工程中常见挡土墙简述

工程中常见挡土墙简述

耿霏1赵蕾2张立波3田源4王玙5

中机华信诚电力工程有限公司北京市100029

摘要：挡土墙类型很多，按墙体刚度不同，可分为刚性挡土墙和柔性挡土墙两大类。刚性挡土墙是指墙体本身刚度较大，在土压力作用下墙体基本不变形或变形很小的挡土墙，如重力式挡土墙等；柔性挡土墙是指墙体的刚度较小，在土压力作用下墙体本身会产生变形的挡土墙，如锚定式挡土墙等。

关键词：挡土墙；稳定；强度；经济

1挡土墙的分类

鉴于挡土墙施工简便、占地面积小和施工费用少的特点，根据挡土墙的受力形式，挡土墙主要分为重力式挡土墙、扶壁式挡土墙和衡重式挡土墙等。以下做详细介绍：

1.1重力式挡土墙

1.2作为工程中最为常见的挡土墙形式，以自身重力来维持挡土墙在土侧压力下稳定的重力式挡土墙，在工程中得到了较为广泛的应用。重力式挡土墙多采用石块、片石或混凝土整体浇注的形式；由于其体积和重量均较大，因此在软土地基上的应用受到了一定程度的应用；同时如果挡土墙墙体太高、需要较多的建筑材料，重力式挡土墙在经济上也并不划算。即在地基较好且挡土墙高度适中的情况下，如果当地有石料可用则重力式片石挡土墙则是挡土墙形式的首选。

（1）重力式挡土墙是几种挡土墙中最为常见的，依靠墙身自身重量平衡土压力，根据现场材料供应，可用砖、石、混凝土、钢筋混凝土等材料建筑。重力式挡墙圬工量较大，但其断面型式简单，施工方便，可就地取材，适应性较强，在工程实践中应用最为广泛。重力式挡土墙由块石、毛石砌筑，它依靠自身的重力来抵抗土压力。由于其结构简单、方便施工、取材容易获得而得到广泛应用。根据墙背倾角的不同，重力式挡土墙可分为仰斜、竖直和俯斜三种。按主动土压力大小，重力式挡土墙应当优先采用仰斜挡土墙，竖直次之，俯斜少用。仰斜式的墙后填土较困难，用于护坡时较为合理，墙背竖直或俯斜式用于填方较省劲。重力式挡土墙的顶宽不宜小于500mm，底宽约为墙高的1/2～1/3，墙高较小且填土质量好的墙，初算时底宽可取墙高的1/3。为了减少墙身材料，墙体在地面以下部分可做成台阶式，以增加墙体抗倾覆的稳定性。墙底埋深应不小于500mm，为了增大墙底的抗滑能力，基底可做成逆坡。重力式挡土墙的缺点是当墙高超过5m时，为要保证其稳定性，必须增加挡墙截面面积，材料用量较多，经济性降低。

（2）重力式挡土墙一般适用于墙高≤5m的情况，高度较高的挡土墙如果采用重力式，要保证其稳定性，势必造成很大体积和基础、临时边坡开挖量，材料用量较多，不太经济，还可能造成肥大的基础。重力式挡土墙应注意墙后填土料的选择，一般应尽量选择透水性好的土，比如砂土、碎石、砾石、矿渣等，不应采用淤泥、耕植土或膨胀土。另外应根据墙体顶部的地形、地质及水体侵入情况修建截水沟、排水沟或封闭地表等排水设施，根据填料的透水性能，设置泄水孔、墙背反滤层等。

重力式挡土墙应设置变形缝，一般墙长10~15m设置一道，墙越高，变形缝间距越小。重力式挡墙的墙背，可采用仰斜、俯斜、垂直或折线型，为增加挡土墙的抗滑稳定性，基底宜做成逆坡。

1.3扶壁式挡土墙

作为挡土墙的另一种常见形式，扶壁式挡土墙主要是依靠底板上的填土质量来维持挡土墙的稳定的挡土墙。悬臂式挡扶壁式挡土墙结构较为简单，方便施工，由于踵板的采用，在松软地基中也能得到较为广泛的应用。如果施工条件对于挡土墙的高度要求较高时，使得力臂下部弯矩较大，使得对于材料的需求较多，扶壁式挡土墙则体现了其经济性。

（1）扶壁式挡土墙是加强的悬臂式挡土墙，为了弥补墙高增加带来的悬臂式挡土墙立壁太厚，配筋太多的缺陷，沿立壁内侧间隔一定距离加一道梁式构件-扶壁，使立壁、踵板变为连续板，主要土压力由扶壁传给踵板。扶壁式挡土墙墙身断面较小，自身质量轻，可以较好的发挥材料的强度性能。

