重力式挡土墙的构造

重力式挡土墙的构造

重力式挡土墙一般由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等几部分构成。

（一）墙身

1.墙身断面形式及其特点

根据墙背的倾斜方向，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式和衡重式几种，如图2－10所示。

其他条件相同时，仰斜墙背所承受的土压力比俯斜墙背小，同时，由于仰斜墙背的倾斜方向与开挖面边坡方向一致，故开挖量和回填量均比俯斜墙背小。但是，由于仰斜式挡土墙的基础外移，当墙趾处地面横坡较陡时，会使墙身增高，断面增大。因此，仰斜式挡土墙适用于作路堑墙及墙趾处地面平坦的路堤墙或路肩墙。

俯斜墙背所承受的土压力较大。在地面横坡陡峻时，俯斜式挡土墙可用陡直的墙面，以减小墙高。俯斜墙背也可做成台阶形，以增加墙背与填料间的摩擦阻力。

图2－10 重力式挡土墙的断面形式

图2－10 重力式挡土墙的断面形式

垂直墙背的特点介于仰斜和俯斜墙背之间。

若将仰斜式挡土墙的上部墙背改为俯斜，即构成凸形折线式。与仰斜式比较，其上部尺寸有所减少，故断面较节省。

若在凸形折线式的上下墙之间增设一平台，并采用陡直墙面，即为衡重式断面。在其他条件相同时，衡重式的断面积比俯斜式小而比仰斜式大，但其基底应力较大，故对地基承载力要求相对较高。

2.墙身断面尺寸

（1）墙背坡度（α）

俯斜式墙背坡度一般为（1∶0.15）～（1∶0.4）（即α＝＋8°32′～＋21°48′）。仰斜式不宜缓于1∶0.3，以免施工困难。衡重式的上墙背为（1∶0.25）～（1∶0.45）（即α上＝＋14°02′～＋24°14′），下墙背在1∶0.25（即α下＝－14°02′）左右，上下墙高比一般采用2∶3。

（2）墙面

墙面一般为平面，其坡度除与墙背坡度相协调外，还应密切结合墙趾处的地面横坡合理选择。地面横坡较陡时，为减小墙高，宜采用垂直墙面或仰斜（1∶0.05）～（1∶0.20）；地面横坡较缓时，可放得更缓些，但不宜缓于1∶0.4，以免过分增加墙高。

（3）墙顶

墙顶最小宽度，浆砌挡墙不宜小于0.5m，干砌挡墙不宜小于0.6m。浆砌路肩墙墙顶一般宜采用粗料石或低强度等级混凝土做成顶帽，顶帽厚约0.4m。如不做成顶帽或为路堑墙或路堤墙，墙顶应以较大块石砌筑，并用砂浆勾缝，或用M5砂浆抹平顶面，砂浆厚约2cm。干砌挡墙墙顶0.5m高度内，用M2.5砂浆砌筑，以增加墙身稳定性。

（4）护栏

为保证交通和行人安全，在地形险峻地段，或过高过长的路肩墙，需在墙顶设置护栏。

（二）基础

在实际工程中，挡土墙的破坏多由地基不良或基础处理不当引起。因此，基础设计是挡土墙设计的重要内容，必须予以充分重视。

基础设计包括选择基础类型和确定基础埋置深度两项主要内容。

1.基础形式

大多数挡土墙都是直接砌筑在天然地基上的，如图2－11所示。当地基承载力不足且墙趾处地形平坦时，为减小基底压力和增加抗倾覆稳定性，常采用扩大基础（图2－11a、b）；当地面陡峻而地基为完整坚实的岩石时，为减少基础开挖数量、节省成本，可采用切割台阶基础（图2－11c）；如局部地基软弱，开挖基础困难或需跨沟时，可采用拱形基础（图2－11d）跨过。

