挡土墙类型与构造

§4 挡土墙类型与构造

一、基本概念

什么是挡土墙

挡土墙用途与目的

挡土墙各部分名称

挡土墙：用来支撑天然或人工斜坡土体（路基填土或山坡土体）不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。

挡土墙的用途与目的

由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。

用途目的

1用于陡坡路段，坍、滑路段防止土体坍塌、滑动，稳定路基或山坡2用于沿河浸水路段保护并稳定边坡，降低填方对水流的影响3用于高填深挖或大填大挖路段减少填挖方量、降低边坡高度

4用于建筑条件受限路段解决用地受限、生态或文物古迹保护问题挡土墙各部分名称

二、挡土墙类型及适用范围

按刚度及位移方式：刚性挡土墙，柔性挡土墙

按用途和使用场合（路基横断面位置）：路堑挡土墙，山坡挡土墙，路肩挡土墙，路堤挡土墙

按支挡原理和结构特点

重力式挡土墙衡重式挡土墙半重力式挡土墙

悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙

加筋土挡土墙锚杆挡土墙

锚定板挡土墙柱板式挡土墙柱板式挡土墙

垛式挡土墙竖向预应力锚杆挡土墙土钉式挡土墙

重力式挡土墙

特点：依靠墙身自重抵御土压力；形式简单，取材容易，施工简便。

适用范围：石料丰富（或用水泥混凝土）；地基良好

衡重式挡土墙

?特点

–利用衡重台上填土的重量和全墙重心的后移，增加墙身稳定，节约断面尺寸；

–墙面陡直，下墙墙背仰斜，可降低墙高，减少基础开挖。

?适用范围：山区、地面横坡陡峻的路肩墙，也可用于路堑墙(兼有拦挡坠石作用)或路堤墙

半重力式挡土墙

特点

在墙背加入少量钢筋，以减薄墙身，节省圬工

墙趾较宽，以保证基底宽度，必要时，在墙趾处设少量钢筋

适用范围

缺乏石料地区

一般适用于低墙

悬臂式挡土墙

?特点

–由立壁、墙趾板、墙踵板，三个悬臂梁组成，断面尺寸较小；

–墙高时，立壁下部的弯矩大，耗钢筋多，不经济。

?适用范围

–缺乏石料地区；

–作为一般高度的路肩墙，地基情况较差时也可使用。

扶壁式挡土墙

?特点：沿悬臂式墙的墙长，隔一定距离加一道扶壁，把立壁与墙踵板连接起来。

?适用范围：在高墙时，较悬臂式经济，其余同悬臂式挡土墙

加筋土挡土墙

?特点

–由面板、拉筋及填料三部分组成，借拉筋与填料之间的摩擦力保持墙身稳定；

–施工简便，造价较低，外型美观；

–对地基的适应性强，占地少。

?适用范围

–缺乏石料地区；

–适用于石质土、砂性土、黄土地区修建较高的路肩墙；

–不宜用于受水流冲淹地段。

锚杆挡土墙

?特点

–由钢筋混凝土墙面(整体板壁或肋柱及挡板)和锚杆组成，依靠锚固在岩层(或土层)内的锚杆的水平拉力承受土压力，维持全墙平衡；

–属轻型结构，材料节省；

基底受力小，基础要求不高。

适用范围：高路堑墙，高路肩墙，抗滑挡土墙；备有钻机、压浆泵等设备。

锚定板挡土墙

?特点

–由钢筋砼墙面、拉杆和锚定板组成，借埋置在破裂面后稳定土层内的锚定板和拉杆拉住墙面，保持墙身稳定；

–拼装简易、施工快；

–结构轻便，柔性大。

适用范围：高路肩墙或路堤墙，特别是地基不良时。

柱板式挡土墙

?特点

–由钢筋棍凝土立柱、挡板底粱、底板、基座和钢拉杆组成，借底板上部土体的自重作用平衡全墙；

–因底板位置升高，基础开挖量较悬臂式和扶壁式少；

构件轻便，可预制拼装，快速施工

适用范围

–高墙；

–适用于支挡土质路堑高边坡或处治边坡坍滑；

–也可用于路堤墙

柱板式挡土墙

?特点

–由钢筋混凝土锚固桩和挡土板组成；

–利用深埋的锚固段的锚固作用和被动抗力抵抗侧向土压力，维护挡土墙的稳定；

–开挖面小，施工较为安全。

适用范围

–岩质地基、土压力较大、要求基础深埋的地段；

–墙高不受一般挡土墙高度的限制。

垛式挡土墙

?特点

–用钢筋混凝土预制杆件纵横交错拼装成框架，内填土或石，借其自重抵御土体的推力；

–施工简便，迅速；

–允许地基产生一定的变形

–损坏后，修复较易。

适用范围

–高路肩墙、路堤墙、抗滑挡土墙；

–缺乏石料地区。

竖向预应力锚杆挡土墙

?特点

–锚杆竖向砌筑于墙身内锚固在地基中，最后张拉锚杆，利用锚杆的弹性回缩对墙身施加预应力来提高挡土墙的稳定性。

适用范围

–适用于岩质地基，多用于抗滑挡土墙；

–轻型钻机或人工冲孔设备。

土钉式挡土墙

?特点

–由土体、土钉和喷射砼护面板三部分组成；

–土钉加固天然土体，并与护面板相结合，形成类似于重力式挡土墙的复合加强体，使开挖坡面稳定；

–工艺简单、材料用量与工程量较少，可自上而下分级施工。

适用范围

–对土体适应性强；

–常用于稳定挖方边坡，也可作为挖方工程的临时支护。

三、挡土墙布置

挡土墙的布置，通常在路基横断面和墙趾纵断面上进行。

1、挡土墙的位置的选定

路堑挡土墙大多数设在边沟旁。

