公路路肩墻損壞原因及防治方法

羅錚

（閩西職業技術學院土木建筑工程系，福建龍巖364000）

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公路路肩墻損壞原因及防治方法

羅錚

（閩西職業技術學院土木建筑工程系，福建龍巖364000）

摘要：針對目前許多普通公路擋土墻在公路營運時墻頂被汽車壓壞、墻體倒塌甚至造成車毀人亡事故的現象，從施工、設計、養護方面深入分析造成公路漿砌片石擋土墻墻體倒塌、墻頂壓碎的主要原因，從設計上指出2～3車道的路肩墻墻傳統設計的不足，提出在擋土墻墻頂增設混凝土墻帽的改進措施，并對該措施方案進行計算和公路建設實例論證該措施的必要性和有效性，以及在施工過程及營運養護時相應的防治措施。以保證公路建設的經濟和保障公路營運中行車的安全、舒適、暢通，最大限度發揮公路的使用功能。

關鍵詞：路肩墻；損壞；原因；防治

在許多公路路段上發生擋土墻墻體倒塌、或墻頂被汽車壓壞，造成路面和路基的破壞，甚至發生車毀人亡的事故，給國家和人民帶來損失。在此，對造成公路擋土墻損壞原因從設計、施工、養護方面進行分析，并提出相應的防治措施。

1　原因分析

1.1施工原因

1.1.1砂漿方面

砂子含泥量大，或有機物含量大，砂漿標號達不到設計要求，或砌筑砂漿不飽滿，造成墻體截面抗剪、抗壓等物理力學指標降低。

1.1.2石料方面

選用石料強度達不到設計要求，或石料尺寸偏小，使墻體截面抗剪、抗壓等物理力學指標降低。

1.1.3施工工藝方面

石料之間無錯縫砌筑。墻后回填土沒待砂漿強度達70%以上就回填，或夯填墻背填土時墻體受較大的沖擊，造成墻體截面抗剪、抗壓等物理力學指標降低。

1.1.4地基方面

地基強度達不到設計要求，使地基產生不均勻沉降，致使擋土墻倒塌。

1.1.5墻體排水措施方面

墻背填料為粘土時，未設有效的排水措施，造成墻背受靜水壓力或凍脹壓力，使墻體被損壞。

1.1.6墻身構造方面

在擋墻高度變化和地基性質有不同的位置未設置沉降縫，致使地基不均勻沉降引起墻身開裂。

1.2設計原因

1.2.1設計參數選用不合理

由于選用的設計參數偏小，造成所設計的擋土墻斷面偏小或基礎面積過小，在荷載作用下對墻體造成直接破壞。

1.2.2基礎布置不合理

基礎埋置在滑動面上，造成墻體隨滑動土體滑動破壞。

1.2.3沒有足夠的襟邊寬度

當墻趾前橫坡較陡時，沒有保證足夠的襟邊寬度，而造成地基土剪切破壞使墻體倒塌。

1.2.4無局部特殊受力驗算

設計時只對擋土墻進行一般的抗傾覆、抗滑移及截面抗剪、基底偏心距、基底壓應力等常規擋土墻設計，而無考慮一些可能發生的特殊受力要求，如當汽車車輪直接作用在墻頂時所產生的局部受壓破壞。

舉例如下：G319線193K+300～193K+400處公路的路肩墻設計如圖1。

在設計時設計人員只對其進行一般性墻體抗傾覆、抗滑移及截面抗剪、基底偏心距、基底壓應力等方面的常規驗算。在公路投入使用后觀察該路段經常有車輛會直接碾壓到墻頂，并造成該路段墻頂被汽車壓碎。現我們對其進行車輪直接作用在墻頂時的局部抗壓受力驗算（以BZZ-100作為計算荷載）。

根據設計圖1已知：M5砂漿砌片石路肩墻頂容許抗壓強度[δ0]=0.7Mpa，查規范可得設計車輛參數：輪壓q=0.7Mpa，BZZ100后軸重為101.6KN[1]，那么單后輪重P=101.6/4=25.4KN，由此可得車輪的接觸墻頂的接觸圓面積半徑：

這樣可求得靜止車輪對墻頂產生的壓強：

圖1　路肩墻設計圖

以上計算可知：當設計荷載靜止時，再考慮汽車沖擊系數μ=0.05[2]車輪所產生的壓強q=(1+μ)q車靜=1.05×0.706=0.74Mpa＞[δ0]=0.7Mpa，不符合規范要求。

1.3養護管理方面原因

公路養護部門在遭遇極端惡劣天氣、重型車輛碾壓或地震等因素造成擋土墻或基礎下沉后，沒有及時修補。泄水孔堵塞未及時疏通，造成墻后積水，產生靜水或凍脹壓力，致使墻體破壞。

