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1、项目9 挡土墙,9. 1 挡上墙的分类 9 .2 重力式挡上墙的设计与检算 9 .3 重力式挡上墙施工 9. 4 挡上墙养护与维修 9 .5 轻型挡上墙,9. 1 挡土墙的分类,一、挡土墙的概念 能够保持结构物两侧的土体、物料有一定高差的结构统称为支挡结构。 挡土墙是支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳，而承受侧向土压力的支挡建筑物。它在铁路工程中被广泛地用于支承路堤或路堑以及隧道洞口、桥梁两端的路基边坡和河流岸壁等。 由于我国一些地区石料来源丰富，就地取材方便，施工方法简单，石砌的重力式挡土墙和衡重式挡土墙被广泛采用。随着国民经济的发展，国家的钢材和水泥产量逐年增多，为适应不同地区
2、的条件和发展新技术的需要，逐步发展了各种不同型式的钢筋混凝土结构的挡土墙，随着生产和技术的不断发展，今后还将会有一些新的结构形式不断出现。 在不良地质地段，常以挡土墙加固边坡。此外，挡土墙还被用来整治溜坍、滑坡等路基病害。,下一页,返回,9. 1 挡土墙的分类,二、挡土墙各部位的名称 挡土墙各部位的名称如图9-1( a)所示，墙身靠填土或山体一侧称为墙背，大部分外露的一侧称为墙面或墙胸，墙的顶面部分称为墙顶，墙的底面部分称为墙底，墙背与墙底的交线称为墙踵，墙面与墙底的交线称为墙趾。墙背与竖直面的夹角称为墙背倾角，一般用表示，墙踵到墙顶的垂直距离称为墙高，用H表示。 三、挡土墙的分类 铁路挡土墙
3、，按其设置的位置可分为:用于稳定路堑边坡的路堑挡土墙;墙顶同路肩一样平的路肩挡土墙;用于路堤坡脚，墙顶以上有一定填土高度的路堤挡土墙。此外尚有设置在山坡上的山坡挡土墙，为抵抗滑坡而设的抗滑挡土墙，用于车站内便于旅客上下或装卸货物的站台墙等。根据墙背坡的倾斜方向，分俯斜、仰斜、垂直三种形式;当墙背坡只有一个的为直线形墙背，多于一个的为折线形墙背。,上一页,下一页,返回,9. 1 挡土墙的分类,(一)按结构形式分 根据挡土墙的结构形式可将挡土墙分为重力式(包括衡重式)挡土墙和轻型挡土墙。重力式挡土墙依靠墙体自重来维持稳定，主要有四种形式，即俯斜直线墙背式挡土墙、仰斜直线墙背式挡土墙、折线墙背式挡土
4、墙和衡重式挡土墙，如图9- 1所示。 轻型挡土墙有多种类型，图9-2为几种常见的轻型挡土墙。各种形式的轻型挡土墙在平衡土压力方面都有各自的特点，如薄壁挡土墙的特点是由钢筋混凝土结构构成，用墙背踏板上的地基抗力抵抗土的压力;锚杆挡土墙的特点是在填土内埋入锚固件，或在稳定土层中插入锚杆，利用锚固件的抗拔力将挡土板拉紧;柱板式或桩板式挡土墙的特点是把柱(桩)部分埋入地基内，用柱、板结构挡土，以地基抗力保持柱板稳定;,上一页,下一页,返回,9. 1 挡土墙的分类,加筋土挡土墙的特点则是利用拉筋与土之间的摩擦力抵抗土压力，并以拉筋与墙面板连接挡土。以上几种可称为墙式挡土结构，如果把支挡建筑物做成有一定间
5、距的桩或墩，则可称为柱式挡土结构，无挡板连接的抗滑桩就属于这种类型。 (二)按建筑材料分 根据挡土墙所采用的主要建筑材料不同可将挡土墙分为石砌挡土墙、混凝土挡土墙和钢筋混凝土挡土墙等。 (三)按挡土墙墙背的倾斜方向分 根据挡土墙墙背的倾斜方向，挡土墙可分为俯斜式、仰斜式和垂直式挡土墙三种，如图9-3所示。墙背向外侧倾斜时称为俯斜;墙背向填土一侧倾斜时称为仰斜;墙背竖直时称为垂直。墙背只有单一坡度时，称为直线形墙背;若多于一个坡度，则称为折线形墙背。,上一页,下一页,返回,9. 1 挡土墙的分类,(四)按挡土墙在路基横断面上的位置分 根据挡土墙在路基横断面上的位置，挡土墙可分为路肩式、路堤式和路
6、堑式。当墙顶置于路肩时，称为路肩式挡土墙，如图9-4(b)所示;若挡土墙支撑路堤边坡，墙顶以上尚有一定的填土高度，则称为路堤式挡土墙，如图9-4(c)所示;如挡土墙用于稳定路堑边坡，则称为路堑式挡土墙，如图9-4(a)所示。,上一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,一、概述 重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，它是我国目前最常用的一种挡土墙形式。重力式挡土墙多用浆砌片(块)石砌筑，在缺乏石料的地区有时可用混凝土预制块作为砌体，也可直接用混凝土浇筑，一般不配钢筋或只在局部范围配置少量钢筋。这种挡土墙形式简单，施工方便，可就地取材，适应性强，因而应用广泛。 由于重力
