□ 刊發(fā)于《中外建筑》
2005年第3期
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擋土墻設計的體會
劉義平
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The experience of the design of retaining wall
劉義平
Liu Yiping
摘 要: 結(jié)合本人實踐經(jīng)驗，本文對擋土墻設計中的擋土墻設計布置形式，選材、選型、設計要點進行探討，對施工中常見的問題提出了處理意見，供同行參考。
關(guān)鍵詞: 擋土墻種類; 選型; 設計要點; 處理方法
Abstract: To block soil design of wall assign form , select suitable mate－rials , person who select , design main point go on the discussion, com－bine one's own practical experience to blocking the design of wall of soil , the common problem has got the handling suggestion out of con－structing, consult while offering the design.
Key words: kinds of retaining wall, selecting type, main of design, question, ways of deal with
中圖分類號：TU227
文獻標識碼：A
文章編號：1008-0422(2005)03-0054-02
１ 因地制宜，確定好擋土墻的布置形式
擋土墻的布置與總圖的設計是分不開的，總圖如果能綜合考慮諸多方面的因素既做到土方的挖填平衡，道路的坡道舒適，而且使房屋的布置合理，擋土墻的長度和高度控制在最少和最矮的數(shù)值之內(nèi)，就能控制投資，節(jié)省造價，我們曾遇到過一個實例，在第一次做方案時，由于只考慮了道路坡度舒適，挖填平衡，未考慮擋土墻的長度和高度，致使長距離的擋土墻高度達到10m多高，大大提高了綜合造價，后經(jīng)結(jié)構(gòu)設計人員的配合，修改方案，綜合平衡，把擋土墻的高度降低了，雖然增加了一部分土方工程量，但綜合造價節(jié)省了約50多萬，人們往往忽視擋土墻的布置形式，致使設計不合理，在擋土墻的平面布置中還應注意如下問題：
1）注意擋土墻基礎與建筑物基礎、地下管線的間距，當建構(gòu)筑物位于擋土墻上方時，基礎間距如圖（1）所示：
則S＞B/2+b+htgθ，式中h為兩基底之落差，θ為壓力擴散角，htgθ＜1m時，取htgθ=1m（主要考慮到擋土墻背設置透水層），B，b由結(jié)構(gòu)專業(yè)估算確定。
2）應結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)及其基礎布
置擋土墻，充分利用基礎底板、頂板，縱橫墻體組成空間結(jié)構(gòu)，如筆者設計的某�？茖W校的水池泵房。（見圖2）
�。病跬翂Φ慕Y(jié)構(gòu)型式及材料的合理選擇
擋土墻按材料分為磚砌，毛石，混凝土和鋼筋混凝土擋土墻，根據(jù)墻體剛度的不同，擋土墻又可分為剛性擋土墻和柔性擋土墻兩類。剛性擋土墻是指墻體本身剛度較大，在土壓力作用下墻體基本不變形或變形很小的擋土墻，如用磚、石、混凝土、鋼筋混凝土等材料建筑的重力式擋土墻，懸臂式擋土墻，扶臂式擋土墻等，柔性擋土墻是指墻體的剛度不大，在土壓力作用下墻體本身會產(chǎn)生變形的擋土墻，如支撐墻，板樁墻，錨定板擋土墻等。但重力式擋土墻應用最廣，是歷史最長久的一種擋土墻，它具有結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，能就地取材等優(yōu)點，但在具體設計中，還應視具體情況而定，影響選擇的因素有：
�。�1）擋土墻的高度，高度較高的擋土墻，如果采用重力式，要保證其穩(wěn)定性，勢必造成很大的體量，材料用量較多，不太經(jīng)濟，還可能造成肥大的基礎，在總體比較緊湊的情況下，過大的基礎將影響到各種地下管線的布置及單體建筑工程基礎的設計和施工，因此，較高的擋土墻適宜用鋼筋混凝土懸臂式或扶壁式，我們在某開發(fā)區(qū)的擋土墻設計中，對于墻體高度在5m以下的采用漿砌毛石擋土墻，墻體高度大于5m，小于10m的則用鋼筋混凝土懸臂式擋土墻，這樣更為經(jīng)濟。
�。�2）擋土墻的材料的選用除了與受力有關(guān)外，主要應從經(jīng)濟因素考慮，如果在場地平整時，土石方工程中石方較大，可以就地取材，選用毛石或塊石擋土墻，以減少工程造價，如果地基土質(zhì)差，當?shù)厝鄙偈�，又或是重要工程，選用截面尺寸較小的鋼筋混凝土擋土墻則更為適合。
�。场跬翂Φ脑O計要點
