路基工程擋土墻的設計與工程實踐

梁秀雯

（四川省交通勘察設計研究院有限公司， 四川 成都 610000）

1 路基工程中擋土墻結構的重要性

1.1 加強路基強度和穩定性

我國地域遼闊，有較多公路是修建于沿河傍山地區，對于路塹邊坡開挖后穩定性較差，路堤邊坡修建于軟弱地基上或者局部放坡困難穩定性較差，以及沿河路基邊坡受到水流的沖刷破壞的情況，主要通過在路塹內邊坡和路堤外邊坡處修建擋土墻結構，來進行路基的支擋加固，一是保證路基整體穩定性，二是防止路基遭受水流沖刷產生局部脫空甚至坍塌，從而滿足路基使用功能，延長使用壽命[1]。

1.2 盡量避免占用基本農田，減少拆遷，保護重要建筑物

我國人口多，耕地資源緊張，房屋的拆遷涉及到民生問題，國家專門出臺了條例保護基本農田，在交通建設中，可以通過設置合理的擋土墻結構對路基填挖方邊坡進行收坡，以達到盡量避免占用基本農田，減少拆遷的目的。

1.3 完善擋土墻設計與施工技術

擋土墻的設計與施工需要結合每個項目的實際情況，從工程實際出發，選擇合理的結構類型和結構尺寸，優化設計方案，可以達到經濟合理，節約占地，保護周邊建筑物，保證路基穩定性的目的，因此完善擋土墻設計與施工技術對于擋土墻結構的推廣及應用具有重要意義[2]。

2 擋土墻結構的設計

2.1 擋土墻結構的設計原則

近些年我國在道路交通建設領域有著迅猛發展，特別是 1998年以來高速公路進入快速發展時期，保證路基全壽命周期內的安全可靠穩定，是道路路基設計的重要原則，擋土墻對于道路穩定性起到了很好的保護作用，因而在道路路基建設中有著廣泛的應用和不可替代的作用。

擋土墻的設計原則首先要考慮的是安全穩定性，設計首先是通過路基橫斷面確定擋土墻的布設位置，其次結合標高和埋深確定擋土墻的高度，基礎最小埋置深度不小于1.0m，受水流沖刷時埋置深度在局部沖刷線以下不小于1.0m，再次根據擋土墻的高度和尺寸確定要求的地基承載力值，當地質勘查提供的地基承載力值滿足不了要求時，需要對擋土墻下部地基進行換填砂礫石處理或者擋土墻增加擴大基礎處理，除此之外還應進行抗傾覆、抗滑移的驗算。

擋土墻布設后，需要考慮擋土墻與路基、擋土墻與橋梁構造物的銜接過渡，通常擋土墻與填方邊坡銜接，是通過設置錐坡的形式，當錐坡設置困難時通過護肩過渡至邊坡中，擋土墻與挖方邊坡銜接是直接嵌入邊坡中。擋土墻與通道相接時,當擋土墻施工至通道基礎頂面高度時,即進行通道臺身施工,安裝蓋板,然后再進行擋土墻施工,擋土墻墻身可直接作為通道臺身基礎。需要注意的是，擋土墻作為支擋結構，對路基排水起到的是阻隔的不利作用，往往增加了擋土墻后靜水壓力出現不穩定因素，因此需要考慮墻后土體內部水的正常排出，間隔2～3米設置傾向墻外的泄水孔，墻背回填透水性材料，這一步驟對于擋土墻的安全穩定性也是至關重要的[3]。

近些年，我們充分認識到了基礎設施建設對環境造成的不可逆性的影響，不但要提升經濟效益，更要考慮環境效益，將經濟發展與環境保護相結合，受技術條件限制，目前的擋土墻設計和建設仍然存在該方面的不足，設計時往往更多的考慮了擋土墻結構節約造價所帶來的經濟效益，而忽略了對環境的破壞影響，因此在道路路基擋土墻設計時要充分考慮環境保護方面的設計工作，將經濟和環境相結合，將綠色環保的理念體現在設計和施工的整個過程中。

2.2 擋土墻的類型和適用范圍

在我國，地層巖性和地質條件是復雜多變的，路基的類型也是各種各樣的，為了與之相適應，擋土墻的類型是非常多的。工程建設中，往往根據不同的地質條件，不同的設置位置，選用不同的擋土墻類型。根據位置的不同，填方邊坡擋土墻有路肩墻和路堤墻，挖方邊坡擋土墻為路塹墻。從是否有水流沖刷來看，可以分為浸水擋土墻和非浸水擋土墻。根據材料的不同，有漿砌片石擋土墻、片石混凝土擋土墻和混凝土擋土墻。根據結構形式的不同，主要有重力式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、錨桿擋土墻、加筋土擋土墻、樁板式擋土墻等類型[4]。

（1）重力式擋土墻自身有較大的重力平衡土壓力，墻背傾斜方向和角度不同有仰斜、俯斜和垂直式，施工方便，在路基設計中的應用最為廣泛，但是對地基承載力的要求相對較高。設計中為了適當提高擋土墻高度，增加路基穩定性，通常在擋土墻墻身處設置衡重臺，利用衡重臺上的填土使得墻身重心移向路基側，衡重式擋土墻高度一般不超過12米。