7、式挡土墙依靠自身重力来维持平衡稳定，因此墙身断面大，士亏工数量也大，在软弱地基上修建时往往受到承载力的限制。当地基较好，墙高不大，且当地又有石料时，一般优先选用重力式挡土墙。但如墙体过高时，耗材较多，不经济。,下一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,重力式挡土墙，当墙背只有单一坡度时，称为直线形墙背;若多于一个坡度，则称为折线形墙背。直线形墙背可做成俯斜、仰斜、垂直三种;折线形墙背有凸形折线墙背和衡重式墙背两种，如图9-5所示。 仰斜墙背所受的土压力较小，用于路堑墙时墙背与开挖面边坡较贴合，因而开挖量和回填量均较小，但墙后填土不易压实，不便施工。当墙趾处地面横坡较陡时，采用仰斜墙背将
8、使墙身增高，断面增大，如图9-6所示。因此，仰斜墙背适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙。 俯斜墙背所受土压力较大，其墙身断面较仰斜墙背时要大，通常在地面横坡陡峻时，利用陡直的墙面，以减小墙高。俯斜墙背可做成台阶形，以增加墙背与填土之间的摩擦力。,上一页,下一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,垂直墙背的特点介于仰斜和俯斜墙背之间。 凸形折线墙背由仰斜墙背演变而来，上部俯斜、下部仰斜，以减小上部断面尺寸，多用于路堑墙，也可用于路肩墙。 衡重式墙背在上下墙之间设有衡重台，利用衡重台上填土的重力使全墙重心后移，增加了墙身的稳定。由于采用陡直的墙面，且下墙采用仰斜墙背，因而可以减小
9、墙身高度，减少开挖工作量。这种墙背适用于山区地形陡峻处的路肩墙和路堤墙，也可用于路堑墙。,上一页,下一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,二、重力式挡土墙的构造 重力式挡土墙的构造必须满足强度与稳定性的要求，同时应考虑就地取材，经济合理，施工养护的方便与安全。 1.墙身构造 (1)墙身坡度。重力式挡土墙的仰斜墙背坡度一般采用1，0. 25图9-7(a) ，不宜缓于1:0. 30;俯斜墙背坡度一般为1:0. 25-1:0. 40图9-7(b) ;衡重式或凸折式挡土墙下墙墙背坡度多采用1:0. 251:0. 30仰斜，上墙墙背坡度受墙身强度控制，根据上墙高度，采用1:0. 251:0.
10、45俯斜，如图9-7(c)所示。墙面一般为直线形，其坡度应与墙背坡度相协调。同时还应考虑墙趾处的地面横坡，在地面横向倾斜时，墙面坡度影响挡土墙的高度，横向坡度越大影响越大。因此，地面横坡较陡时，墙面坡度一般为1:0. 051:0. 20,矮墙时也可采用直立;地面横坡平缓时，墙面可适当放缓，但一般不缓于1:0. 35。,上一页,下一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,仰斜式挡土墙墙面一般与墙背坡度一致或缓于墙背坡度图9-7(a) ;衡重式挡土墙墙面坡度采用1-0.05图9-7(d) 。所以在地面横坡较大的山区，采用衡重式挡土墙较经济。衡重式挡土墙上墙与下墙的高度之比，一般采用4:6较为
11、经济合理。对一处挡土墙而言，其断面形式不宜变化过多，以免造成施工困难，并且应当注意不要影响挡土墙的外观。 (2)主要尺寸。混凝土和片石混凝土墙顶宽度不应小于0. 4 m。路肩挡土墙顶部应设置帽石。帽石应采用混凝土制作，其厚度不得小于0. 4 m，宽度不小于0. 6 m，突出墙外的飞檐宽应为0. 1 m。 (3)墙身材料。铁路路基支挡结构设计规范(TB 10025 2006)规定，重力式挡土墙墙身材料应采用混凝土或片石混凝土，取消了片石砌体挡土墙。其强度等级及适用范围应按表9-1采用。,上一页,下一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,(4)防护栏杆。为保证列车正常运行和线路养护及行人的
