錦承鐵路K249+287小北口道口平改立工程擋墻設(shè)計

張艷艷

（遼寧省公路勘測設(shè)計公司 沈陽市 110166）

錦承鐵路K249+287小北口道口平改立工程擋墻設(shè)計

張艷艷

（遼寧省公路勘測設(shè)計公司 沈陽市 110166）

對鐵路道口平改立項目中公路下穿鐵路方案時的擋墻設(shè)計進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合具體設(shè)計實例，分析了擋墻設(shè)計時應(yīng)考慮的設(shè)置條件、設(shè)置范圍、結(jié)構(gòu)形式、擋墻驗算、基底處理等問題。

鐵路道口平改立；公路下穿鐵路；擋墻設(shè)計

1　工程概況

錦承鐵路K249+287小北口平改立工程位于凌源市北部國道306綏克線上。綏克線現(xiàn)有路面寬15m，與錦承鐵路平交。本次設(shè)計對此平交道口進(jìn)行改造，改造后綏克線下穿錦承鐵路，按公鐵分離式立體交叉進(jìn)行設(shè)計。項目按一級路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計速度60km/h，橋涵設(shè)計荷載為公路—I級。本項目路線全長0.67km（含鐵路框構(gòu)橋）。

項目地處城區(qū)，路線總體方向由南向北，沿線左側(cè)建筑物以新建商品房及商鋪為主，路線右側(cè)20～80m外為大凌河河岸。沿線地勢平坦。路線起點位置地勢略低，終點位置略高，全線高程在396.5～401.75m之間。

項目所在區(qū)域表層為素填土，其下為角礫層及亞粘土層。凌源市處于中溫帶亞干旱季風(fēng)型大陸性氣候。日照充足，四季分明，年平均氣溫8℃。一月平均氣溫-11.2℃，最低氣溫-37.6℃，七月平均氣溫23.3℃，最高氣溫35℃。雨熱同季，年平均降水量550mm，無霜期150d左右。地震基本烈度為VII度，地震動峰值加速度為0.1g。季節(jié)性凍土標(biāo)準(zhǔn)凍深150cm。

2　擋墻設(shè)置范圍

根據(jù)水文地質(zhì)勘測資料，框構(gòu)橋處地下水埋深為13.0m，地下水位標(biāo)高為392.471m，本項目最低處設(shè)計標(biāo)高為397.095m，比本項目最低點設(shè)計標(biāo)高低4.624m，從地下水位勘測資料來看，本項目不需設(shè)置U型槽；另外，根據(jù)凌源市大凌河建設(shè)管理局提供的有關(guān)說明，橋位處大凌河設(shè)計堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，100年校核，百年一遇洪水位高程為398.316m，洪水流量為2733m3/s，流速為3.48m/s，該段位于主城區(qū)河段，從城市發(fā)展角度考慮該處為復(fù)式斷面，河床設(shè)有主槽擋土墻，墻下設(shè)6m寬石籠護(hù)坦，主槽墻高2m，上為6m寬人工游道，橋位處主河床設(shè)計為橡膠壩人工湖水面，人工湖地面下1m設(shè)計為600g的土工膜防滲，湖區(qū)整體全部防滲處理?？紤]到百年一遇洪水位較本項目最低點高程略高1.221m，且距離路線約25m，該處城市防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，即使發(fā)生百年一遇洪水，水位也較地面高程低，不會對本項目造成直接危害，另外，根據(jù)朝陽當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c，洪峰停留時間較短，洪水滲漏有限，不會對本項目造成影響，經(jīng)綜合論證，本項目不設(shè)置U型槽。

項目于下穿鐵路處設(shè)置2～16m框構(gòu)橋，機(jī)動車道最大挖深8.4m，左右兩側(cè)非機(jī)動車道與機(jī)動車道最大高差分別為2.44m與2.32m。本項目位于城鎮(zhèn)地區(qū)，路塹如果采用挖方邊坡形式，會產(chǎn)生大量占地，原路的沿街住宅及商鋪幾乎要全部拆遷，因而在不設(shè)U型槽的情況下設(shè)置擋墻是減少對周邊居民影響的最佳方案。

根據(jù)主線縱斷及兩側(cè)非機(jī)動車道縱斷，地面與非機(jī)動車道以及非機(jī)動車道與機(jī)動車道之間存在的高差，在非機(jī)動車道外側(cè)，框構(gòu)前后設(shè)置4道外側(cè)擋墻，結(jié)合地面高程及凍深標(biāo)準(zhǔn)，擋墻最大墻高8.16m，最小墻高2m，墻高小于2m時以路基邊坡過渡至零挖方斷面。在非機(jī)動道內(nèi)側(cè)，機(jī)動車道兩側(cè)設(shè)置2道內(nèi)側(cè)擋墻，最大墻高4.13m，最小墻高2.13m，墻高小于2.12m時以輕型擋墻過渡至無縱斷高差斷面。全線內(nèi)外側(cè)擋墻長度合計共1776m。

