7.1 挡土墙的类型构造和布置
一、类型
挡土墙作用：
具有阻挡墙后土体坍滑、保护与收缩坡脚等功能。 路基工程中：
①防止路基填土或挖方坡体变形稳定 ②克服地形限制或地物干扰 ③减少土方量或拆迁和占地面积
④避免填方侵占河床和水流冲刷岸坡（浸水墙） ⑤整治滑坡等病害（抗滑墙）
按设置位置：路肩墙、路堤墙和路堑墙等
按结构形式与特点：重力式、薄壁式、锚固式、垛式和加筋土式等。 1. 重力式
原理：主要依靠墙身自重抵抗墙后土体的侧向压力。 墙身：干砌、浆砌，缺乏石料时，可用混凝土。
干砌仅适用于地震烈度较低，墙高不高（<6m），地基条件良好的地段。 特点：断面尺寸较大，结构简单，取材较易，施工简便。 （1）墙背
墙背种类 仰斜 土压力 主动土压力小 适用情况 路堑墙、墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙 俯斜 土压力大 地面横坡陡峻处的路肩墙或路堤墙，可减小墙高，墙背可做台阶形 上部俯斜，下部仰斜，可减少上部墙身的断面尺寸，多用于路堑墙，也用于路肩墙 上下墙背间设一衡重台，墙面陡直，适衡重式 下部小、上部略用于地面横坡陡峻处的路肩墙和路堤墙。大 借助填土自重和墙重心后移，提高墙体稳定性 用混凝土挡墙时，为减少断面尺寸，可在墙背、墙趾处设少量钢筋，称半重力式，一般适用于低墙。
凸形折线 下部小、上部略大
2. 薄壁式
原理：主要依靠底板上的土重来平衡侧向土压力 墙身：钢筋混凝土结构 特点：墙身断面较薄，
通常包括悬臂式、扶壁式和柱板式等。
（1）悬臂式
组成：立壁、趾板（趾部底板）和踵板（踵部底板）三个悬臂部分
原理：利用踵板上的填土重量保持稳定，趾板还可增加抗倾覆能力和减小基底应力， 适用场合：地基情况较差的路肩墙。 （2）扶壁式
当墙高超过 6m 时，侧向土压力作用下，立壁底部的弯矩迅速变大，钢筋、混凝土用量急剧增加，不经济。因此沿悬臂式墙长方向，每隔一定距离加设扶壁（肋板），将立壁与底板连接起来。悬臂受弯矩，要配置钢筋。
（3）柱板式
组成：立柱、挡板、底梁、底板（卸荷板）、基座和拉杆拼装而成。 适用场合：支挡土质路堑高边坡或处治边坡坍滑，还用于路堤墙 3. 锚固式
组成：由钢筋混凝土墙面部分和锚固构件连接而成。
原理：依靠埋设在稳定岩土层内锚固件的抗拔力，承受从墙面传来的土压力，保持全墙稳定。
墙面：预制立柱（肋板）和挡板拼成，也可就地浇注成整体板壁。 挡板断面采用矩形或槽形的直板，也用混凝土拱板。
特点：属轻型结构，材料节省、占地较少，地基要求不高，有利于机械化施工。 可分为：锚杆式、锚定板式和桩板式等 （1）锚杆式
采用锚杆（锚入稳定地层内的钢杆或钢丝束，拉住肋柱或板壁。 墙高时，可分级建造。
适用场合：适用于高度较大、挖基困难、具有锚固条件的路堑墙、路肩墙或抗滑墙。 （2）锚定板式
结构形式与锚杆式基本相同，只将钢杆（拉杆）的锚固端改用锚定板，并埋在填料稳定区（被动区和中性区）内。
适用场合：特别适用于地基不良的高路肩墙或路堤墙。 （3）桩板式
系将支承挡板的立柱改为深埋地下的桩柱（锚固桩）。
适用场合：适用于墙后土体下滑力较大而要求基础埋置又深的滑坡整治地段。 4. 垛式
组成：采用钢筋混凝土预制杆件纵横交错拼装成框架，内填土石。 原理：借助自重抵抗墙后土体的推力。
特点：允许地基产生一定不均匀沉降，施工迅速，修复容易。 适用场合：常用作高路肩墙、路堤墙和抗滑墙。 5. 加筋土式
组成：由竖直面板、水平拉筋和内部填土三部分组成的加筋体。
原理：通过拉筋材料与填土之间的摩阻力，使面板与土形成一整体结构，依靠其自重抵抗墙后（拉筋尾部后面）土体的侧压力。
拉筋材料：条带拉筋（钢带、钢筋混凝土带或聚丙烯土工带） 网格拉筋（金属或聚合物材料做的网格）。
面板：起保护表层填料免受侵蚀和坍塌作用，一般用混凝土预制（国外用半椭圆形金属板）。 特点：构件轻巧、施工简便、柔性较大、抗震性大、外型美观、造价较低。 适用场合：适用于较高的路肩墙和路堤墙。
二、构造
包括墙身、基础、填料、排水设施和沉降伸缩缝等方面。 1. 墙身 确定原则：
根据墙的用途、高度及墙趾处的地形、地质、水文等条件，在满足材料强度和整体稳定性要求的前提下，按照结构合理、断面经济、施工方便的原则来确定。
（1）重力式
仰斜墙背：坡度一般为 1 ： 0.15～1 ： 0.25 ，不宜缓于 1 ： 0.30 ，以免施工困难。
俯斜墙背：坡度常用 1 ： 0.15～1 ： 0.40 ，低墙（高度不超过 4m）时，可取竖直墙背。
