高速公路邊坡支護擋土墻設計

羅東生 廣東省建筑設計研究院，廣東 廣州 510010

在高速公路建設的過程中，擋土墻作為路基、填土、防止路基變形的一種公路基礎構造物，對提升高速公路路基的穩(wěn)定性，保證高速公路的使用壽命有著重要的意義。加大對高速公路邊坡支護擋土墻的設計研究，有著重要的理論與現(xiàn)實意義。本文結合高速公路邊坡支護擋土墻施工實踐，就邊坡支護擋土墻的類型與設計展開了分析。通過研究高速公路邊坡支護擋土墻的設計方法，豐富高速公路施工研究。

1 高速公路邊坡支護擋土墻的應用范圍

高速公路路基作為提升公路穩(wěn)定性的設施，在下面的情況出現(xiàn)時可以通過修建擋土墻來提升路基的穩(wěn)定性，這些情況包括:坡度較陡的地段、存在巖石風化的邊坡區(qū)域、為了減少挖方、降低公路邊坡高度的地段、易出現(xiàn)地質(zhì)滑坡等災害的地段、需要高填方的區(qū)域、沿江、沿河路基地段、為降低拆遷數(shù)量地段等等。在進行高速公路擋土墻的設計方案制作時，要加大與其他方案的技術、經(jīng)濟比較。例如:在使用路堤擋土墻的時候，經(jīng)常將其與填方做比較。在使用山坡?lián)跬翂Φ臅r候，經(jīng)常與隧道等方案做比較，以更好的提升施工技術與經(jīng)濟投入的合理性。

2 高速公路擋土墻的類型及適用條件

擋土墻作為支承高速公路路基填土或者山坡土體，對于提升高速公路路基的穩(wěn)定性、降低路基的變形有著重要的意義。高速公路邊坡支護擋土墻的類型有多種，在劃分的時候大部分是以擋土墻的結構方式來分類的。最為常見的擋土墻形式有以下幾種:重力式擋土墻、衡重式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、加筋土式擋土墻、錨桿式擋土墻、錨定板式擋土墻等。不同類型的擋土墻其適用范圍會因墻址地型、施工環(huán)境、建筑材料、地質(zhì)狀況等因素的影響。

2.1 重力式擋土墻

高速公路邊坡支護的重力式擋土墻，一般是通過塊石、混凝土等材料進行砌筑的。重力式擋土墻借助擋土墻自身的重量來保證墻體的穩(wěn)定性。所以，重力性擋土墻的截面一般比較大，這種擋土墻適合在小型工程中使用，重力擋土墻一般小于八米。其優(yōu)點是結構簡單，便于施工，在高速公路邊坡支護施工中有著非常廣泛的應用。

2.2 懸臂式擋土墻

在高速公路施工的過程中，當?shù)鼗耐临|(zhì)比較差，或者缺乏石料的時候，一般使用懸臂式擋土墻，通過把擋土墻設計成L 型，使用鋼筋混凝土做建造的材料。懸臂式擋土墻的穩(wěn)定性主要是借助墻踵懸臂上面的土重量予以維持的。在施工的時候懸臂式擋土墻內(nèi)部放置鋼筋，以更好的承受拉應力，所以擋土墻的墻身截面要小。

2.3 扶壁式擋土墻

扶壁式擋土墻在高速公路邊坡支護中有著重要的應用，扶壁式擋土墻是由墻面板、墻趾板、墻踵板、扶肋等結構組成的。基巖這懸臂式擋土墻的墻長方向，間隔一定的距離增設扶肋，將墻面板與墻踵板連接到一起。附壁石擋土墻經(jīng)常用于史料缺乏、地基承載力比較差的施工建設段。如果墻高較高的時候，扶壁式擋土墻的經(jīng)濟性更強。