根據(jù)擋墻的設(shè)置位置、作用及受力情況，擋墻類型選用重力式。為避免擋墻基礎(chǔ)及地基的不均勻沉降及墻身破壞，按墻高及長度設(shè)置沉降縫及伸縮縫，每道縫間隔長度取10m，在框構(gòu)位置或有特殊要求部位可適當(dāng)調(diào)整分段長度，最大不超過15m。縫寬為2cm，設(shè)置成通縫，縫內(nèi)沿墻的內(nèi)、外、頂三側(cè)填塞雙面涂瀝青的木板，填塞深度大于15cm。在擋墻建筑材料選擇上，總結(jié)了已建成類似擋墻的施工及養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗，采用C25片石混凝土，以更好地保證施工及外觀質(zhì)量，也更有利于后期養(yǎng)護(hù)?；炷林衅瘬饺肓坎坏枚嘤谄潴w積的20%，片石強(qiáng)度不低于MU40。

擋墻在斷面圖中的設(shè)置位置如圖1、圖2。

3　擋墻斷面尺寸的擬定及驗算

擋墻斷面尺寸在擬定及驗算時本著滿足構(gòu)造要求，符合路基斷面規(guī)定，在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、滿足地基承載力的條件下，盡可能考慮出露面美觀、減小擋墻截面積進(jìn)而減小總體工程量的設(shè)計原則，對不同墻高的代表性斷面進(jìn)行多次試算，力求獲得滿足上述要求的最佳斷面。本項目擋墻的地基承載力及穩(wěn)定性等計算均采用《理正巖土計算》中的擋土墻設(shè)計程序進(jìn)行驗算。

項目中擋墻面坡位于機(jī)動車道及非機(jī)動車道兩側(cè)，從美觀及保證車道寬度并減少占地方面考慮，面坡驗算時首先選用垂直坡度進(jìn)行計算，計算結(jié)果無法滿足要求時盡量通過調(diào)整背坡坡度及墻址尺寸來達(dá)到要求。基礎(chǔ)部分設(shè)置墻址，墻址臺階面坡垂直，調(diào)整墻址尺寸時應(yīng)注意其高寬比不小于1.5。墻底坡度優(yōu)先按水平計算，抗滑移驗算不滿足要求時再逐漸增加墻底橫坡。根據(jù)本項目的具體情況，路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面中對擋墻墻頂寬度做了規(guī)定，機(jī)動車道與非機(jī)動車道間擋墻頂寬固定為50cm，非機(jī)動車道外側(cè)擋墻頂寬固定為80cm。機(jī)動車道與非機(jī)動車道間擋墻墻頂高程縱斷由非機(jī)動車道縱斷確定，地面高程縱斷由機(jī)動車道縱斷確定。非機(jī)動車道外側(cè)擋墻墻頂高程由對應(yīng)位置地面高程確定，地面高程縱斷則根據(jù)非機(jī)動車道縱斷確定。各部位高程計算時計入了機(jī)動車道及非機(jī)動車道橫坡的影響。根據(jù)地質(zhì)資料中凍深相關(guān)數(shù)據(jù)，擋墻基礎(chǔ)埋深取1.5m?？驑?gòu)部位的擋墻基礎(chǔ)底面為框構(gòu)底板頂面高程，對該部位的擋墻單獨進(jìn)行了穩(wěn)定性驗算。

本項目地處城鎮(zhèn)，路線右側(cè)為城鎮(zhèn)中心區(qū)，左側(cè)也有部分建筑及大片空地，可能有地攤或其他群眾性活動導(dǎo)致人群聚集于擋墻頂部外側(cè)地面，因此在驗算外側(cè)無出行便道擋墻時仍考慮了人群荷載。本項目墻前基礎(chǔ)部位為機(jī)動車道或非機(jī)動車道，其路基按道路要求有很好的壓度及承載力，地層穩(wěn)定，不受水流沖刷和其他打動破壞，因而在進(jìn)行擋墻計算時考慮了這部分的墻前被動土壓力。鐵路框構(gòu)附近擋墻最大高度8.16m；機(jī)動車道兩側(cè)擋墻基礎(chǔ)大部分位于粘土層。這兩類斷面經(jīng)多次調(diào)整墻體尺寸數(shù)據(jù)，所需承載力仍稍大于地基承載力，為提高地基承載力，擋墻基底增設(shè)25cm厚透水性材料墊層。

擋墻斷面形式如圖，經(jīng)結(jié)構(gòu)計算各高度代表性斷面尺寸如表1：

表1　

4　墻后排水、回填等

為排除墻后積水，防止墻身承擔(dān)多余的靜水壓力，及減小冬季墻后填土產(chǎn)生的凍脹壓力，對墻后地面加強(qiáng)防水排水設(shè)計，同時擋墻本身設(shè)置排水設(shè)施。