衡重式：上墙俯斜坡度 1 ： 0～1 ： 0.45 ；下墙仰斜坡度 1 ： 0.25 。上下墙的墙高比通常取 2 ： 3 。
墙面（基础以上部分）一般为仰斜平面，坡度与墙背坡度协调。
地面横坡较陡时，用 1 ： 0.05～1 ： 0.20 ；地面横坡平缓时，不宜缓于 1 ： 0.3 。 墙顶宽度：浆砌时不小于 0.5m ；干砌时不小于 0.6m 。 （2）悬臂式
立壁面坡 1 ： 0.02～1 ： 0.05 ，背坡可直立。顶宽不得小于 0.15m ，路肩墙不宜小于 1.20m 。踵板采用等厚，趾板端部厚度可减薄，但不小于 0.30m 。
（3）扶壁式
立壁一般为等厚的竖直板（墙面板）；扶壁间距取墙高的 1/3～1/2 ，厚度约为扶壁间净距 1/8～1/6 ，但不小于 0.30m 。钢筋配置如图 7-3a 、 7-3b 。
（4）锚杆式
墙面：为便于立柱和挡板安装，多采用竖直墙面。
立柱：立柱间距可选用 2.5～3.5m 。每根立柱布置 2～3 根锚杆，布置位置应尽量使立柱所受弯矩分布均匀。
锚杆：一般沿水平方向向下倾斜 10 ～45 。
有效锚固长度：岩层中不小于 4m ；稳定土层中应有 9～10m 。
分级设置：每级高度不大于 6m ，两级之间设 1～2m 平台，以利于施工操作和安全。 （5）加筋土式
面板：十字形、六角形和长条形（断面有矩形、槽形和 L 形等），尺寸主要由受力情况和起吊能力决定。
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十字形面板：高、长为 50～150cm ，宽（厚）为 8～22cm 。边角处，需采用半块面板和异形面板拼装。
拉筋：采用抗拉强度高、蠕变量小、柔韧性和耐久性好的材料，能与填料产生较大的摩阻力、施工方便及价格低廉。
钢筋混凝土带：分节预制，每节长度不大于 3m ，平面呈矩形或楔形，断面厚 6～10cm ，宽 10～25cm 。
聚丙烯土工带：表面应有粗糙花纹，宽度大于 18mm ，厚度大于 0.8mm 。
拉筋长度：取（0.8～1.0） H ，底部拉筋长度不小于 3m ，同时不小于 0.4H （H 为加筋体高度）。
（与面板结点）间距：通常横向为 0.50～1.00m ；竖向为 0.25～0.75m ，面板与拉筋连接，可用螺栓或焊接的感方法连接；相邻面板间连接，用企口和插销等连接。
墙高超过 12m 时，中部宜设置宽度不小于 1m 的错台，有利于调整墙面水平位移，减少面板对地基的压力，并便于施工操作。
另外，加筋体顶部面板上宜设置路檐板，以固定和约束面板，并可安装栏杆。 2. 基础
一般挡土墙可直接建造在天然地基上。对于加筋土挡墙面板，除平整的坚硬地基外，其底部应设置宽不小于 0.3m 、厚不小于 0.2m 的条形混凝土基础（基座）。
① 当地基较弱、地形平坦、墙身较高时，为减小基底应力和提高抗倾覆能力，可采用扩大基础。（图 7-8）墙趾台阶宽度，不得小于 0.2m ；高度按材料的刚性角（浆砌材料为 35 ，混凝土为 40）确定。
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② 地基为软弱土层时，可用砂砾、碎石等材料换填，以扩散基底应力和增加抗滑能力；或采用桩基础。
③墙趾处地面横坡较陡，地基为较完整坚硬的岩层时，为减少基坑开挖和节省圬工，可 将基础底面做成台阶形。
台阶的高宽比不应大于 2 ： 1, 宽度不宜小于 0.5m 。 埋深：应埋置足够的深度，以保证其稳定性。
① 土质地基：地表下不少于 1m （土层密实稳定时，可减少；加筋土挡墙的面板基础底面不小于 0.6m）；受水流冲刷时，应在冲刷线以下至少 1m ；有冻胀影响时，还应在冰冻线以下不少于 0.25m 。
② 岩石地基：应清除表面风化层，基础嵌入基岩的深度不少于 0.15～0.60m （按岩石的坚硬程度和抗风化能力而定）；当风化层较厚又难以全部清除，可根据岩石的风化程度及其相应的容许承载力将基底埋在风化层中。当墙前地面横坡较大时，应留出足够的襟边宽度（表 5-12），以防剪切破坏；对加筋体，则设宽度不小于 1m 的护脚。
③当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面，应将基底埋置在滑动面以下 一定深度（抗滑墙埋入稳定岩层中的深度应不小于 0.5m ，稳定土层中不小于 2.0m），或采取其它措施，以防墙随土体一起滑动。
3. 填料
一般采用当地的土回填并压实，有条件时，尽量选用有一定级配、内摩擦角大、透水性好、遇水后不易膨胀和非冻胀性的材料（如砂砾、碎石等）。
