擋土墻是防止土體坍塌的構筑物,廣泛用于房屋建筑、水利、鐵路、公路、橋梁工程,如支撐建筑物周圍填土的擋土墻、地下室側墻、橋臺以及 貯藏粒狀材料的擋墻等等。

擋土墻的結構形式可分為重力式、扶壁式和懸臂式等,通常用塊石、磚、素混凝土,及鋼筋混凝土等材料建成。

各部分的名稱

在擋土墻橫斷面中,與被支承土體直接接觸的部位稱為墻背;

與墻背相對的臨空的部位稱為墻面;

與地基直接接觸的部位稱為基底;

與基底相對的、墻的頂面稱為墻頂;

基底的前端稱為墻趾;

基底的后端稱為墻踵。

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1、墻身構造

1)墻背

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仰斜墻背適用于路塹墻及墻趾處地面平坦的路肩墻或者是路堤墻,仰斜墻背的坡度不宜緩于1:0.3,通常在1:0.15~1:0.25。

俯斜墻背適用于路堤墻、路肩墻,常用1:0.15~1:0.25,不超過4m的低墻可以用垂直墻背。凸形折線墻背多用于路塹墻,也可以用于路肩墻,上下墻的墻高比一般采用2:3。衡重式墻適用于山區(qū)地形陡峻處的路肩墻和路堤墻,也可用于路塹墻,上墻俯斜墻背的坡度在1:0.25~1:0.45,下墻仰斜墻背在1:0.25左右,上下墻的墻高比一般采用2:3。2)墻面墻面一般均為平面,起坡度應與墻背坡度相協調。墻面坡度直接影響擋土墻的高度,因此,在地面橫坡較陡時,墻面的坡度一般為1:0.05~1:0.20,矮墻可采用陡直墻面;地面較平緩時,一般采用1:0.20~1:0.35較為經濟。3)墻頂墻頂寬度最小,漿砌擋土墻不小于50cm,干砌不小于60cm。漿砌路肩墻墻頂一般宜采用粗石料或者混凝土做成頂帽,厚度為40cm;如不做頂帽,對路肩墻和路塹墻,墻頂應以大石塊砌筑,并用砂漿勾縫,或用5號砂漿抹平頂面,砂漿厚2cm。干砌擋土墻墻頂在50cm高度內,應用25號砂漿砌筑,以增加墻身穩(wěn)定性,干砌擋土墻的高度一般不宜大于6m。4)欄桿為保證交通安全,在地形險峻地段或者過高過長的路肩墻的墻頂應設置護欄,為保持土路肩最小寬度,護欄內側邊緣距路面邊緣的距離,二、三級路面不小于0.75m,四級路不小于0.5m。護欄分墻式和柱式兩種,所采用的材料、護攔高度和寬度,視實際需要而定。

2、基礎結構

1)基礎類型

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大多數擋土墻都直接修筑在天然地基上。

當地基承重力不足且墻趾處地形比較平坦,而墻身又超過一定高度時,為了減小基底壓應力和增加抗傾覆穩(wěn)定性,常常采用擴大基礎。當地基壓應力超過地基承載力過多時,需要加寬值較大,為避免加寬部分的臺階過高,可采用鋼筋混凝土底板。地基為軟弱土層時,可采用砂礫、碎石、礦渣或者灰土等材料予以換填。當擋土墻修筑在陡坡上,而地基又為完整、穩(wěn)固、對基礎不產生側壓力的堅硬岸石時,可設置臺階基礎,以減少基坑開挖和節(jié)省圬工。如地基有短段缺口(如深溝等)或挖基困難(如需水下施工)可采用拱形基礎。2)基礎埋置深度對于土質地基,基礎埋置深度應符合下列要求:①無沖刷時,應在天然地面以下至少1m;②有沖刷時,應在沖刷線以下至少1m;③受凍脹影響時,應在凍結線以下不少于0.25m;當凍深超過1m,采用1.25m,但地基應夯填一定厚度的砂石或者碎石墊層,墊層底面亦應位于凍結線以下不少于0.25m。碎石、礫石和砂類地基,不考慮凍脹影響,但地基埋深不宜小于1m。對于基石地基應清除表面風化層,將基底嵌入巖層一定深度,當風化層較厚難以全部清除表面時,可依據地基的風化程度及容許承載力將基底埋入風化層中。當擋土墻位于地質不良地段,地基土內可能出現滑動面時,應進行地基抗滑穩(wěn)定性驗算,將基礎底面埋置在滑動面以下,或采取其他措施,以防止擋土墻滑動;A應采用明挖基礎,當基底位于大于5%的縱向斜坡上,基底應該設置成臺階形。