機(jī)動車道外側(cè)擋墻墻后為非機(jī)動車道路面，設(shè)置了向內(nèi)的橫坡，以便及時排除路面積水。非機(jī)動車道外側(cè)擋墻墻后一側(cè)為出行道路，該道路設(shè)置了向外的橫坡，并于路基外側(cè)設(shè)置排水邊溝，用于快速有效排除路面水，以及附近地面積水，防止水分滲入墻后填土部位。非機(jī)動車道外側(cè)擋墻墻后的另一側(cè)為空置地面，要求擋墻施工回填完畢后對地面進(jìn)行夯拍處理，鋪筑一層防水黏土或其他不透水材料，并整修出向外的坡度，以利于墻后地面水的及時排出，保證擋墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定耐久。

于擋墻上設(shè)置泄水孔，泄水孔上下間距為2m，水平間距2.5m，交錯布置，最下排高出地面30cm。泄水孔直徑10cm，采用硬塑管，泄水孔后布置50cm ×50cm土工布。使墻后水分通過泄水孔順利排至墻外。考慮到可能存在滲水量大及冬季凍脹情況的出現(xiàn)，墻背全高填筑30cm厚砂礫作為連續(xù)排水層，底部及頂部以膠泥或其他不透水材料封堵，用來更有效地排干墻后水分。具體設(shè)置情況如圖4。

擋土墻開挖時，應(yīng)留出50cm寬工作面，基坑邊坡不陡于1∶1。基底開挖時應(yīng)避免受水浸泡，連續(xù)排水層的填筑應(yīng)與墻后填土同時進(jìn)行，墻后開挖后的回填材料應(yīng)選用透水性好抗剪強(qiáng)度大且穩(wěn)定易排水的碎石類土填筑，不得選用粘土、腐植土、淤泥等作為填料。在墻體強(qiáng)度達(dá)到80%以上時方可填筑夯實墻后路基填料，以確保墻體穩(wěn)定。施工中還應(yīng)重視基底實際承載力的校核，如不滿足設(shè)計文件中對基底承載力的要求，應(yīng)及時與設(shè)計單位聯(lián)系，采取措施，保證擋墻穩(wěn)定，不得盲目施工。

擋土墻左右兩側(cè)均有通行要求，出于安全考慮墻頂設(shè)置安全護(hù)欄。施工時應(yīng)在墻頂預(yù)留護(hù)欄柱孔，預(yù)埋套筒及鋼板。相關(guān)設(shè)計如圖5。

擋墻基礎(chǔ)埋深1.5m。機(jī)動車道外側(cè)擋墻位于鐵路框構(gòu)范圍內(nèi)時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整基礎(chǔ)高程使擋墻基底位于框構(gòu)結(jié)構(gòu)面上?？驑?gòu)施工時在擋墻部位預(yù)埋連接鋼筋，連接筋長100cm，間距50cm，埋入底板50cm。并注意與框構(gòu)底板鋼筋錯開。

當(dāng)擋墻地面以上高度小于1m，以輕型擋墻過渡，仍然采用C25片石混凝土澆筑，基礎(chǔ)埋深80cm，設(shè)70cm砂礫墊層。斷面形式如圖6。

5　結(jié)束語

平改立工程路塹擋土墻設(shè)計時，擋墻多設(shè)置在下穿鐵路的U型槽兩側(cè)，以及機(jī)動車道及非機(jī)動車道之間，本項目未設(shè)置U型槽因而擋墻高度較大，設(shè)計時對不同墻高及地基承載力變化處進(jìn)行了細(xì)分，對各斷面進(jìn)行了多次驗算。設(shè)計過程對擋墻高度過渡、內(nèi)側(cè)擋墻基底與鐵路框構(gòu)連接部位、外側(cè)擋墻與框構(gòu)斷面在高程上的順接均做了細(xì)部處理，務(wù)求設(shè)置安全合理、結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定、外觀順暢美觀、養(yǎng)護(hù)簡易方便。對擋墻墻后及墻身排水相當(dāng)重視，對擋墻排水與項目總體排水進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)劃，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，設(shè)計了有效可行的防排水系統(tǒng)，減小擋墻結(jié)構(gòu)受水害的影響，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、耐久。

［1］ 中華人民共和國交通部.JTG D30-2004公路路基設(shè)計規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］ 中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司.公路擋土墻設(shè)計與施工技術(shù)細(xì)則［M］.北京：人民交通出版社，2008.

Design on Retaining Wall for Horizontal-to-Vertical Project of Xiaobeikou Crossing of Jincheng Railway K249+287

ZHANG Yan-yan
（Liaoning Highway Surveying and Designing Company，Shenyang 110006，China）

The design on retaining wall for horizontal-to-vertical project of railway crossing is summarized when performing the scheme for railway underneath highway.In combination with specific design example，some issues needing to be considered like setting conditions，setting range，structural style，check calculation of retaining wall，base treatment and so on are analyzed when performing the design on retaining wall.

Horizontal-to-vertical project of railway crossing；Railway underneath highway；Design on retaining wall

U417.1+1

B

1673-6052（2016）03-0092-04

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.027