加筋体内填料：应能与拉筋产生足够的摩阻力，易于压实并具有良好的水温稳定性；考虑到拉筋腐蚀，要限制填料内有害化学物质的含量及 pH 值和电阻率等。压实度：在距面板 1m 内，全部墙高不低于 90% ； 1m 以外，则与路基压实要求相同。
4. 排水设施 （1）设置目的：
①疏干墙后土体并防止地面水、地下水下渗；
②以免墙身承受额外的侧压力（静水压力、冻胀压力、膨胀压力）； ③不使承载力下降； ④延长拉筋的使用寿命等。 （2）排水措施：
墙后坡面、加筋体顶面：设置排水沟、夯实地表松土和铺筑封闭层等，减少降水和地表径流的下渗。
路堑墙墙趾前边沟：予以铺砌加固，以防边沟水渗入基础。
非浸水加筋土挡墙：当面板基础埋深小于 1m 时，宜在地表下设置宽为 1m 的混凝土或浆砌片石散水。
浆砌墙：为防积水，应设置泄水孔。直径： 5～10cm 圆孔或 5cm × 10cm 、 10cm × 10cm 、 15cm × 20cm 的方孔，间距一般为 2～3m ，上下交错布置。
最下排泄水孔的出水口底部高出地面（路堑墙为边沟水位，浸水墙为常水位） 0.3m ，保证顺利泄水；进水口底部，应铺设 0.3m 厚的粘土层，以防水分渗入基底。在进水口周围，应采用具有反滤作用的粗颗粒材料覆盖（冻胀时，最好用炉渣），以免填料流失而阻塞孔道。
当填料透水性差（如细粒土）或有冻胀可能时，在墙身和面板后设置排水、反滤或防冻层。采用厚度不小于 0.3m （或 0.5m ）的砂砾、碎石等材料。渗水量大时，可增设渗沟，把水排泄到墙外。干砌挡墙：因墙身透水，可不设泄水孔。
5. 沉降伸缩缝
沉降缝设置目的：为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂，须设置沉降缝，按墙高、地基性质变化设置；
伸缩缝设置目的：同时，为防止圬工砌体因结硬收缩和温度变化产生裂缝，须设置沉降缝。 通常设在同一位置（合并设置），称沉降伸缩缝。 分段设计与施工：根据地形、地基情况
土质地基：每隔 10～15m （加筋土挡墙可达 30m）设置 岩石地基：间距可适当增大。
缝宽：一般为 2～3cm ，自墙顶做到基底。
① 浆砌挡墙：缝内用胶泥填塞；当渗水量大或冻害严重地区，宜用沥青麻筋或沥青木板等弹性材料，沿墙内、外、顶三方填塞，深度不宜小于 15cm ；当填石且冻害不严重时，可不嵌填材料，仅设空缝。
② 干砌挡墙：接缝两侧选用平整石块砌筑，使形成竖直通缝。
③加筋土挡墙沉降缝：采用异形面板，形成直缝，缝宽 1～2cm ，内填上述弹性材料。 ④钢筋混凝土悬臂式和扶壁式挡墙伸缩缝：可采用企口缝，间距不超过 30m ，其间设置表面有 V 形缺口的收缩缝（钢筋不切断），间距约 10m 。
三、布置
挡土墙的布置，通常在路基横断面和墙趾纵断面图上进行。布置前，应现场核对路基横断面图，不足处应补测；测绘墙趾处的纵断面图，收集墙趾处的水文和地质等资料。
1. 横向布置
系在路基横断面图上选定墙的位置和形式，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布设排水设施，指定填料类型等，并绘制具有代表性的挡土墙横断面图。
2. 纵向布置
在墙趾纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图。
布置的内容：
（1）确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。衔接方式有：墙的端部直接嵌入山坡坡面，设置锥坡、端墙或斜墙等。
（2）按地基和地形情况进行分段，确定沉降缝与伸缩缝的位置。
（3）布置各段挡土墙的基础。墙趾处地面有纵坡时，挡土墙的基底做成不大于 5% 的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶。台阶尺寸随纵坡大小而定，但高宽比不宜大于 1 ： 2 ，宽度不小于 1m 。
（4）确定泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。 3. 平面布置
对于地形、地质复杂的挡土墙或工程量大的沿河曲线挡土墙，除了横纵布置外，还应在地形图上进行平面布置。
绘制平面图，图中标示挡土墙与路线的平面位置、附近地貌与地物等情况，特别是与挡土墙有干扰的建筑物情况。沿河挡土墙还应绘出河道及水流方向，防护与加固工程等。
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