土做填料的挡土墙时，设计参数如填料的内摩擦角等的取值应相对合理。
5、结束语
做好挡土墙的设计，落实施工要求是工程建设的首要任务，对工程的安全、经济、合理、美观意义深远。在工程建筑中不仅要考虑边坡的稳定性，而且在挡土墙的选型上还要进行各种挡土墙方案比较，分析其技术的可行性、经济的合理性
参考文献：
[1] 王若俊.市政道路工程中路基挡土墙的设计[J].《交通世界》2013（16）
[2] 陈小伟.挡土墙施工技术在公路工程施工中的应用[J].城市建设理论研究201l（17）
[3] 沈珊珊.对挡土墙施工技术问题的浅析[J].科技视界，2012（9）
论文作者:陈广泉
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/16
标签：挡土墙论文; 挡墙论文; 工程论文; 基底论文; 压力论文; 地基论文; 截面论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;