3、排水設施

擋土墻的排水措施通常由地面排水和墻身排水兩部分組成。

1)地面排水

主要是防止地表水滲入墻后土體或者地基,有以下幾種方法:

①設置地面排水溝,截引地表水;②夯實回填土頂面和地表松土,防止雨水和地面水下滲,必要時可設鋪砌層;③路塹擋土墻趾前的邊溝應予以鋪砌加固,以防邊溝水滲入基礎。

2)墻身排水

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漿砌塊(片)石墻身應在墻前地面以上設一排泄水管(圖a);墻高時可在墻上部加設一排泄水孔(圖b),泄水孔尺寸可視泄水量大小分別采用5cm×10cm、10cm×10cm、15cm×20cm的方孔,或直徑5~10cm的圓孔?籽坶g距一般為2~3m;對于浸水擋土墻孔眼間距一般為1.0~1.5m,干旱地區(qū)可適當加大,孔眼上下錯開布置,下排水孔的出口應高出墻前地面或墻前水位0.3m。

為防止水分滲入地基,下排泄水孔進入的底部應鋪設30cm厚的粘土隔水層,泄水孔的進水口部分應設置粗粒料反濾層,以免孔道阻塞,當墻背填土透水性不良或可能發(fā)生凍脹時,應在最低一排泄水孔至墻頂以下0.5m的范圍內鋪設厚度不小于0.3m的砂卵石。

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4、沉降縫和伸縮縫

設計時,一般將沉降縫和伸縮縫合并設置,沿路線方向每隔10~15m設置一道,兼起兩者的作用?p寬2~3cm,縫內一般可用膠泥填塞,但在滲水量大、填料容易流失或凍害嚴重地區(qū),則宜用瀝青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料,沿內、外、頂三方填塞,填深不宜小于0.15m;當墻后為巖石路塹或填石路堤時,可設置空縫。

干砌擋土墻縫的兩側應選用平整石料砌筑,使之成垂直通縫。

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按作用分:

路肩墻:護肩及改善綜合坡度路堤墻:收縮坡腳,防止邊坡或基底(對于陡坡路堤)滑動,沿河路堤則可防水流沖刷等。

路塹墻:減少開挖,降低邊坡高度山坡墻:支擋坡上覆蓋層,可兼起攔石作用隧道及明洞口擋墻:縮短隧道或明洞口長度橋梁兩端擋墻:護臺及連接路堤,作為翼墻或橋臺。

按結構分

(一)重力式擋土墻重力式擋土墻靠自身重力平衡土體,一般型式簡單、施工方便、圬工量大,對基礎要求也較高。依據墻背型式不同,其種類有普通重力式擋墻、不帶衡重臺的折線墻背式重力擋墻和衡重式擋墻。衡重式擋墻 屬重力式擋墻;衡重臺上填土使得墻身重心后移,增加了墻身的穩(wěn)定性;墻胸很陡,下墻背仰斜,可以減小墻的高度和土方開挖;但基底面積較小,對地基要求較高。

重力式擋土墻可根據其墻背的坡度分為以下幾種類型:

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重力式擋土墻和懸臂式擋土墻的示意圖:

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(二)錨定式擋土墻錨定式擋土墻屬于輕型擋土墻,通常包括錨桿式和錨定板式兩種。錨桿式擋墻主要由預制的鋼筋混凝土立柱和擋土板構成墻面、與水平或傾斜的鋼錨桿聯合作用支擋土體,主要是靠埋置巖土中的錨桿的抗拉力拉住立柱保證土體穩(wěn)定的。錨定板式則將錨桿換為拉桿,在其土中的末端連上錨定板。它不適于路塹,路堤施工容易實現。

錨桿式擋土墻:由預制的鋼筋混凝土立柱、擋土板構成墻面,與水平或傾斜的鋼錨桿聯合組成。錨桿的一端與立柱連接,另一端被錨固在山坡深處的穩(wěn)定巖層或土層中。

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定板式擋土墻:是由鋼筋混凝土墻面、鋼拉桿、錨走板以及其間的填土共同組成的一種組合擋土結構。

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4)加筋土擋土墻:是在土中加入拉筋,利用拉筋與土之間的摩擦作用,改善土體的變形條件和提高土體的工程特性,從而達到穩(wěn)定土體的目的。由面板、拉筋組成,依靠填土、拉筋之間的摩擦力使填土與拉筋結合成一個整體。

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(三)薄壁式擋墻薄壁式擋土墻是鋼筋混凝土結構,包括懸臂式和扶壁式兩種主要型式。懸臂式擋土墻由立壁和底板組成,有三個懸臂,即立壁、趾板和踵板。當墻身較高時,可沿墻長一定距離立肋板(即扶壁)聯結立壁板與踵板,從而形成扶壁式擋墻;老路加固時,考慮扶壁難以在踵板側做,也可考慮將其做在趾板側,同樣可以發(fā)揮作用,但須進行設計計算確定。

懸臂式擋土墻:由立板(墻面板)和底板(墻趾板和墻踵板)兩部分組成,一般形式為如下圖所示:

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扶壁式擋土墻:當擋土墻的墻高h>10m時,為了增加懸臂的抗彎剛度,沿墻長縱向每隔0.8~1.0m,設置一道扶壁。

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(四)加筋土擋土墻加筋土擋土墻是由填土、填土中的拉筋條以及墻面板等三部分組成,它是通過填土與拉筋間的摩擦作用把土的側壓力削減到土體中起到穩(wěn)定土體作用的。加筋土擋土墻屬于柔性結構,對地基變形適應性大,建筑高度也可很大,適用于填土路基;但須考慮其擋板后填土的滲水穩(wěn)定及地基變形對其的影響,需要通過計算分析選用。

(五)其它擋土墻柱板式擋土墻 (沿河路堤及基坑開挖中常用)樁板式擋土墻 (基坑開挖及抗洪中使用)垛式擋土墻(又稱為框架式擋土墻)

按擋土墻的位置劃分

路塹擋土墻:設置在路塹邊坡底部,主要用于支撐開挖后不能自行穩(wěn)定的山坡,同時可減少挖方數量,降低挖方邊坡的高度。

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路肩擋土墻:設置在路肩部位,墻頂是路肩的組成部分,其用途與路堤墻相同。它還可以保護臨近路線既有的重要建筑物。

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路堤擋土墻:設置在高填土路提或陡坡路堤的下方,可以防止路堤邊坡或路堤沿基底滑動,同時可以收縮路堤坡腳,減少填方數量,減少拆遷和占地面積。

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山坡擋土墻:設置在路塹或路堤上方,用于支撐山坡上可能坍滑的覆蓋層、破碎巖層或山體滑坡。

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浸水擋土墻:沿河路堤,在傍水的一側設置擋土墻,可以防止水流對路基的沖刷和侵蝕,也是減少壓縮河床的有效措施。

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按照墻體的材料劃分

1)石砌擋土墻

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2)混凝土擋土墻

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3)鋼筋混凝土擋土墻

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4)鋼板擋土墻

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