路基支擋建筑物擋土墻的概念

擋土墻是支撐天然斜坡或人工邊坡保持土體穩(wěn)定的建筑物。它承受的主要荷載為土壓力。擋土墻的各部分名稱如圖3—24所示。墻的頂面稱為墻頂；墻的底面稱為墻底；與填土接觸的面稱為墻背；與墻背對(duì)應(yīng)的另一面稱為墻胸；墻胸與墻底的交線稱為墻趾；墻背與墻底的交線稱為墻踵；墻背與豎直線的夾角稱為墻背傾角；墻頂與墻趾間的垂直距離稱為墻高。

在高填路堤和陡坡路堤的下方設(shè)置擋土墻，可防止路堤邊坡沿基底滑動(dòng)，保證路基穩(wěn)定，同時(shí)又可收縮坡腳，減少填方和少占農(nóng)田。濱河或水庫(kù)路堤在臨水一側(cè)設(shè)置擋土墻，可防止水流對(duì)路基的沖刷和浸蝕，同時(shí)也可避免壓縮河床或侵占庫(kù)容。在路塹地段設(shè)置擋土墻可支撐開(kāi)挖后不能自行穩(wěn)定的邊坡，同時(shí)減少刷方高度和刷方工程量。在不良地質(zhì)地段，常以擋土墻加固邊坡。此外，擋土墻還被用來(lái)整治溜坍、滑坡等路基病害。

中國(guó)鐵路最早和最普遍使用的路基支擋建筑物為重力式擋墻，如濱洲、濱綏、哈大、京山、沈山、京漢、粵漢、京滬等鐵路，隨處可見(jiàn)。重力式擋墻以漿砌片石構(gòu)筑，人工操作簡(jiǎn)單易行，對(duì)防止路基土質(zhì)邊坡的坍塌、支承路塹高坡和填土路堤的側(cè)向土壓力等，有顯著功效。新中國(guó)成立以后，隨著大量山區(qū)鐵路和海濱、凍土、沙漠等鐵路的修筑，由于地勢(shì)險(xiǎn)惡、地質(zhì)復(fù)雜、氣溫和水文條件差異大，不良地質(zhì)和特殊土對(duì)鐵路的危害多，各種形式的路基支擋建筑物有很大發(fā)展，新技術(shù)、新工藝和新材料不斷應(yīng)用。

首先，在支擋建筑物的勘測(cè)設(shè)計(jì)上，有很大改進(jìn)。如對(duì)土壓力的計(jì)算，以前多采用庫(kù)侖理論，自50年代起，中國(guó)結(jié)合鐵路荷載種類，先后推導(dǎo)出適合于不同形式擋墻使用的計(jì)算公式及有關(guān)簡(jiǎn)化圖表，滿足設(shè)計(jì)需要。這一時(shí)期，通過(guò)試驗(yàn)確定，當(dāng)路基擋墻為俯斜式且傾角較大時(shí)，墻背會(huì)出現(xiàn)“第二斷裂面”。在60年代的擋墻設(shè)計(jì)計(jì)算中，即按“第二斷裂面”的理論改進(jìn)土壓力計(jì)算公式，并繪出判識(shí)曲線，使擋墻的承載力設(shè)計(jì)得到較大的改進(jìn)。70年代以后，又不斷研究和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同的地質(zhì)水文資料，編制出有關(guān)地震區(qū)、浸水區(qū)以及各種特殊土適用的一些支擋結(jié)構(gòu)物有關(guān)的計(jì)算方法和圖表，并納入全路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖，供設(shè)計(jì)應(yīng)用。80年代以來(lái)，隨著電子計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，又把結(jié)構(gòu)可靠度理論引入路基工程建筑物的計(jì)算中，探索路基擋墻壓力計(jì)算更完善的方法，盡可能考慮多因素的綜合影響，用隨機(jī)理論和極值求法來(lái)計(jì)算土柱強(qiáng)度和擋墻的承載力，使擋墻設(shè)計(jì)在確保安全的條件下，省工、省料。

