路基工程教材——第6章 路基支挡结构设计.doc

第六章路基支挡结构设计

概述

能够保持结构物两侧的土体、物料有一定高差的结构称为支挡结构。支承路堤填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳，而承受侧向土压力的建筑物称为挡土墙。

支挡结构在各种土建工程中得到广泛的应用，如铁路、公路工程中可以用于支承路堤或路堑边坡、隧道洞口、支承桥台台后填土，以减少土石方量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害；水利、港湾工程中支挡河岸及水闸的岸墙；民用与工业建筑中的地下连续墙等。随着大量土木工程在地形复杂地区的兴建，支挡结构愈加显得重要。支挡结构的设计将直接影响到工程的经济效益及安全。

挡土墙各部位的名称如图6-1所示

挡土墙的类型划分方法很多，根据墙体自身的刚度可将其分为柔性挡土墙和刚性挡土墙；根据挡土墙的结构形式可将其分为重力式（包括衡重式）挡土墙和轻型挡土墙；根据挡土墙在路基横断面上的位置可分为：路堑挡土墙、路肩挡土墙、路堤挡土墙、山坡挡土墙、抗滑挡土墙、站台挡土墙等；根据建筑材料可分为石、混凝土及钢筋混凝土挡土墙等；根据所处的环境条件可分为一般地区挡土墙、浸水地区挡土墙与地震地区挡土墙等。

为适应不同地区的条件和发展新技术的需要，逐步发展了各种形式的挡土墙，如：悬臂式、扶臂式、板桩式、锚杆式、锚定板式、竖向预应力锚杆式、加筋土式和土钉式等新型挡土墙。

路基在遇到下列情况时可考虑修建挡土墙：

陡坡地段；

岩石风化的路堑边坡地段；

为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段；

可能产生坍方、滑坡的不良地质地段；

高填方地段；

水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段；

为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段；

为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的地段。

第二节重力式挡土墙

一、概述

重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，它是我国目前最常用的一种挡土墙形式。

重力式挡土墙，当墙背只有单一坡度时，称为直线形墙背；若多于一个坡度，则称为折线形墙背。直线形墙背可做成俯斜、仰斜、垂直三种，墙背向外侧倾斜时称为俯斜，墙背向填土一侧倾斜时称为仰斜，墙背垂直时称为垂直；折线形墙背有凸形折线墙背和衡重式墙背两种，如图6-2所示。

二、重力式挡土墙的构造

重力式挡土墙的构造必须满足强度与稳定性的要求，同时应考虑就地取材，经济合理、施工养护的方便与安全。

1.墙身构造

重力式挡土墙的仰斜墙背坡度一般采用1:0.25，

混凝土块和石砌体挡土墙的墙顶宽度一般不应小于0.5m，混凝土墙顶宽度不应小于0.4m。路肩挡土墙墙顶应以粗料石或C15混凝土做帽石，其厚度不得小于0.4m，宽度不小于0.6m

在有石料的地区，重力式挡土墙应尽可能采用浆砌片石砌筑，片石的极限抗压强度不得低于30MPa。

为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，根据地基地质条件的变化和墙高、墙身断面的变化情况需设置沉降缝。在平曲线地段，挡土墙可按折线形布置，并在转折处以沉降缝断开。为防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝应设置伸缩缝。设计中一般将沉降缝和伸缩缝合并设置，沿线路方向每隔10～25m设置一道，如图6-5所示。缝宽为2～3cm，自墙顶做到基底。

2.排水设施

挡土墙的排水措施通常由地面排水和墙身排水两部分组成。地面排水主要是防止地表水渗入墙后土体或地基，地面排水措施有：

（1）设置地面排水沟，截引地表水；

（2）夯实回填土顶面和地表松土，防止雨水和地面水下渗，必要时可设铺砌层；

（3）路堑挡土墙趾前的边沟应予以铺砌加固，以防止边沟水渗入基础。

墙身排水主要是为了排除墙后积水，通常在墙身的适当高度处布置一排或数排泄水孔，如图6-6所示。

3.防水层

为防止水渗入墙身形成冻害及水对墙身的腐蚀，在严寒地区或有浸水作用时，时常在临水面涂以防水层：

（1）石砌挡土墙,先抹一层Ｍ5水泥砂浆(2cm厚),再涂以热沥青(2～3mm

（2）混凝土挡土墙,涂抹两层热沥青(2～3mm)；

（3）钢筋混凝土挡土墙，常用石棉沥青及沥青浸制麻布各两层防护，或者加厚混凝土保护层。

4.基础埋置深度

挡土墙一般采用明挖基础。当地基为松软土层时，可采用加宽基础、换填或桩基础。水下基础挖基有困难时，可采用桩基础或沉井基础。

基础埋置深度应按地基的性质、承载力的要求、冻胀的影响、地形和水文地质等条件确定。

挡土墙基础置于土质地基上时，其基础埋深应符合下列要求：

（1）基础埋置深度不小于1m。当有冻结且冻结深度小于或等于１ｍ时，应在冻结线以下不小于0.25m（不冻胀土除外）；当冻结深度超过1m时，可在冻结线下0.25

（2）受水流冲刷时，基础应埋置在冲刷线以下不小于1m

（3）路堑挡土墙基础底面应在路肩以下不小于1m，并应低于侧沟砌体底面不小于0.2

三、重力式挡土墙的布置

挡土墙的布置