山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处，墙的高度应保证墙后墙顶以上边坡的稳定。

路肩墙与路堤墙，视墙高或截面圬工数量、基础情况选用。

沿河路堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。

2.挡土墙的纵向布置

挡土墙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。

布置的内容有：

确定挡土墙的起迄点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。

按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置。

布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。

置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尽寸。

3.横向布置

横向布置，选择在墙高最大处、墙身断面或基础形式有变异处，以及其它必需桩号的横断面图上进行。

根据墙型、墙高、地基及填土的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙设计或套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙横断面图。

4.平面布置

对于个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河挡土墙和曲线挡土墙，除了纵、横向布置外，还应作平面布置，绘制平面图，标明挡土墙与路线的平面位置及附近地貌和地物等情况，特别是与挡土墙有干扰的建筑物的情况。

沿河挡土墙还应绘出河道及水流方向，其它防护与加固工程等。

四、防排水措施

（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），保证顺利泄水；

进水口底部，应铺设厚的粘土层，以防水分渗入基底。

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（或）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。

五、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：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 。

六、基础

1、基础类型

天然地基、扩大基础、钢筋混凝土底板、台阶基础和拱形基础等。

一般挡土墙可直接建造在天然地基上。

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、厚不小于的条形混凝土基础（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。墙趾台阶宽度，不得小于；高度按材料的刚性角（浆砌材料为 35o ，混凝土为 40o）确定。

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。

2、基础埋置深度

应埋置足够的深度，以保证其稳定性。

土质地基：①无冲刷时，天然地面以下至少1m（加筋挡墙面板基础底面不小于）

③有冲刷时，冲刷线以下至少1m。

③受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于。当冻深超过1m时，采用，但基底应夯填

一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于。

岩石地基： 1. 应清除表面风化层，基础嵌入基岩的深度不少于～（按岩石的坚硬程度和抗风化能力而定）；

2. 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。

3. 当墙前地面横坡较大时，应留出足够的襟边宽度，以防剪切破坏；对加筋体，则

设宽度不小于 1m 的护脚。

4.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，稳定土层中不小于），

或采取其它措施，以防墙随土体一起滑动。

七、挡土墙设计基本资料

1、调查、勘测目的、方法和内容

目的：收集设计和施工所需的资料；经济合理的设计

调查项目：①土压力设计参数②地基承载能力计算参数③验算稳定性所需设计参数④计算基础沉降所需参数⑤周围环境条件⑥设计沿河挡土墙所需的水文资料⑦施工条件

2、挡土墙设计基本资料

挡土墙总体设计资料，墙址地形、地质平面图，墙址地质纵断面图，地质横断面图

挡土墙设计主要物理力学指标，水文资料，其它资料

3、常用设计参数

填土的物理力学性质，墙背摩擦角，基底摩擦系数，拉筋似摩擦系数，地基承载能力

建筑材料容重，砌体的容许应力和设计强度，混凝土的容许应力和设计强度