重力式挡土墙

重力式挡土墙

第1章绪论

1.1 挡土墙的基本概念

挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。通常用块石、砖、素混凝土及钢筋混凝土等材料构成。

在路基工程中，挡土墙可以用来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。挡土墙在山区公路中应用更为广泛。路基的下列情况宜修建挡土墙：陡坡路段或岩石风化的路堑边坡；需要降低路基边坡高度以减少大量填方、挖方的路段；增加不良地质路段边坡的稳定，以防止产生滑塌防止沿河路段水流冲刷；桥梁或隧道与路基的连接地段；节约道路用地、减少拆迁或少占农田；保护重要建筑物，生态环境或其他需要特殊保护的地段。

在铁路工程中广泛应用于支撑路堤或路堑以及隧道洞口、桥梁两端的路基边坡和河流岸壁等。在其他工程包括公路、铁路、水利、建筑及矿山建设中均普遍使用到挡土墙。

图 1-1挡土墙的结构图

按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等类型

(图 1-1)。路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的既有重要建筑物。滨河及水库路堤，在傍水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床或少占库容的有效措施。造价。设置在桥梁两端的挡土墙，作为翼墙或桥台，起着护台及连接路堤的作用。而抗滑挡土墙则用于防治滑坡。

挡土墙各部分名称如图(图 1-1c)所示。靠填土(或山体)一侧为墙背，外露一侧为墙面，墙面与墙底的交线为墙趾，墙背与墙底的交线为墙踵，墙背与铅垂线的交角为墙背倾角α。墙背的倾角方向，比照面向外侧站立的人的俯仰情况，分俯斜、仰斜和垂直三种。墙背向外侧倾斜时，为俯斜墙背(图 1-1c)，α为正；墙背向填土一侧倾斜时，为仰斜墙背(图 1-1a)，α为负；墙背铅垂时，为垂直墙背(图 1-1b)，α为零。如果墙背具有单一坡度，称为直线形墙背；若多于一个坡度，则称为折线形墙背。选择挡土墙设计方案时，应与其它方案进行技术经济比较。例如，采用路堑或山坡挡土墙，常须与隧道、明洞或刷缓边坡的方案作比较；采用路堤或路肩挡土墙，有时须与栈桥或陡坡填方等相比较，以求工程经济合理。

目前我国多采用重力式挡土墙，重力式挡土墙是由块石、毛石砌筑,它靠自身的重力来抵抗土压力。由于其结构简单、施工方便、取材容易而得到广泛应用。重力式挡土墙的缺点是当墙高超过五米时，要保证其稳定性，势必造成很大的体量，材料用量较多，不太经济。支护结构在各种土建工程中得到广泛的应用，如在铁路、公路工程中用于支承路堤或路堑边坡、隧道洞口、支承桥台后台填土，以减少土石方量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治塌方、滑坡等路基病害；在水利、港湾工程中支挡河岸及水闸的岸墙；在民用与工业建筑中用于修建地下连续墙等。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。

1.2 挡土墙的基本类型

常用的挡土墙型式有重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、锚杆及锚定板式和加筋土挡墙等；道路工程中还可以根据挡土墙设置位置的不同可分为路肩挡土墙、路堑挡土墙和路堤挡土墙；根据其墙体材料可以分为砌石挡土墙、混凝土或钢筋混凝土挡土墙等；而在理论研究中侧重于研究作用于挡土墙的荷载、挡土墙稳定边坡的作用机理等因素，所以在理论上一般根据其结构和受力机理等特点可分为：重力式挡土墙、衡重式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶臂式挡土墙、加筋挡土墙、锚杆式挡土墙、锚定板式挡土墙、土钉式挡土墙、桩板式挡土墙等。

(1)薄壁式挡土墙

薄壁式挡土墙是钢筋混凝土结构，属轻型挡土墙，包括悬臂式和扶壁式两种形式。它是由立壁(墙面板)和墙底板(包括墙趾板和墙踵板)组成，呈倒“T”字形，具有三个悬臂，即立壁、墙趾板和墙踵板。扶壁式挡土墙由墙面板(立壁)、墙趾板、墙踵板及扶肋(扶壁)组成。当墙身较高时，在悬臂式挡土墙的基础上，沿墙长方向，每隔一定距离加设扶肋。扶肋把立臂同墙踵板连接起来，扶肋起加劲的作用，以改善立壁和墙踵板的受力条件，提高结构的刚度和整体性，减小立壁的变形。扶壁式挡土墙宜整体灌注，也可采用拼装。

悬臂式和扶壁式挡土墙的结构稳定性是依靠墙身自重和踵板上方填土的重力来保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。它们的主要特点是构造简单、施工方便、墙身断面较小、自身质量轻，可以较好地发挥材料的强度性能，能适应堆载力较低的地基。一般情况下，墙高6m以内采用悬臂式，6m以上则采用扶壁式。

(2)加筋土挡土墙

加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一种支挡结构物，加筋土是一种在土中加入拉筋的复合土，它利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程性能，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填抖、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。

按拉筋的形式可分为条带式加筋土挡土墙，即拉筋为条带式，每一层不满铺拉筋；席垫式土工合成材料加筋挡土墙.即每一层连续满铺土工格网或土工席垫拉筋。目前，我国主要采用条带式有面板的加筋土挡土墙。

(3)锚杆档土墙

锚杆挡土墙是利用锚杆技术形成的一种挡土结构物。锚杆是一种新型的受拉杆件，它的一端与工程结构物联结，另一端通过钻孔、插入锚杆、灌浆、养护等工序锚固在稳定的地层中，以承受土压力对结构物所施加的推力，从而利用锚扦与地层间的锚固力来维持结构物的稳定。按墙面的结构形式可分为柱板式锚杆挡土墙和壁板式锚杆挡土墙，柱板式锚杆挡土墙是由挡土板、肋柱和锚杆组成。壁板式锚杆挡土墙是由墙面板(壁面板)和锚扦组成。锚杆挡土墙的特点是：

结构质量轻，使挡土墙的结构轻型化，与重力式挡土墙相比，可以节约大量的污工和节省工程投资；利于挡土墙的机械化、装配化施工.可以减轻笨重的体力劳动，提高劳动生产率；不需要开挖大量基坑，能克服不良地基挖基的困难，并利于施工安全。但是锚杆挡土墙也有一些不足之处，使设计和施工受到一定的限制，如施工工艺要求较高，要有钻孔，灌浆等配套的专用机械设备，且要耗用一定的钢材。