12、安全，路肩挡土墙在下列地段应设置防护栏杆: 墙顶高出地面2m且连续长度大于10 m; 墙趾下为悬崖陡坎或地面横坡陡于1:1、连续长度大于20m的山坡; 车站有调车作业地段。 (5)伸缩缝与沉降缝。为防止污工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝应设置伸缩缝。为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，根据地基地质条件的变化和墙高、墙身断面的变化情况需设置沉降缝。在平曲线地段，挡土墙可按折线形布置，并在转折处以沉降缝断开。设计中一般将沉降缝和伸缩缝合并设置，沿线路方向每隔1025 m设置一道，如图9-8所示。缝宽为23 cm，自墙顶做到基底。缝内沿墙的内、外、顶三边填塞沥青麻筋或沥青木板，塞入深度不小于0
13、. 2 m，当墙背为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。路肩、路堤挡土墙两端应设置锥体护坡。,上一页,下一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,2.排水设施 挡土墙排水设施的作用在于疏干墙后土体中的水和防止地表水下渗后积水，以免墙后积水致使墙身承受额外的静水压力;减小季节性冰冻地区填料的冻胀压力;消除新型土填料浸水后的膨胀压力。 挡土墙的排水措施通常由地面排水和墙身排水两部分组成。地面排水主要是防止地表水渗入墙后土体或地基，地面排水措施有: (1)设置地面排水沟，截引地表水; (2)夯实回填土顶面和地表松土，防止雨水和地面水下渗，必要时可设铺砌层; (3)路堑挡土墙趾前的边沟应予以铺砌加
14、固，以防止边沟水渗入基础。,上一页,下一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,墙身排水主要是为了排除墙后积水，在墙身上应设置向墙外坡度不应小于4%的泄水孔，按上下左右每隔2 3 m交错布置，折线形墙背的易积水处必须设置泄水孔。泄水孔应采用管形材料，其进水侧应设置反滤层，如图9-9所示。反滤层应优先采用土工合成材料、无砂混凝土块或其他新型材料。无砂混凝土块或砂夹卵石反滤层的厚度不得小于0. 3 m。 对于墙后排水不良或填料有冻胀或膨胀性，应在墙后最低排泄水孔至墙顶下0. 5 m之间全部设置土工合成材料或厚度不小于0. 5 m的砂夹卵石反滤层，这样既可减轻冻胀或膨胀力对墙的影响，又可防止墙
15、后产生静水压力，同时起反滤作用。在靠近路肩或地面的最低一排泄水孔的进水口下部应设置隔水层。,上一页,下一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,3.防水层 为防止水渗入墙身形成冻害及水对墙身的腐蚀，在严寒地区或有浸水作用时，常在临水面涂以防水层: (1)石砌挡土墙，先抹一层水泥砂浆(2 cm厚)，再涂以热沥青(23 mm) ; (2)混凝土挡土墙，涂抹两层热沥青(2 3 mm) ; (3)钢筋混凝土挡土墙，常用石棉沥青及沥青浸制麻布各两层防护，或者加厚混凝土保护层，一般情况下可不设防水层，但片石砌筑挡土墙需用水泥砂浆抹成平缝。,上一页,下一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,4
16、.基拙埋置深度 挡土墙一般采用明挖基础。当地基为松软土层时，可采用加宽基础、换填或桩基础。水下基础挖基有困难时，可采用桩基础或沉井基础。 基础埋置深度应按地基的性质、承载力的要求、冻胀的影响、地形和水文地质等条件确定。 挡土墙基础置于土质地基上时，其基础埋深应符合下列要求: (1)基础埋置深度不小于1 m。当有冻结且冻结深度小于或等于1 m时，应在冻结线以下不小于0. 25 m;当冻结深度超过1 m时，可在冻结线下0. 25 m内换填弱冻胀土或不冻胀土，但埋置深度不小于1. 25m。不冻胀土层(如碎石、卵石、中砂或粗砂等)中的基础，埋置深度可不受冻深的限制。,上一页,下一页,返回,9. 2 重力式挡土墙的设计与检算,(2)受水流冲刷时，基础应埋置在冲刷线以下不小于1 m。 (3)路堑挡土墙基础底面应在路肩以下不小于1 m，并应低于侧沟砌体底面不小于0. 2 m。挡土墙基础置于硬质岩石地基上时，应置于风化层以下。当风化层较厚，难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其相应的承载力将基底埋于风化层中。置于软质岩石地基上时，埋置深度不小于1 m。