其次，在路基支擋建筑物的結(jié)構(gòu)形式上。因地制宜地進(jìn)行了許多創(chuàng)新，除了繼續(xù)大量使用和改進(jìn)重力式擋墻外，同時(shí)發(fā)展了一些輕型的新式支擋結(jié)構(gòu)和特別設(shè)計(jì)的加固建筑物，用于不同的鐵路沿線地域，起到更好地穩(wěn)定和加固路基的作用。如重力式擋墻的改進(jìn)型有衡重式擋墻、托盤式擋墻和檐式擋墻等。輕型的新式擋墻有錨桿擋墻、錨定板擋墻、抗滑樁和樁板墻等。錨桿擋墻和錨定板擋墻與過(guò)去的重力式擋墻比較．具有結(jié)構(gòu)輕、柔性大、構(gòu)件可以預(yù)制和拼裝等優(yōu)點(diǎn)，在某些地基不良或石料缺乏的地區(qū)，可解決重力式擋墻不能克服的困難．對(duì)加固路基發(fā)揮了良好的作用，抗滑樁和錨固樁是山區(qū)鐵路處理坍方和滑坡而發(fā)展起來(lái)的路基支擋新技術(shù)，60～70年代，鐵路建設(shè)向西南、西北等山區(qū)發(fā)展，遇到的坍方和滑坡很多，為了治理滑坡，進(jìn)行過(guò)許多試驗(yàn)研究，其中在穩(wěn)固路基和防坍方面，創(chuàng)造性地運(yùn)用了各種錨固、抗滑建筑，除了樁柱基礎(chǔ)外，還有沉井基礎(chǔ)等，作用也很好。1978年，曾由鐵道部專業(yè)設(shè)計(jì)院主持在柳州鐵路局召開(kāi)了全路新型支擋結(jié)構(gòu)經(jīng)驗(yàn)交流及選優(yōu)會(huì)議，總結(jié)了路基支擋建筑物的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)．對(duì)后期鐵路建設(shè)中擇優(yōu)發(fā)展鐵路路基的支擋建筑物有很大的促進(jìn)作用。

第三，在路基支擋建筑物中，廣泛采用各種新材料和新工藝，使其在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上更加合理和先進(jìn)。最突出的是各種土工合成材料的應(yīng)用，土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復(fù)合型土工合成材料等。土工合成材料是用合成纖維、塑料、橡膠等高分子聚合物制成的用于巖土工程的新型建筑材料，具有防滲、隔離、加筋、過(guò)濾、排水和防護(hù)等功能，可以根據(jù)工程的要求進(jìn)行選用。如土工織物是一種化纖產(chǎn)品，具有透水性，抗拉強(qiáng)度大，抗剪力強(qiáng)，可廣泛用作滲水固結(jié)材料。土工膜有以瀝青作為浸潤(rùn)粘結(jié)劑的瀝青土工膜和聚合物土工膜兩類，可加筋，也可不加筋，具有耐火、防腐蝕和抗拉強(qiáng)度大，延伸率可達(dá)150%～600%等特點(diǎn)，不易老化，在支擋建筑物中使用可顯著提高承載能力和穩(wěn)固性。特種土工合成材料，在路基工程中常用的有土工格柵、土工膜袋、土工網(wǎng)、土工墊、土工格室和超輕型土工合成材料等。復(fù)合型土工合成材料指綜合運(yùn)用土工織物、土工膜和某些特種土工合成材料的組合材料，它能按工程需要，將不同構(gòu)成材料的性能結(jié)合起來(lái)，更好地發(fā)揮材料的多功能作用"para" label-module="para">