（2）懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻，主要包括墻址板、墻踵板、立壁和扶壁，自身重量較輕，使用圬工量較少，依靠墻踵板上的填土穩定，主要用在承載力較低、石料缺乏的填方路基。

（3）錨桿擋土墻主要通過錨桿將作用于擋土墻上的土壓力傳到基巖中，因此要求巖質挖方邊坡具備錨固條件和受力條件，也可以用作抗滑擋土墻。

（4）加筋土擋土墻是一種近年來發展起來的輕型擋土墻結構，主要是依靠布置在填土中的拉筋與填土之間的摩擦作用來平衡土壓力，提高穩定性。這種結構的一大優點是既經濟又方便施工，適用于地形平坦的填方路基。

（5）樁板式擋土墻包括抗滑樁和樁間擋土板，使用范圍非常廣，該結構還可以應用于滑坡處治，主要利用抗滑樁在滑裂面以下錨固段的錨固力來平衡坡體推力，加強路基或邊坡的穩定性[5]。

2.3 擋土墻的設計要點

（1）擋土墻的結構形式的選擇。挖方地段考慮收坡，減小開挖高度，可以設計路塹擋土墻；針對坡面較陡地質較差的情況，可以考慮抗滑擋土墻；填方地段根據斷面填高和地質情況，可以選擇衡重式路肩擋土墻或路堤擋土墻；受水流沖刷的沿河路基，通常采用浸水路肩墻，擋土墻埋深要保證至少在沖刷線以下1米，擋土墻下部浸水段宜采用混凝土材料，同時墻腳設置格賓石籠等防沖刷措施。

（2）擋土墻的材料確定。要考慮的因素主要是安全性、經濟性和施工便利性，一般情況下工程所在地就地取材，山區石料豐富地區，二級及以下等級公路通常采用漿砌片石作為擋土墻墻身材料，高速公路和一級公路目前推廣采用混凝土擋土墻，受水流沖刷時浸水擋土墻推薦采用混凝土結構。

（3）擋土墻的地基承載力要求。擋土墻的高度不同對地基承載力的要求不同，一般9米以下高度擋土墻要求地基承載力大于300kPa，9米以上高度擋土墻要求地基承載力大于400kPa，當地基承載力不滿足要求時，可以采用換填砂礫石（碎石）的處治措施，或者增加臺階式擴大基礎，將擋土墻墻底應力進行擴散，從而保證擋土墻的穩定性。

（4）擋土墻的強度和穩定性分析。擋土墻在確定了截面尺寸后，應保證在自重和外荷載作用下的穩定性滿足要求，驗算基底應力，浸水擋土墻還需考慮附加水壓力，特殊情況下還應進行地震力作用下的抗震驗算，多雨地區要考慮水對內摩擦角的影響。

（5）擋土墻的埋置深度。原則上擋土墻基礎為明挖，對于土質地基，基礎埋置深度至少地面線以下1米，對于巖質地基，基礎埋置于基巖未風化層，挖方擋土墻的基底應在邊溝底面以下不小于0.2米；受水流沖刷的沿河路基擋土墻設計時，還需要認真調查水深、沖刷深度和流量、流速等來確定基礎埋置深度；對于填方為橫向陡坡處設置的擋土墻，埋置深度需要同時滿足襟邊寬度的設計要求[6]。

3 擋土墻工程實踐

省道308線是雅安市公路網中的重要組成部分，2020年雅安地區普降暴雨，靈關河河水急漲，省道308線寶興縣境內段道路受損嚴重，主要表現在路基上邊坡垮塌，路基下邊坡的水流沖刷損毀。

工點一

工點二

工點一處路基下邊坡主要為碎石土，下伏卵石層，坡比約為1:0.5，路面距水面約15m，水深約2m，受強降雨影響，河水暴漲，下邊坡受水流沖刷造成路基半幅脫空。該工點需要增設擋防措施，考慮到路面距離水面 15米，路肩擋土墻布設困難，處治方案主要是增設衡重式路堤擋土墻，上部采用實體護坡對坡面進行封閉。

工點二路基上邊坡主要為粉質粘土，土體呈松散堆積狀，在短時間內強降雨后，地下水補給急增，致使土體飽和而自重增加，土體呈軟塑狀，抗剪強度急劇降低，坡面出現滑動，剪出口在路面以上。該工點的處治措施主要是滑坡體外圍增設截水溝加強截排水，減少地面水對邊坡的影響，同時坡腳增設仰斜式路塹墻，增強邊坡穩定性。

4 結語

擋土墻工程是公路路基施工中的重點，對整個路基建設有重要的影響。在路基建設中，需要積極的進行擋土墻設計技術的研究，加強整體技術管理，進行整體控制。通過認真進行地質地形條件的調查，加強對結構形式的選擇，盡可能選擇準確的內摩擦角、粘聚力等參數進行穩定性驗算，確定經濟合理的擋土墻截面尺寸，做好擋土墻墻背回填、排水和墻下地基基礎的設計和施工，實施中確保地基承載力滿足擋土墻設計要求，加強過程管理，提高擋土墻的設計和施工質量，滿足道路全壽命使用周期的要求，節約工程造價，為我國交通事業的發展奠定基礎。