1） 首先應充分掌握的資料有：（1）場地資料，如墻背填土的種類及排水需求，施工方法，冰凍深度等；（2）地質(zhì)資料，如地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造，地下水位情況及分布，根據(jù)勘察資料確定土壤重度r，內(nèi)摩擦角θ，地基承載力[R]等；（3）可供作擋土墻砌筑的材料的石料或其它材料的名稱、數(shù)量、運距等。
2）確定合理的剖面形式。以重力式擋土墻為例，按其墻背傾斜情況分仰斜，垂直和俯斜三種，如圖（3）、（4）、（5）示，邊坡如果是挖方以仰斜較合理，是填方則以墻背垂直或俯斜較合理。按主動土壓力大小，重力式擋土墻要優(yōu)先采用仰斜擋土墻，直立較次之，俯斜少用，對于高擋土墻，還可采用折線形墻背和減壓平臺作法，如圖（6）、（7）表示。
3）確定合適的墻頂荷載，如擋土墻作為路堤，則要考慮汽車活載的作用，活載的計算可按如下方法，一般可采用“汽一10”，“拖一60”或“汽一15”、“拖一60”車輛荷載等級（根據(jù)具體情況定），先算出10m間距的伸縮縫范圍內(nèi)可能設置的最大活載，再假定均勻分布在10m長剛性整體的每延長米上而求得超載值，一般情況擋土墻的超載按施工堆載或其他臨時堆載考慮，可取10~20KN/m2。
4）必要時，設計中應說明擋土墻的施工順序，在地形比較復雜的區(qū)域，各種地下管線難免頻繁穿越擋土墻，此時擋土墻的施工須在管線施工之后。
４ 施工中常見問題及其處理方法
我們承接的某“二所一隊”工程的三通一平設計中，擋土墻工程量巨大，該工程地處一小山頭，須推平，四周均須設擋土墻，經(jīng)低洼地帶與處界相通，因牽涉到占用農(nóng)田的問題，道路不能自然放坡，也須設擋土墻，該工程的問題及處理方法如下：
（1）當擋土墻墻基底落在填土地基上時，應使填土地耐力滿足設計要求，測試填土地耐力往往比較麻煩，對于不太高的擋土墻，可以通過限定填土的壓實系數(shù)來間接滿足地耐力的要求，在填土較深處，填土壓實系數(shù)可以分層次要求，上高下低，我們在這個工程擋土墻施工中，對填土地基作了如下處理，當擋土墻結(jié)構(gòu)高度≥3m時，按每20m長取基底以下1.0m深度范圍內(nèi)對填土壓實系數(shù)進行檢驗，要求該范圍內(nèi)填土壓實系數(shù)須達0.96（即f約為130kN/m2時，滿足設計要求），該深度以下填土壓實系數(shù)須達0.90（f約為100kN/m2）
�。�2）在路堤處，道路經(jīng)過-池塘邊，而池塘仍須最大限度的保留，因塘底長期被水浸泡，我們采用了打木樁加固處理，用φ150mm松木，就地取材，按間距1500×1500呈梅花形布置，打入深度為4~8m，實踐證明這種處理方法可大大提高地基承載力并減少地基沉降。
（3）相鄰二段擋土墻基底高差較大時（如在0.5m以上），應按高：長=1:2放階，階高0.5m。
�。�4）擋土墻的透水層設置對緩解墻背水壓力及穩(wěn)定土壤性質(zhì)十分重要，透水層宜采用碎石或粗礫石，施工中不得用淤泥，耕植土，膨脹性粘土等作填料，應保證緊貼墻背一層為碎石或粗礫石，厚度應≥30cm，并使透水層中礫石或粗礫石含量大于60%。
�。�5）擋土墻除做好墻頂和墻底的排水外，擋土墻的排水至關(guān)重要，應設置泄水孔，其間距不大于3m，外斜5%，孔眼尺寸不宜小于φ100mm，上下左右交錯成梅花狀布置，泄水孔后應作直徑不小于500mm的濾水堆襄。最下一排泄水孔的出口應高出地面或排水溝水面300mm，孔后底部應填大于200mm厚的粘土隔水層。
�。�6）重力式毛石擋土墻由于結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，造價低廉等被廣泛應用于擋土墻結(jié)構(gòu)中，但由于毛石砌體是一種抗拉性能較差的脆性材料，設計時對易產(chǎn)生拉應力的拐角處應作適當?shù)募庸烫幚�，根�?jù)工程的具體情況按如下兩種情況處理：①當墻段的高度較小時，一般按小于4m時可采用的加固方法，在拐角附近兩邊墻段斷面按承受靜止土壓力要求適當加大，且于拐角附近加設抗拉鋼筋網(wǎng)。② 當墻段的高度較大時，按一般大于或等于4m時采用的加固方法不經(jīng)濟，可采用設縫的方法，解除拐角處相互的約束作用，但拐角處仍需做適當加固處理，這種處理主要為增加抗滑移能力，減少拐角處墻段的相互位移。
綜上所述，由于城市化的快速發(fā)展，建筑空間擁劑和城市綠地的減少以及道路交通的迅速發(fā)展，擋土墻的設計在工程設計中遇到的機率日趨頻繁，搞好擋土墻的設計又關(guān)系到工程險情，危及安全，經(jīng)濟損失等方面的大問題，尤其在地形復雜的山區(qū)或丘陵地區(qū)，擋土墻工程復雜且占很大投資比重，搞好擋土墻的設計意義重大。
參考文獻：
［1］ 顧慰慈編．擋土墻土壓力計算手冊． 中國建材工業(yè)出版社．2005
［2］ 華南工學院編．地基及基礎．中國建筑工業(yè)出版社． 1981
［3］ 陳希哲編．土力學地基基礎．清華大學出版社．1982
作者單位：湖南省建筑設計院
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