挡土墙是一种防止土体坍塌的结构,广泛应用于建筑施工、水利、铁路、公路、桥梁工程中,如支撑建筑物周围土体的挡土墙、地下室侧墙、桥台、存放散体材料的挡土墙等。
挡土墙的结构形式可分为重力式、扶壁式和悬臂式等。,通常由块石、砖、素混凝土、钢筋混凝土等材料制成。
一、挡土墙各部分介绍
在挡土墙的横断面上,直接与被支护土接触的部分称为墙背;面向空与墙背面相对的部分称为墙面;与基础直接接触的部分称为底座;与底座相对的墙顶面称为墙顶;底座的前端称为墙趾;底座的后端称为墙踵。
1.墙壁结构
1)墙的背面
斜墙背适用于截墙和墙趾处地面平坦的肩墙或堤墙。斜墙背面的坡度不应小于1:0.3,通常在1: 0.15至1: 0.25之间。
斜墙背适用于堤墙、肩墙,一般为1:0.15~1:0.25,4m以下的矮墙可采用直墙背。凸折线墙背面多用于截墙或肩墙,上下墙墙高比一般为2:3。重量墙适用于陡峭山区地形的肩墙、堤墙,也可用于截墙。上墙坡度为1:0.25~1:0.45,下墙约为1:0.25,上下墙高度比一般为2:3。
2)墙面一般是平的,上升的坡度要与墙背的坡度相协调。墙的坡度直接影响挡土墙的高度。因此,地面水平坡度较陡时,墙的坡度一般为1:0.05~1:0.20,矮墙可用陡墙。当地面比较平坦时,1:0.20~1:0.35一般比较经济。
3)墙顶宽度最小,砂浆挡土墙不小于50cm,干墙不小于60cm。一般砂浆肩墙顶部应采用40cm厚的粗石或混凝土;;如果不用顶帽,肩墙和截墙的顶部要用大石块砌成,顶部用砂浆勾缝,或用5号砂浆抹平顶面,厚度为2cm。干砌挡土墙墙顶在50cm以内,应用25号砂浆砌筑,以增加墙体的稳定性。干砌挡土墙的高度一般不应大于6m。
4)护栏为保证交通安全,在地势较陡或过高过长的路肩墙顶部应设置护栏。为保持土路路肩的最小宽度,二、三级公路护栏内侧边缘与路面边缘的距离应不小于0.75米,四级公路不小于0.5米。护栏有两种:墙式和柱式。使用的材料,护栏的高度和宽度取决于实际需要。
2.基础设施
1)基本类型
大多数挡土墙直接建在天然地基上。当基础局部承载力不足且墙趾处地形较为平坦,墙体超过一定高度时,为了减小基础的压应力,增加抗倾覆稳定性,往往要扩大基础。当局部压应力超过地基承载力太多时,就需要加宽。为避免加宽部分台阶过高,可采用钢筋混凝土底板。
2)基础埋置深度对于土质基础,基础埋置深度应满足以下要求:①无侵蚀时,应在自然地面以下至少1m;②若有冲刷,应在冲刷线以下至少1m;③受冻胀影响时,不应小于0.25m冰点以下;当冻结深度超过1m时,为1.25m,但基础应夯实一定厚度的砂或砾石垫层,垫层底部应在冻结线以下至少0.25m。
3.排水设施
挡土墙的排水措施通常包括地面排水和墙身排水。
1)地面排水,主要是防止地表水渗入墙后土壤或地基,有以下方法:
(1)设置地面排水渠以拦截地面水;(2)夯实回填土顶面,翻松地表,防止雨水和水下渗透,必要时设置铺装层;③路堑挡土墙坡脚前的边沟应铺砌加固,防止边沟水渗入地基。
2)墙壁排水
砂浆块(片)石墙应在墙前地面以上设置排水管(图A);当墙体较高时,可在墙体上部增设排水孔(图B),排水孔的大小可分别为5cm×10cm、10cm×10cm、15cm×20cm的方孔,或直径为5~10cm的圆孔。孔间距一般为2 ~ 3m沉入式挡土墙,孔距一般为1.0~1.5m,干旱地区可适当加大。孔洞上下错开,下部排水孔出口应高出墙前地面或水位0.3m。
为防止水渗入地基,应在下排水孔底部铺设30cm厚的粘土隔水层,并在排水孔进水口处设置粗粒反滤层,以免堵塞隧道。当墙背填土透水性差或可能发生冻胀时,应在最低排水孔至墙顶以下0.5m范围内铺设厚度不小于0.3m的砾石。
