挡土墙的设计与养护技术

挡土墙的设计与养护技术

李中山,王义伟

(唐山交通勘察设计院,河北唐山　063000)

摘　要:公路是国家现代化建设的重要基础设施。而公路挡土墙在公路工程中被广泛的采用。本文通过对各种公路路基条件下挡土墙形式的介绍,详细阐述了公路挡土墙的设计方法,以及公路挡土墙在使用过程中的养护和加固技术。对加快我国高等级公路的建设和改善路网结构,保障公路畅通方面有一定的借鉴意义。

关键词:公路路基;路堑;挡土墙;墙踵;墙趾中图分类:U T476.4

根据我国国民经济和社会发展对交通运输的要求,建立适应中国国情的现代化综合运输体系,缓解我国交通运输的紧张局面,对于公路建设者来说,最关键的有两方面:一是要加快公路的建设,提高整个路网技术等级;二是要切实加强对已建成公路的养护管理,改善路网结构,保障公路畅通。路基是公路的重要的组成部分,是路面的基础,与路面共同承担车辆荷载。路基的强度和稳定性是保证路面平整度、强度和稳定性的重要条件之一。所以,为了保证公路的正常使用性能,必须对路基尤其是对挡土墙进行周期性的、预防性的、科学合理的养护,使其经常处于良好的技术状态,不发生较大的变形和病害。

1　挡土墙的设计理念

挡土墙是公路工程中广泛采用的用来支撑路基填土或山坡土体,防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程种,挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡,减少土石方工程量和占地面积,防止水流冲刷路基,并经常用于整治塌方、滑坡等路基病害。在山区公路种,挡土墙的应用更为广泛。

路基在遇到下列情况时可考虑修建挡土墙:(1)陡坡地段;

(2)岩石风化的路堑边坡地段;

(3)为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段;

(4)可能产生塌方、滑坡的不良地质地段;(5)高填方地段;

(6)水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基

地段;

(7)为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段;(8)为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的地段。

挡土墙各部分的名称为:墙身靠填土(或山体)一侧称为墙背,大部分外露的一侧称为墙面(或墙胸),墙的顶面部分称为墙顶,墙的底面部分称为墙底,墙背与墙底的交线称为墙踵,墙面与墙底的交线称为墙趾。墙背与竖直面的夹角称为墙背倾角,一般用α表示;工程中常用单位墙高与其水平长度之比来表示,即可表示为1:n 。墙踵到墙顶的垂直距离称为墙高,用H 表示。

此外,为计算土压力而采用的名称有:地面倾角β、墙背摩擦角(即墙背与填土间的摩擦角)δ。

根据挡土墙在路基横断面上的位置,可分为路肩墙、路堤墙及路堑墙。当墙顶置于路肩时,称为路肩式挡土墙,如图1-2a 所示;若挡土墙支撑路堤边坡,墙顶以上尚有一定的填土高度,则称为路堤式挡土墙,如图1-2b 所示;如果挡土墙用于稳定路堑边坡,称为路堑式挡土墙,如图1-2c 所示。此外,还有设置在山坡上的山坡挡土墙,用于整治滑坡的抗滑挡土墙等。

在考虑挡土墙设计方案时,应与其它工程方案进行技术经济比较。例如,采用路堤或路肩挡土墙时,常与栈桥或填方凳进行方案比较;采用路堑或山坡挡土墙时,常与隧道、明洞或刷缓边坡等方案作比较,以求工程技术经济合理。

第21卷　第4期2005年4月 甘肃科技G ansu Science and Technology

V ol.21　No.4

A pril.　2005

图1-2　设置在不同位置的挡土墙

2　挡土墙的养护与加固

挡土墙是用来支挡天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。在公路工程中,它广泛应用于支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁及河流岸壁等。

挡土墙养护的基本要求:①保持构造物完整无损;②砌体伸缩缝填料良好;③泻水孔无堵塞。通过日常的和定期的检查,发现问题,分析原因,采取养护修理措施。

挡土墙的日常养护除经常检查其有否损坏外,每年应在春秋两季各进行一次定期检查,北方冰冻严重地区尤其应该注意,主要检查挡土墙在冰冻融化后墙身及基础的变化情况,以及冰冻前所采取的防护措施效果。另外在反常气候、地震或重型车辆通过等特殊情况后应进行及时检查,发现裂缝、断缝、倾斜、鼓肚、滑动、下沉或表面风化、泻水孔堵塞、墙后积水、周围地基错台、空隙等情况,应查明原因,并观察其发展情况,采取相应的修理、加固等措施。对检查和修理加固情况,应做好工作记录,设立技术档案备查。保证挡土墙完整无损,发挥其对路基的防护与加固的作用。

挡土墙发生裂缝、断裂并且已停止发展,可将缝隙凿毛,清除碎碴和杂物,然后用水泥砂浆堵塞。水泥混凝土或钢筋混凝土挡土墙的裂缝也可用环氧树脂粘合。挡土墙发生倾斜、鼓肚、滑动或下沉时,可选用下列加固措施:

(1)锚固法。适用水泥混凝土或钢筋混凝土挡墙。采用高墙钢筋作锚杆,穿入预先钻好的孔内,用水泥砂浆灌满锚杆插入岩体部位,固定锚杆,待砂浆达到一定强度后,对锚杆进行张拉,然后用锚头固紧。(2)套墙加固法。在原墙外侧加宽基础,加厚墙身。施工时,应挖除一部分墙后填土,减小土压力,同时应注意新旧基础和墙身的结合。方法是凿毛旧基础和旧墙身,必要时设置钢筋锚拴或石榫,以增强联结。墙后回填土必须分层填筑并夯实。(3)增建支撑墙加固法。在挡墙外侧,每隔一定间距,增建支撑墙。支撑墙的基础埋置深度、尺寸和间距应通过计算确定。(4)原挡土墙损坏严重,采取以上加固方法。不能达到设计强度要求时,则应考虑将损坏部分拆除重建。为防止不均匀沉降,新旧墙之间应设置沉降缝,并应注意新旧挡墙街头协调。挡土墙的泻水孔应保持畅通。如有堵塞,应及时疏通,如无法疏通,应另行选择适当位置增设泻水孔,或在墙背后沿挡墙增做墙后排水设施,一般可增设盲沟将水引出路基以外,以防止墙后积水,引起土压力增加或冻胀。

挡土墙表面出现风化剥落时,应将风化表层凿除,喷涂水泥砂浆保护层。当风化剥落严重时,应将风化部分拆除重砌。

锚杆式及加筋挡土墙,应经常注意有否变形、倾斜或肋柱、挡板损坏、断裂。如有损坏,应及时修理、加固或更换。对暴露的锚头、螺母、垫圈应定期涂刷防锈漆,同时应经常检查锚头螺母有否松动、脱落,如有松动、脱落应及时紧固和补充。

浸水挡土墙,除平时经常检查其有否损坏外,应在洪水期前后详细观察、检查。汛前检查的目的是确定其作用、效果和是否完整稳定,能否抵抗洪水的袭击和应采取的防护、加固措施;汛后检查的目的是观察其有否损坏、应及时修理和加固。

浸水挡土墙受洪水冲刷,出现基础淘空,但未危机挡土墙本身时,可采取抛石加固或用块(片)石将淘空部分塞实并灌浆。当挡墙本身出现损坏,如松动、下沉、倒塌、开裂等,应按原样修复。

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