2　防治措施

2.1施工方面

嚴把施工質量關，嚴格按設計圖紙及有關施工規范進行施工和監理。這是公路擋土墻質量保證的關鍵環節。

2.1.1砂漿方面

選用砂子的含泥量應符合規范要求。所采用水泥、砂等材料應按規定做配合比試驗，并按規定進行砂漿試塊取樣。嚴禁先壘石料后灌漿的做法，應采用坐漿砌筑。

2.1.2石料方面

石料應選用質地均勻，無風化的。在一般地區石料的抗壓強度不低于25Mpa，在地震及嚴寒地區應不低于30Mpa。石塊應大致方整，其厚度不小于15cm，寬度和長度應為厚度的1.5～2倍和1.5～3倍較合適。片石應具有兩個大致平行的面，其中一條邊不小于30cm，體積不少于0.01m3。用大卵石砌筑時，應鑿開并鑿毛。

2.1.3施工工藝方面

石塊應錯縫砌筑，路肩墻頂部、后部和墻外層，宜選用較整齊的大石塊砌筑。墻后回填土應待砂漿強度達70%以上時，方可逐層回填碾壓、夯實。夯實時勿使墻身受到沖擊過大。墻后地面橫坡陡于1:3時應作基底處理，挖成臺階再回填。

2.1.4地基方面

施工前應作好地面排水，浸水擋土墻宜在枯水季節施工，并按設計要求進行基坑開挖。在松軟地基或坡積層地段。基坑不宜全段開挖，以免在擋墻完工以前發生土體坍塌，宜采用跳槽開挖的方法。基坑開挖后，若發現地基與設計要求有出入，應進行設計調整，若發現巖基裂縫，應以水泥砂漿或小石子混凝土灌注至飽滿，若基底巖層有外露的軟弱層，宜于墻趾前對此作封面保護，以防地基繼續風化剝落而使墻身外傾。墻址部分的基坑，在基礎施工完后應及時回填夯實，并做成外傾斜坡，以免積水下滲影響地基強度。

2.1.5墻體排水設施方面

墻身應設置排水設施，以疏干墻后的積水，防止墻后積水產生靜水壓力，減小季節性凍脹地區填料的凍脹力。漿砌擋土墻身應在地面以上設泄水孔。泄水孔尺寸可為5×10,10×10,15×20cm方孔或直徑為5～10cm的圓孔［3］，視水量大小而定。泄水孔間距為2～3m。干旱地區可予增大，多雨地區則可減少。上下排泄水孔宜錯開布置，下排泄水孔的出水口應高出地面，若為浸水擋土墻，則應高出常水位0.3m以上。下排泄水孔進水口的底部，應鋪設30cm的粘土層并夯實，以防水分滲入基礎。進水口周圍還應用具有反濾作用的粗粒材料覆蓋，以免孔道淤塞，有凍脹可能時，最好用爐渣覆蓋。當墻后填料為粘土時，水分不易滲入泄水孔排走，因此在滲水量大或有凍脹可能時，宜在填料與墻背之間用滲水材料（砂礫或碎石）填筑厚度大于30cm的連續排水層，以疏干墻后填料，防止墻背受靜水壓力或凍脹壓力。在滲水大時，可在排水層底部加設縱向滲溝，配合排水層把水排到墻外。排水層的頂部和底部應用0.3～0.5m厚的膠泥（或其他不透水材料）封閉，防止水下滲。

2.1.6沉降縫與伸縮縫的設置方面

沉降縫與伸縮縫一般設在一起，一般情況每隔10～15m設一道，或根據墻高和地基性質的情況而設置，自墻頂做到基底。縫內可用膠泥填塞。在滲水量大，填料易于流失或凍脹嚴重地區，宜用瀝青麻絮或用瀝青涂木板等具有彈性的材料，沿墻的內、外、頂三側填塞，填塞深度約15cm，這樣就可避免因地基不均勻沉陷、圬工砌體收縮和溫度變化產生應力使墻體開裂。

2.2設計方面

充分調查，選用合理的設計參數，保證墻體斷面和基礎設計經濟合理。這是安全使用的前提。

2.2.1詳細調查墻址處及周圍的水文地質情況，合理確定基礎的類型和埋置深度。如地基存在滑動面，則基礎應埋在滑動面以下或采用其他抗滑動措施。

2.2.2當墻趾前的地面橫坡較大時，其襟邊應按規范要求保持一定的寬度。如在輕風化的硬質巖石上應保證有0.2～0.6m，如在風化巖石或軟質巖石上應保證有0.4～1.0m的襟邊寬度，如在堅實的粗粒土上應保證有1.0～1.2m的襟邊寬度。