4.沉降缝和伸缩缝
干砌挡土墙接缝的两侧,应采用扁石使其成垂直接缝。
二。挡土墙的分类
1、按角色分:
肩墙:改善综合坡度的肩垫和堤墙:收缩坡脚,防止边坡或基底(对于陡坡堤)滑动,并能保护沿河堤免受水流冲击。
削壁:减少开挖,降低坡高。斜坡墙:支撑斜坡、隧道和开口挡土墙上的覆盖层,该覆盖层还可用作石砌屏障。桥梁两端的挡土墙,以缩短隧道或开口的长度:桥台和连接路堤,用作翼墙或桥台。
2.根据该结构
(1)重力式挡土墙重力式挡土墙靠自身重力平衡土体,一般类型简单,施工方便,圬工量大,对地基要求高。根据墙背类型的不同,有普通重力式挡土墙、折线墙无配重重力式挡土墙和配重挡土墙。重力式挡土墙属于重力式挡土墙;填充平衡平台使墙体重心后移,增加了墙体的稳定性。胸部较陡,下壁倾斜,可降低墙体高度和土方开挖;但是基地面积小,对基础要求高。
重力式挡土墙和悬臂式挡土墙示意图:
(2)锚杆挡土墙锚杆挡土墙属于轻型挡土墙,通常有锚杆式和锚板式。锚杆挡土墙主要由预制钢筋混凝土柱和挡土板组成,与水平或倾斜的钢锚杆相结合支撑土体。主要是靠嵌在岩土中的锚杆的拉力来拉动立柱,保证土体的稳定。对于锚定板,锚杆由拉杆代替,锚定板连接到土壤中的末端。它不适合切割,筑堤容易实现。
锚杆挡土墙:由预制钢筋混凝土柱和挡土板组成,结合水平或倾斜的钢锚杆。锚杆的一端与立柱连接,另一端锚固在山坡深处稳定的岩层或土层中。
固定板式挡土墙:是一种由钢筋混凝土墙、钢拉杆、锚板以及它们之间的填充物组成的组合式挡土结构。
加筋土挡土墙:是在土体中增加拉筋,利用拉筋与土体之间的摩擦力来改善土体的变形条件和工程特性,从而达到稳定土体的目的。它由面板和撑条组成,填充物和撑条之间的摩擦力使填充物和撑条结合成一个整体。
(3)薄壁挡土墙薄壁挡土墙是一种钢筋混凝土结构,包括悬臂式和扶壁式。悬臂式挡土墙由竖墙和底板组成,有三个悬臂,即竖墙、趾板和跟板。当墙体较高时,沿墙体长度方向的竖向肋(即扶壁)可将竖向墙板与踵板连接起来,形成扶壁挡土墙;旧路加固时,考虑到支墩难以在踵板侧制作,也可以在趾板侧制作,也能起到作用,但必须通过设计计算确定。
悬臂式挡土墙:由立板(墙板)和底板(趾板和跟板)两部分组成。一般形式如下图所示:
扶壁式挡土墙:当挡土墙墙高H > 10m时,为增加悬臂的抗弯刚度,沿墙纵向每隔0.8~1.0m设置一个扶壁。
(四)加筋土挡土墙加筋土挡土墙由填土、填土中的拉筋和墙板三部分组成。它通过填土与拉筋之间的摩擦来减小土对土的侧压力,起到稳定土的作用。加筋土挡土墙是一种柔性结构,对地基变形有很大的适应性,建筑高度可以很高,适用于填方路基。但要考虑挡板后填土的渗透稳定性和地基变形的影响,需要通过计算分析来选取。
(5)其他挡土墙柱板式挡土墙(常用于沿河筑堤和基坑开挖)桩板式挡土墙(常用于基坑开挖和防洪)堆积式挡土墙(又称框架式挡土墙)
3、根据挡土墙的位置
路堑挡土墙:设置在路堑边坡底部,主要用于支护开挖后无法自行稳定的边坡,同时可以减少开挖次数,降低开挖边坡高度。
路肩挡土墙:设置在路肩处,墙顶是路肩的一部分,其用途与路堤墙相同。还可以保护路线附近现有的重要建筑。
路堤挡土墙:设置在高填方路堤或陡坡路堤下,可防止路堤边坡或路堤沿基底滑动,同时可收缩路堤坡脚,减少填方量,减少拆迁占地面积。
边坡挡土墙:设置在路堑或路堤上方,用于支撑边坡上的覆盖层、破碎岩层或滑坡体。
沉入式挡土墙:沿着河堤,在靠近水的一侧设置挡土墙,可以防止水对路基的冲刷和侵蚀,也是减少河床被压缩的有效措施。
4、按墙体材料划分
1)石砌挡土墙
2)混凝土挡土墙
3)钢筋混凝土挡土墙
4)钢板挡土墙



