重力式擋土墻初探

[摘要] 隨著社會經濟的發展，生產建設項目逐年增加，由此帶來的生態環境破壞、安全生產隱患等逐漸增多，而擋土墻在其中發揮了重要作用。該文就擋土墻中的重力式擋土墻技術問題做簡要分析和探討。

[關鍵詞] 擋土墻 重力擋土墻 構造 技術要求

1 概述

擋土墻是為了防止固體廢棄物堆積體被沖蝕或易發生滑塌、崩塌，或穩定人工開挖形成高陡邊坡，或避免滑坡體前緣再次滑動而修建的擋土工程。

在山區的土木工程中，特別是在水利、水電項目建設工程中，擋土墻的應用范圍極為廣泛，例如混凝土壩的聯接結構、土壩與溢洪道的聯接結構、水電站廠房的尾水渠邊墻、水閘的兩岸結構、渠道的邊墻、橋梁的岸墩、庫岸或河床邊坡滑坡段及崩塌的防治工程等。

按照擋土墻斷面的設計幾何形狀及其受力特點，常用的擋土墻形式可分為重力式，半重力式，衡重式、懸臂式、扶臂式等。筆者根據多年的設計與施工經驗，著重對重力式擋土墻作簡要分析和闡述。

2 重力式擋土墻的分類及構造

重力式擋土墻是依靠墻身自重來維持穩定的，墻體用漿砌塊石或混凝土澆筑而成，適用于墻高小于5米、地基土質較好的情況。

重力式擋土墻看上去很簡單，往往被工程技術人員忽略為簡單技術，其實并不是這樣，工程技術人員在設計施工中的失敗往往在擋土墻當中，因此，引起工程技術人員的高度重視。

2.1 重力式擋土墻的分類

如圖1所示，重力式擋土墻分為仰斜式、垂直式、俯斜式、凸型折線式、衡重式五類。

其中，仰斜墻主動土壓力最小，俯斜墻主動土壓力最大。挖方時，仰斜墻背可與開挖的臨時邊坡緊密貼合，面俯斜墻則頂在墻背填土。填方時，仰斜墻墻背填土的夯實比俯斜墻困難。當墻前地形較平坦時，用仰斜墻較為合理；當墻前地形較陡時，用垂直墻背較合理。

綜上所述，仰斜墻墻背土壓力較小，墻身截面較為經濟，在選擇時應優先考慮采用。

2.2 背坡及面坡

仰斜墻墻背坡愈緩，則主動土壓力愈小，但為了避免施工困難，其傾斜度一般不宜緩于1: 0.25，面坡盡量與背坡平行，建議也采用1:0.25（如圖2所示）。

2.3 基底斜坡

將基底做成斜坡，可以增大墻身的抗滑穩定作用，但斜坡不宜過大，過大時，有可能墻身連同體一起滑走。故對于土質地基的基地斜坡一般不宜大于0.1:1.由于基底傾斜會使基底承截力減小，應予以折減。折減系數為：

2.4 墻趾

當墻身高度超過一定限度時，基底壓應力往往是控制截面尺寸的重要因素。為了使基底壓應力不超過地基允許承截力。可以加墻趾臺階，對抗傾復和滑動穩定也是有利的。墻趾高h和墻趾寬a的比值取h:a=2:1，a不得小于20cm（見圖4）。

3 構造措施和技術要求

3.1 基礎埋置深度

基底層為土層時，因表土常為耕土或松土，基礎埋置深度不得小于1m，并在基底夯砂礫石或碎石作墊層。

若基底土壤為較弱土層時，則應根據實際情況將基礎尺寸加深、加寬，或采用換土樁基等加固；若基底為風化巖層時，應將其全部清除并須加挖0.15-0.25m；若基底為基本巖層時，則擋土墻基礎入巖層的尺寸應不小于下表的規定：

3.2 構造措施

3.2.1 墻身構造

一般片石擋土墻，墻頂寬度不應小于0.5m，路堤式 （β=0°）墻頂帽可用與墻身同樣材料砌筑或用水泥砂漿攔石2cm厚。路肩式（β≠0°）墻頂帽可用100# 砼灌注或用粗料石修筑并留帽檐，其厚度通常不小于0.4m，突出寬度一般采用10cm。

3.2.2 排水措施

為使墻后積水易于排出，通常在墻身布置適當數量的泄水孔，孔眼尺寸一般為5×10cm，10×10cm，15×20cm或5-10cm的圓孔，也可以用打通節的毛竹，孔眼間距2-3m，最下排泄水孔應高出地面約30cm。

為防止墻后積水滲入基礎，應在最低泄水孔下部鋪設粘化層并夯實，不便漏水，為防止墻前積水滲入基礎，也應將墻前的回填土分層夯實。

3.2.3 沉降縫及伸縮縫

為了避免因砼及砧石砌體的收縮和溫度變化等作用引起的破裂，必須設置伸縮縫以及墻高，墻后土壓力及地基壓縮性的差異必須設置沉降縫。沉降縫和伸縮縫實際上是同時設置的，有時可將沉降縫與伸縮縫合在一起，一般每隔10-25m設置一邊，寬溝20cm。

3.3 材料要求

(1) 石料：石料容重應不小于2t/m3，石料應經過挑選，不應有過分破碎風化外殼或嚴重的裂縫。

(2) 砂料：標準砂漿為水泥砂漿，只有在特殊條件下才能采用混合砂漿，一般擋墻在6m以下時，砂漿標號采用25#，大于6m時采用50#。

4 施工注意事項

(1) 擋土墻基礎如置于巖層上，應將巖層表面風化部分清除。

(2) 石砌擋土墻，砂漿水灰比必須符合要求，填縫必須緊密，灰漿應填塞飽滿。

(3) 不應用易于風化的石料或未經鑿面的大卵石砌墻。

(4) 砌料應緊結基坑側壁，便于巖層結成整體。

(5) 擋墻砌筑體需待砌筑砂漿強度達到70% 以上時，方可回真墻后填料，并使墻后填料內磨擦角容重等符合設計要求。

(6) 如基底的發達地區層磨擦角較小時，必須在開挖后換填并將地面挖成臺階形，以防填料沿地面滑動。

(7) 墻基如位于斜面上，一般形成臺階形。

(8) 在松散坡積成地段修筑擋土墻，不宜整段開挖，以免擋土墻在砌墻未完工前土體下滑，宜采用跳槽間隔分段開挖。

(9) 施工前應先做好地面排水。

(10) 擋土墻墻背為高坡時，應增挖添溝排水。