2.4 錨定板及錨桿式擋土墻

錨定板擋土墻作為擋土墻的一種類型，是由墻面、錨定板、混凝土立柱等構件拼裝成的。錨定板擋土墻通過填土、擋土墻結構兩者的作用力來保證擋土墻自身的穩(wěn)定性。錨定板擋土墻與重力式擋土墻比較，其結構更輕、柔性大、施工量少、工程造價低、便于施工等優(yōu)勢。錨定板擋土墻適合在地基承載力差的區(qū)域。在設計的過程中，為了更好的提升錨定板擋土墻的結構內(nèi)力效果，一定要確保錨定板結構附近的系統(tǒng)穩(wěn)定與土的摩擦阻力大于自重、荷載的壓力之和。

2.5 加筋土擋土墻

加筋土擋土墻的組成包括三個部分，分別是擋土墻面板、擋土墻的拉筋、填土等三個部分構成的。此種擋土墻是通過拉筋與填土兩者之間的摩擦，將土的側壓力傳遞給拉筋，達到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻作為一種柔性的結構，能夠承受較大程度的變形，作為一種重力式的路基結構，能夠有效的承載荷載帶來的沖擊。而且，加筋土擋土墻的施工簡單、所需的占地面積小，適應能力強等優(yōu)點，經(jīng)常用于石料缺乏的施工區(qū)域。

3 高速公路邊坡支護擋土墻的設計

3.1 擋土墻設計參數(shù)的選取

在高速公路邊坡支護擋土墻設計的時候，由于進行主動土壓力的庫倫理論計算適用范圍較小，尤其是粘性土的壓力計算的時候，往往會存在較大的誤差。因此，在進行粘性土填料的擋土墻計算的時候，所設計的參數(shù)，例如填料的內(nèi)摩擦角等所用的取值要相對保守一些。因為庫倫理論作為一種常用的簡化土壓力的計算方法。對于砂性土填料的擋土墻，其設計的參數(shù)需要按照實際的情況來進行取值。而安全系數(shù)的選取上，對于墻高大于六米的擋土墻，在實際設計的過程中，可以將安全系數(shù)提升百分之二十，以更好的提升擋土墻的安全性能。

3.2 擋土墻墻面坡的選取

高速公路邊坡支護擋土墻的設計為了提升擋土墻的美觀與施工的便捷性，往往使用一個墻面坡設計的方法。而針對山區(qū)高速公路的擋土墻，通過借助較陡的墻面坡，可以有效的降低擋土墻的高度，實現(xiàn)施工材料的節(jié)省。大多數(shù)情況下，在進行重力式擋土墻、衡重式擋土墻設計的時候，一般墻面坡的設計比例為1:0.05，而進行仰斜式擋土墻設計的時候，其墻面坡的比例為1:0.25，以此來提升擋土墻設計的科學性。

3.3 擋土墻墻背坡的選取

在進行仰斜式擋土墻鞋設計的時候，墻背坡的設計比例一般在1:0.3，實際的設計過程中，需要根據(jù)開挖的臨時邊坡來進行選取。在擋土墻高度增加的情況下，擋土墻墻頂?shù)膶挾纫残枰鄳募哟?。針對衡重式路肩擋土墻來講，在擋土墻的高度小于等于八米的時候，上墻背坡的比例為1:0.25，在擋土墻的高度大于八米小于十米的時候，上墻背坡的比例為1:0.3.

3.4 擋土墻設計控制的重點

擋土墻的設計過程中，由于擋土墻承受來自土的壓力比較大。因此，在設計的過程中，要加大對擋土墻穩(wěn)定性與抗傾覆能力的計算。例如:衡重式擋土墻設計時，往往較為容易滿足擋土墻穩(wěn)定性的要求。擋土墻的墻身斷面的強度作為設計的主要控制指標之一，為了更好的提升墻身的強度，需要選用高強度的石料等進行砌筑。

4 結語

綜上所述，高速公路擋土墻作為公路路基防護工程的主要內(nèi)容之一，在高速公路的山區(qū)路段，擋土墻有著廣泛的應用空間。為了更好的提升高速公路邊坡支護擋土墻的設計與建設效果，需要在實地勘察、策略的基礎上，根據(jù)工程的需要確定擋土墻構造物的形式與大小。通過使用有效的擋土墻設計方法，做好擋土墻地基穩(wěn)定性、擋土墻截面強度的計算。在此基礎上，通過有效的施工管理，來提升高速公路擋土墻的質(zhì)量。

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