2.2.3設計時除了對擋土墻進行常規的抗傾覆、抗滑移、截面應力及基底應力和偏心距驗算外，還應根據可能受力的實際情況進行驗算和特別設計。如浸水路肩墻應考慮水對墻背、填料及墻體產生的影響。再如2～3車道的路肩墻墻頂易遭車輪的直接碾壓，可在墻頂采用粗料石或混凝土做成頂帽如圖2所示，以提高墻體的局部抗壓能力。

圖2　設墻帽路肩墻設計圖

我區319國道公路干線上約三十幾公里長的路段，路肩墻設計中采用了在路肩墻頂設置砼墻帽的方法，經過五年的行車檢驗未發現有嚴重的損壞，且路容美觀（見圖3），節省了公路營運費用。

圖3　設砼墻帽路肩墻公路

2.3養護方面

加強公路養護工作，提高公路養護技術和服務質量，加大路政管理力度。這是延長公路擋土墻使用年限的重要環節。對于超重型車輛通過的路段，采取適當的加固保護措施。公路擋土墻的日常養護除經常檢查其外觀是否損壞外，每年應在春秋兩季各進行一次定期檢查，冰凍地區尤應注意，主要檢查擋墻在冰凍融化后墻體及基礎的變化情況，以及冰凍前所采取的防護措施的效果。另外在氣候反常、地震或重型車輛通過等特殊情況后進行及時檢查。發現情況，應查明原因，并觀察其發展情況，及時采取相應的修理加固措施。對檢查和修理加固情況，應做好記錄，設立技術檔案備查。以下舉幾種處理方法：

1.擋土墻發生裂縫、斷裂如已停止發展，可將縫隙鑿毛，清除碎渣和雜物，后用水泥砂漿填塞。

2.擋土墻發生傾斜、鼓肚、滑動或下沉時可選用套墻加固［4］如圖4。

圖4　套墻設計圖

3.泄水孔應保持通暢，及時疏通，如無法疏通，應另行選擇適當的位置增設泄水孔。

4.擋墻表面出現風化剝落時，應將風化層鑿除，再噴涂水泥砂漿保護。當風化剝落嚴重時，應將風化嚴重部分拆除重砌。

5.浸水擋土墻受洪水沖刷，基礎被掏空但未危機墻體時，可采用拋石加固或用塊（片）石將掏空部分塞實并灌漿。

實踐證明，公路擋土墻的建設在設計時除了對其進行常規的墻體抗傾覆、抗滑移及截面抗剪、基底偏心距、基底壓應力等方面的驗算外，還必須對其可能出現的局部受力進行驗算和特別設計，精心施工、定期養護、全面管理才能保證公路擋土墻的正常使用。

參考文獻：

[1]中華人民共和國交通部.公路設計規范匯編[S].北京:人民交通出版社,1993.

[2]中交公路規劃設計院.公路橋涵設計通用規范JTG D60-2004[S].北京:人民交通出版社,2004.

[3]中交第二公路勘察研究所.公路路基設計規范JTG D30-2004[S].北京:人民交通出版社,2005.

[4]交通部第二公路勘察設計院.公路設計手冊－路基(第二版)[M].北京:人民交通出版社,1996.

The causes and prevention methods of highway shoulder wall damage

LUO Zheng

(Department of civil engineering and construction engineering,Minxi vocationl and technical college Longyan,Fujian,364000,China)

Abstract:In view of the present many ordinary highway shoulder retaining wall in highway operating the wall by a car when a crush, wall collapse and even elderly accident phenomenon, in-depth analysis from the aspects of construction, design and maintenance caused by road slurry build by laying bricks or stones expressed his shoulder wall collapsed, the wall of the main causes of roof crush, points out the shortage of traditional retaining wall design from the design, at the top of the retaining wall is put forward to establish the improvement measures of concrete wall cap and a calculation is made on the scheme and highway construction examples demonstrate the necessity and effectiveness, as well as in the construction process and operation maintenance of the corresponding prevention measures.To ensure the economy and security of highway construction of highway operating in traffic safety, comfortable, smooth, maximum road use function into full play.

Key words:shoulder wall; damage; the reason; the prevention and treatment of

中圖分類號：U416.216

文獻標識碼：A

文章編號:1673-1417（2016）01-0019-05

doi:10.13908/j.cnki.issn1673-1417.2016.01.0004

收稿日期：2016－01－12

作者簡介：羅錚（1968—），男，福建泉州人，碩士，高級工程師，主要從事路橋工程設計、施工、造價研究工作。