擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土休穩定的建筑物，在公路中經常遇到，被用于支撐路堤或路塹邊坡、隧道洞口、橋梁兩端及河流岸壁等。本文主要介紹擋土墻設計和施工的情況，分析公路擋土墻設計中的重點問題，并提出個人的建議與措施。

關鍵詞 公路擋土墻 擋土墻設計 土壓力 庫倫理論 穩定

1 前言

公路擋土墻是用來支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩的一種構造物。在路基工程中，擋土墻可用以穩定路堤和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積，防止水流沖刷路基，并經常用于整治坍方、滑坡等路基病害。擋土墻按材料分為磚砌，毛石，混凝土和鋼筋混凝土擋土墻，根據墻體剛度的不同，擋土墻又可分為剛性擋土墻和柔性擋土墻兩類。剛性擋土墻是指墻體本身剛度較大，在土壓力作用下墻體基本不變形或變形很小的擋土墻，如用磚、石、混凝土、鋼筋混凝土等材料建筑的重力式擋土墻，懸臂式擋土墻，扶臂式擋土墻等，柔性擋土墻是指墻體的剛度不大，在土壓力作用下墻體本身會產生變形的擋土墻，如支撐墻，板樁墻，錨定板擋土墻等。進行擋土墻設計方案時，應與其他工程方案進行技術經濟比較，分析其技術的可行性、可靠性及經濟的合理性，然后才確定合理擋土墻設計方案。

2 擋土墻設計的基礎資料及設計參數

2.1基礎資料

擋土墻設計時，必須具備以下資料：路線平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖、地質資料、水文資料、總體設計資料等。

2.2設計參數的選取

首先應充分掌握的資料有：（1）場地資料，如墻背填土的種類及排水需求，施工方法，冰凍深度等；（2）地質資料，如地形、地貌、地質構造，地下水位情況及分布，根據勘察資料確定土壤重度r，內摩擦角θ，地基承載力[R]等；（3）可供作擋土墻砌筑的材料的石料或其它材料的名稱、數量等。

3擋土墻的設計要點

3.1材料選擇

擋土墻的材料的選用除了與受力有關外，主要應從經濟因素考慮，如果在場地平整時，土石方工程中石方較大，可以就地取材，選用毛石或塊石擋土墻，以減少工程造價，可以較好地滿足經濟、安全方面的要求。如果地基土質差，當地缺少石材，又或是重要工程，選用截面尺寸較小的鋼筋混凝土擋土墻則更為適合。

3.2截面形式選擇

根據擋土墻結構類型及其特點分析，當墻高＜5m時，采用重力式擋土墻，可以發揮其形式簡單，施工方便的優勢。同時，在山區公路地面橫坡比較陡峭，若采用仰斜式擋土墻，會過多增加墻高，斷面增大，造成浪費，采用俯斜式擋土墻會比較經濟合理。一般在路塹墻、墻趾處地面平緩的路肩墻或路堤墻等情況下，才考慮采用仰斜式擋土墻。當墻高≥5且地基條件較好時，采用衡重式擋土墻，可以有效地減小截面，節省材料。

3.3位置選擇

在挖方邊坡比較陡峭時，采用路塹擋土墻，可以降低邊坡高度，減少山坡開挖，避免破壞山體平衡；在地質條件不良情況下，還可以支擋可能坍滑的山坡土體。對于采用路肩擋土墻或路堤擋土墻，應結合具體條件考慮，必要時應作技術經濟比較。因為路堤擋土墻承受荷載較大，受力條件較為不利，截面尺寸也較大，所以路堤墻與路肩墻的墻高或截面污工數量較為接近，基礎情況相仿時，采用路肩墻比較有利。

3.4確定合適的墻頂荷載

如擋土墻作為路堤，則要考慮汽車活載的作用，活載的計算可按如下方法，一般可采用車輛荷載等級（根據具體情況定），先算出10m間距的伸縮縫范圍內可能設置的最大活載，再假定均勻分布在10m長剛性整體的每延長米上而求得超載值，一般情況擋土墻的超載按施工堆載或其他臨時堆載考慮，可取10~20KN/m2。

3.5土壓力的計算

擋土墻設計的經濟合理，關鍵是正確地計算土壓力，確定土壓力的大小、方向與分布。土壓力計算是一個十分復雜的問題，它涉及墻身、填土與地基三者之間的共同作用。計算土壓力的理論和方法很多。由于庫倫理論概念清析，計算簡單，適用范圍較廣，可適用不同墻背坡度和粗糙度、不同墻后填土表面形狀和荷載作用情況下的主動土壓力計算，且一般情況下計算結果均能滿足工程要求，因此庫倫理論和公式是目前應用最廣的土壓力計算方法。

3.6. 擋土墻的穩定驗算及強度驗算

擋土墻的設計應保證其在自重和外荷載作用下不發生全墻的滑動和傾覆，并保證墻身截面有足夠的強度、基底應力小于地基承載力和偏心距不超過容許值。因此在擬定墻身斷面形式及尺寸之后，應進行墻的穩定及強度驗算。擋墻的驗算方法有二種：一種是采用分項安全系數的極限狀態法，另一種是總安全系數的容許應力法。目前國內多數應用容許應力法設計擋土墻。