（2）扶壁式挡土墙墙高不宜超过15m，一般在9~10m左右，分段长度不应大于20m。扶肋间距应根据经济性要求确定，一般为1/4~1/2墙高。每段中宜设置三个或三个以上的扶肋，扶肋厚度一般为扶肋间距的1/10~1/4，但不应小于0.3m。采用随高度逐渐向后加厚的变截面，也可采用等厚式以利于施工。扶壁式挡土墙刚度很大，变形很小，适应地基能力强，更适合墙顶有重车的情况，变形缝一般不宜超过10m。过高的挡土墙扶壁弯矩急剧增加，钢材用量也会骤增，影响其经济性能。

1.3悬臂式挡土墙

（1）悬臂式挡土墙也属于刚性挡土墙，是由立壁、趾板、踵板三个钢筋混凝土悬臂构件组成的挡土墙。立壁固定于趾板、踵板上，主要靠踵板上填土的重量平衡立壁传来的土压力。悬臂式挡土墙为钢筋混凝土结构，构造简单，施工方便，工程量较重力式挡土墙小得多，有很好的适应变形的能力，在工程实践中能很好的适应多种复杂的地质条件。

（2）悬臂式挡土墙墙高一般不超过6m，当墙高大于4m时，宜在墙面板前加肋。墙高较大时，立壁下部的弯矩较大，钢筋与混凝土的用量剧增，影响这种结构形式的经济效果。悬臂式挡土墙的立壁、趾板、踵板均为挑板构件，一般采用变截面。同重力式挡土墙，悬臂式挡土墙也须设置截水、排水、泄水措施，避免墙后积水形成静水压力，减少寒冷地区回填土的冻胀压力。消除粘性土填料浸水后的膨胀压力为满足抗滑定性要求，悬臂式挡土墙底板可作成逆坡，也可在踵板底部设置抗滑键。

2挡土墙设计新思路的探索

2.1新思路的灵感来源

纵观历史，几千年前的大禹治水的故事给当代工程设计者提供了一个挡土墙设计的新思路。当年，人们生活在河流两岸，大涨的河水水位严重威胁着大家的安全，为了抵挡汹涌的河水，人们反复不断的加高堤坝，最终过高的堤坝没能实现有效治水的初衷。后来，大禹采取疏导与封堵相结合的办法，一面加固堤坝，一面开凿通道，将部分洪水疏导去了他处，终获成功。仔细想来，挡土墙设计规范并没有只要求工程设计时一味的加固挡土墙，提高挡土墙自身的抵抗能力。从公式γ0≤R中可以看出，提高挡土墙结构抵抗各种作用的能力：一种方案是公式中的右边数值不断变大，这样会造成挡土墙尺寸的无限增大，它有一定的局限性；另一种方案是适当的减小施加在挡土墙结构上的作用力，不仅可以提高挡土墙安全性能，而且还能使工程量减小。

2.2工程地质学岩层的产状分析

在工程地质构造上，自然形成岩层的产状有三个要素，分别为走向、倾向和倾角。走向为层面与水平面交线的延伸方向；倾向为层面上与走向垂直并指向下方的直线的水平投影方向；倾角为层面与水平面的交角。这些不同的岩层的产状相组合形成了水平构造、倾斜构造、褶皱构造、断裂构造等地质构造。岩层倾向有三种情况：

第一，岩层倾向平行于垂直面向下。这时岩体自身是稳定的，若在此处修建挡土墙，它可能受到的仅有岩层内部土体对岩体横向施加的再延伸到挡土墙上的力，而这个横向力显然是较小的，因为垂直的岩层已经发挥了一定的挡土墙功能。

第二，岩层倾向向内。这时的岩层不仅自身稳定，还具有比垂直岩层更大对内横向力抵抗能力，若这个抵抗能力足够强，在此处修建挡土墙可能不会受到来自于岩体方向的横向压力。

第三，岩层倾向向外。这时的挡土墙受到的横向压力将不仅仅是岩体本身的压力，还要额外承担岩层自身的滑动带来的冲击，若要修建挡土墙，将需要很大的挡土墙截面，这种地方修建挡土墙是不经济、不合理的。

3结束语：挡土墙的布置与多个专业的设计是分不开的，如果能综合考虑多方面的因素，即做到管线、渠道的合理设置，土方的挖填平衡，道路的坡道舒适，而且使房屋的布局合理，挡土墙的长度和高度应当在安全的前提下，控制在材料最省和方便施工，就能控制投资，节省造价。

参考文献：

[1]谌洪烨.论挡土墙的设计[J].河南水利与南水北调,2013(16):44-45.

[2]骆玫.路基工程挡土墙施工工艺的应用[J].科技与企业,2013(03):223.