在路基支擋工程中，結(jié)合采用新材料，施工方法和施工工藝，也不斷提高和完善。

1．按擋土墻在路基橫斷面上的位置分

擋土墻按其在路基橫斷面上的位置分為路肩式、路堤式和路塹式三種，如圖3—25所示。

2．按墻背形式分

當(dāng)墻背為一平面時(shí)，稱為直線形墻背擋土墻。當(dāng)墻背由一個(gè)以上平面組成時(shí)，稱為折線形墻背擋土墻。

按直線形墻背的傾斜方向分為俯斜式、仰斜式和豎直式三類，如圖3—26所示。

3．按結(jié)構(gòu)形式分

按擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分為重型結(jié)構(gòu)擋土墻和輕型結(jié)構(gòu)擋土墻兩類。重型結(jié)構(gòu)擋土墻主要依靠本身自重維持穩(wěn)定，常用的有重力式和衡重式兩種。

擋土墻的施工大體上分施工放樣、挖基坑、砌筑基礎(chǔ)和砌筑墻身四個(gè)步驟。在施工中應(yīng)注意下列事項(xiàng)。

1．挖基

(1)基坑開(kāi)挖前應(yīng)做好截排水工作；

(2)隨挖隨核對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)資料，如遇地質(zhì)不良、承載力不足的地基，應(yīng)通過(guò)變更設(shè)計(jì)采取措施，然后據(jù)以施工；

(3)墻基位于斜坡地面時(shí)，其趾部埋入深度和距地面水平距離，應(yīng)同時(shí)符合設(shè)計(jì)要求；墻基高程如不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)通過(guò)變更設(shè)計(jì)后施工；

(4)采用傾斜基底時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確挖鑿，不得用填補(bǔ)方法筑成斜面；

(5)基坑超挖部分，應(yīng)用同強(qiáng)度漿砌體回填；

(6)基坑應(yīng)視地質(zhì)情況確定是否需要支撐加固以及加固類型，特殊條件下采用沉井和挖孔樁基礎(chǔ)，并通過(guò)設(shè)計(jì)確定后，據(jù)以施工。

2．砌筑基礎(chǔ)

(1)砌筑前，應(yīng)將基底表面風(fēng)化、松散土石清除；

(2)硬石基坑中的基礎(chǔ)，宜緊靠坑壁，并插漿塞滿間隙，使之與巖層結(jié)為一體；

(3)雨季在土質(zhì)或易風(fēng)化軟石基坑中砌筑基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)于基坑挖好后，立即滿鋪砌筑～層；

(4)采用臺(tái)階式基礎(chǔ)時(shí)，臺(tái)階轉(zhuǎn)折處不得砌成豎向通縫；砌體與臺(tái)階壁間的縫隙應(yīng)插漿塞滿；

(5)應(yīng)隨砌筑分層回填、壓實(shí)。

3．砌筑墻身

(1)砌出地面后應(yīng)立即回填夯實(shí)，并作好排水設(shè)施； ‘

(2)伸縮縫與沉降縫內(nèi)兩側(cè)壁間應(yīng)平齊無(wú)搭疊，縫中防水材料應(yīng)按要求深度填塞緊密；

(3)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求做好墻后隔水、排水設(shè)施，泄水孔的進(jìn)水側(cè)應(yīng)設(shè)置反濾層，厚度不小于0.3m；

(4)預(yù)埋構(gòu)件、檢查梯、臺(tái)階、欄桿等應(yīng)與墻身同時(shí)砌筑，并連接牢固。

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了很多的新型支擋結(jié)構(gòu)，如加筋土擋墻、錨桿擋墻、錨定板擋墻、對(duì)拉式擋墻、樁板式擋墻等。這類擋墻以抗拉強(qiáng)度較高的鋼材或鋼筋混凝土為材料，具有圬工少、造價(jià)低、便于拼裝和機(jī)械化施工等優(yōu)點(diǎn)，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在此不再贅述，具體可參見(jiàn)其他相關(guān)教材和資料。 2100433B