3.7墻身截面強度驗算

通常選取一、兩個截面進行驗算。驗算截面可選在基礎底面、1/2墻高處或上下墻交界處等。墻身截面強度驗算包括法向應力和剪應力的驗算。剪應力包括水平剪應力和斜剪應力兩種，重力式擋土墻只驗算水平剪應力，而衡重式擋土墻還需進行斜截面剪應力的驗算。

3.8采取措施

完成了擋土墻截面設計及穩定、強度驗算之后，必須采取必要的措施，以保證擋土墻的安全性。1)基礎加固措施:減少基底壓應力，增加抗傾覆的穩定性，在墻趾處伸出一臺階，以拓寬基底。墻趾臺階的寬度不小于20cm，臺階高寬比可采用3：2或2：1. 地基為軟弱土層時，可用砂礫、碎石、礦渣或灰土等質量較好的材料換填，以擴散基底壓應力，滿足設計要求2) 排水措施: 對于漿砌石擋土墻，應在墻前地面以上設置一排泄水孔。墻較高時，可在墻上部加設泄水孔。泄水孔采用10×10cm的方孔或圓孔，孔眼間距2~3米，上下排泄水孔錯開設置。泄水孔進水口應設置反濾材料。對于漿砌石擋土墻，應在墻前地面以上設置一排泄水孔。墻較高時，可在墻上部加設泄水孔。泄水孔采用10×10cm的方孔或圓孔，孔眼間距2~3米，上下排泄水孔錯開設置。泄水孔進水口應設置反濾材料。

3.9沉降縫與伸縮縫的設置

為避免地基不均勻沉降引起墻身開裂，需按墻高和地基性質的變異，設置沉降縫，同時，為了減少圬工砌體因收縮硬化和溫度化作用而產生裂縫，需設置伸縮縫。擋土墻的沉降縫和伸縮縫設置在一起，每隔10~15m設置一道，縫寬2~3cm，自墻頂做至基底，縫內宜用瀝青麻絮、瀝青竹絨或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料，沿墻的內、外、頂三側填塞，填塞深度不小于15cm.

3.10墻頂與路面的銜接和車輛安全行駛保障措施

當墻頂寬大于土路肩寬度時，擋土墻侵入土路肩部分應預留出相當于路面結構厚度部分以鋪筑路面。對于路肩墻，其墻頂面以下50cm采用C20砼澆筑，并預埋鋼筋，在其上設置防撞欄或防撞墻。

3.11材料要求

材料須經過挑選，質地均勻，無裂縫，不易風化。石料的抗壓強度應不低于30MPa. 盡量采用較大的石料砌筑，塊石應大致方正，其厚度不小于15cm，寬度和長度相應為厚度的1.5~2.0倍和1.5~3.0倍。采用7.5號砂漿砌筑，10號砂漿勾縫。

3.12擋土墻的施工順序

必要時，設計中應說明擋土墻的施工順序，在地形比較復雜的區域，各種地下管線難免頻繁穿越擋土墻，此時擋土墻的施工須在管線施工之后。
4設計體會

4.1設計參數的選取

　　因用于計算主動土壓力的庫倫理論較適用于砂性土，而對于粘性土的壓力計算會存在一定的誤差，所以對于以粘性土做填料的擋土墻計算，設計參數如填料的內摩擦角等的取值應相對保守。由于庫倫理論是一種簡化的土壓力計算方法，所以對于以砂性土做填料的擋土墻，設計參數也應根據實際情況取相對保守值。

4.2安全系數的選取

　　對墻高≥6m的擋土墻，實際設計時建議將安全系數提高20%，以保證其安全性。

4.3墻面坡的選取

　　出于美觀和施工方便的考慮，一段擋土墻通常都采用一個墻面坡。對于山區公路擋土墻，采用較陡的墻面坡，可有效減小墻高，節省材料。一般情況下，重力式擋土墻（俯傾式）、衡重式擋土墻墻面坡取1：0.05，仰斜式擋土墻的墻面坡取1：0.25，均能滿足設計要求。

4.4墻背坡的選取

　　仰斜式擋土墻的墻背坡一般不超過1：0.3，具體結合開挖的臨時邊坡選取。俯斜式擋土墻的墻背坡一般取1：0.2，隨著墻高增加，墻頂寬度相應增大。對于衡重式路肩擋土墻，當墻高≤8m時，上墻背坡取1：0.25，8m＜墻高≤10m時，上墻背坡取1：0.3；下墻背坡取1：0.25.若為路堤墻，則上墻背坡應相應加大。

4.5設計控制重點

　　對于俯斜式擋土墻，由于所受土壓力較大，所以設計時應注意其穩定和抗傾覆的驗算。對于衡重式擋土墻，一般較容易滿足穩定要求，墻身斷面的強度成為擋土墻設計中主要的控制指標，所以一定要采用高強度的材料砌筑。

5結束語

　　公路擋土墻是路基防護工程的重要組成部分。在公路中，擋土墻的應用更為廣泛。擋土墻設計時，應進行詳細地調查、勘測，確定構造物的形式與尺寸，運用合適的理論計算土壓力，并進行穩定性和截面強度方面的驗算，采取合理、可行的措施，以保證擋土墻的安全性。