图2－11 挡土墙的基础形式

图2－11 挡土墙的基础形式

扩大基础是将墙趾或墙踵部分加宽成台阶，也可同时将两侧加宽，以增大承压面积，减小基底应力。台阶宽度视基底应力减小程度和加宽后的合力偏心距大小而定，一般不宜小于0.2m；台阶高度按加宽部分的抗剪、抗弯和基础材料的扩散角要求确定。

台阶切割基础，每一台阶的宽度需要根据地形和地质条件而定，高宽比不宜大于2∶1。最下一个台阶的底宽应满足偏心距的有关规定，一般不宜小于1.5～2m；其余台阶的宽度不宜小于0.5m，高度一般约为1m。

2.基础埋置深度

为保证挡土墙的稳定性，必须按下列要求将基础埋入地面以下适当深度。

1）应保证基底土层的容许承载力大于基底可能出现的最大应力。不同深度的土层具有不同的承载力。基底应力分布因基础埋置深度不同而有所差异，埋入土中的基础，基底应力分布比地面的均匀。所以，将基础置于具有足够承载力的土层上，以免地基产生剪切破坏。

2）应保证基础不受冲刷。在墙前地基受水冲刷地段，如未采取专门的防冲刷措施，应将基础埋到冲刷线以下，以免基底和墙前的土层被水掏蚀。

3）在季节性冰冻地区，应将基础埋置到冰冻线以下，以防止地基因冻融被破坏。

（三）排水设施

挡土墙设计一般都以天然地基容许承载力和自然状态下墙背土体的土压力为依据。如排水不良，地基和墙背土体将由于水分增加而改变原有状态，导致地基承载力降低和土压力增加。同时，土体内水分过多时，将产生静水压力；在冰冻地区，还将产生冻胀压力；对粘性土，水分增加时将产生膨胀压力。显然，当附加压力过大以致超出设计计算的土压力，或地基承载力过分降低以致低于设计基底压力时，挡土墙的稳定性和强度难以保证。因此，设置有效排水设施对于保证挡土墙的稳定性和强度十分必要。

挡土墙常用的排水设施可分为地面排水和墙身排水两部分。

地面排水主要是防止地表水渗入墙背土体或地基。主要措施包括：在墙后地面设置排水沟、夯实地表松土，必要时采取封闭处理；对路堑挡土墙墙趾前的边沟进行铺砌加固等。

墙身排水主要是为了迅速排除土内积水。其方法是在浆砌挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔（图2－12），泄水孔尺寸一般为5cm×10cm、10cm×10cm、15cm×20cm的矩形孔，或直径为5～10cm的圆形孔。泄水孔间距一般为2～3m，干旱地区可适当增大，渗水量大时可适当加密。上下排泄水孔交错布置。为保证泄水顺利和避免墙外水流倒灌，泄水孔应向外侧倾斜，最下一排泄水孔出口应高出地面或边沟、排水沟及积水地区的常水位0.3m。为防止水分渗入地基，最下一排泄水孔的底部需铺设0.3m厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口附近设置粗粒反滤层，以免孔道堵塞。当墙背透水性差或可能发生冻胀时，应在最低一排泄水孔至墙顶以下0.5m高度范围内铺设砂卵砾石排水层。

图2－12 挡土墙泄水孔与反滤层的构造

图2－12 挡土墙泄水孔与反滤层的构造

（四）沉降缝与伸缩缝

为防止墙身因地基不均匀沉降时引起断裂，需根据地基地质条件和墙高、墙身断面变化情况，设置沉降缝。为防止墙身因砌体硬化收缩，或因温度变化所产生的温度应力引起开裂，需设置伸缩缝。

设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，统称为伸缩缝。沿路线方向每隔10～15m设一道，缝宽2～3cm，缝内可用胶泥填塞，但在渗水量大、填料容易流失或冻害严重地区，宜用沥青麻筋或涂有沥青的软木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于15cm，当墙背为填石且冻害不严重时可不填缝。

干砌挡土墙，缝的两侧应选用平整石料砌筑，使其成垂直通缝。