易义东　刘丽春

摘要：衡重式挡土墙在土木工程中得到了广泛使用，多用作陡坡路基的路肩墙。本文介绍了衡重式挡土墙的结构形式及衡重式挡土墙的布置和挡土墙材料选择，并对衡重式挡土墙设计中的问题进行了探讨。

关键词：衡重式挡土墙；路肩墙；结构形式

1 衡重式挡土墙的特点

衡重式挡土墙有如下较其他形式挡土墙优越的特点：利用衡重台上填土重量和墙身自重共同作用维持其稳定；使地基应力分布均匀；在材料用量上比重力式或半重力式少；基础开挖和回填方量大大减少；衡重台上的较大的容纳空间使上墙墙背增加缓冲墙后，可作为拦截崩坠石用。

2 衡重式挡土墙的结构形式

衡重式挡土墙的优点在于利用衡重台上部填土的土压力作用和全墙重心的后移来增加墙身的稳定，减小断面尺寸；它的墙面陡直，下墙墙背仰斜，可大大降低墙高，减少基础的开挖量。适用于山区、地面横坡陡的路肩墙，也可用于路堑墙或路堤墙。一般在如设置重力式挡土墙墙高超过 8-10m时，就可以考虑采用衡重式挡土墙。

衡重式挡土墙的几种常用的结构形式，有卸荷板式衡重式挡土墙。卸荷板又称减压板，它的作用是增加挡土墙的抗滑移稳定性，它的位置根据计算来确定；桩墙结构的形式，在挡土墙基础不能满足要求或墙身要求太高时，可以采用此结构形式。衡重式挡土墙的断面尺寸一般为：上墙与下墙的比例为4:6，衡重台宽度为墙高的0.25-0.35倍，墙顶取0.3-0.6m，胸坡坡度采用1:0.05，上墙俯斜坡度1:0.25-1:0.45，下墙仰斜坡度为 1:0.25-1:0.30。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，横向坡度愈大影响愈大。因此地面横坡较陡时，墙面坡度一般为1:0.25-1:0.20，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。在设计挡土墙时，断面形式不宜变化过多，以免造成施工困难，并且应当注意不影响挡土墙的外观。

3 衡重式挡土墙的布置与材料选择

3.1 衡重式挡土墙的布置

挡土墙的布置包括挡土墙位置的选定、挡土墙的纵向布置、横向布置与平面布置，通常在路基断面图和墙址纵断面上进行。

3.1.1 挡土墙位置的选定

路堑挡土墙大多设在边沟旁。山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处，墙的高度应保证设墙后墙顶以上的边坡稳定。

路肩挡土墙因可充分收缩坡脚，大量减少填方和占地，当路肩墙和路堤墙的墙高和截面场土数量相近、基础情况相似时，应优先选用路肩墙，按路基宽布置挡土墙位置。若路堤墙的高度或场土数量比路肩墙显著降低大，而且基础可靠时，宜选用路堤墙。必要时应做技术经济比较以确定墙的位置。

3.1.2 纵向布置

纵向布置在墙址纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图，布置内容有:

确定挡土墙的起砌点和墙长，选抒挡土墙与路基或砌体结构物的衔接方式。路肩挡土墙端部可以嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接;与桥台连接时，为了防止墙后回填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙溜出，需在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。路堑挡土墙在隧道洞日应结合隧道洞门、翼墙的设置情况平顺衔接；与路堑边坡衔接时，一般将墙高逐渐降低至2m以下，使边坡坡脚不致仲入边沟内，有时也可用横向端墙连接。

按地基、地形及墙身断面变化情况进行分段，确定仲缩缝和沉降缝位置。

布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可纵向做成台阶。台阶尺寸应随纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于1:2。

3.1.3 横向布置

横向布置选择在墙高最大处、墙身断面或基础形式有变异处以及其它必须桩号的横断面图上进行。根据墙型、墙高、地基及填土的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙设计或套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙横断面图。

3.1.4 平面布置

对于个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河挡土墙和曲线挡土墙，除纵横向布置外，还应进行平面布置，绘制平面图，标明挡土墙与路线的平面位置及附近地貌和地物等情况，特别是与挡墙有干扰的建筑物的情况。沿河挡土墙还应绘出河道及水流方向、其他防护与加固土程等。

3.2 挡土墙材料选择

挡土墙的修建应遵循就地取材的原则，在有石料的地区，应尽可能的采用水泥砂浆砌片石砌筑。水泥砂浆标号，一般地区及寒冷地区采用M7.5；浸水地区及严寒地区采用M10.0号。片石的极限抗压强度均不得低于30MPa。对于浸水和潮湿地区的石砌主体土程，石料的软化系数应不低于0.8。在严寒地区尚应满足抗冻试验的要求。

在缺乏石料的地区一般采用C15号混凝土或片石混凝土；严寒地区采用C20号混凝土或片石混凝土。轻型挡土墙采用C20号钢筋混凝土。

墙后填料的选择是保证挡土墙正常使用和经济合理的一项重要工作。填料的内摩擦角越大，主动土压力就愈小；而填料的容重愈大，主动土压力就愈大。因此，应选择内摩擦角大、容重小的填料，优先采用砂类土、碎(砾)石土填筑。

这些填料透水性好、抗剪强度大且稳定、易排水，能显著减少主动土压力。

一般不宜采用粘性土，因为粘性土的压实性和透水性较差，又常具有吸水膨胀和冰胀的特性，产生侧向膨胀压力，从而影响挡土墙的稳定。当不得已采用粘性土做墙后填料时，应适当掺入碎石、砾石和粗砂等渗透性较好的材料。严禁使用淤泥、硅藻土等作为填料。填料中也不应含有机物、冰块、草皮、树根等杂物及生活垃圾。在季节性冰冻地区，不能使用冻胀材料。对于重要的，高度较大的挡土墙，不应用粘土做填料。

4 衡重式挡土墙设计中的问题

4.1 土压力计算中等效内摩擦角的问题

在土压力的计算中，一般只考虑主动土压力。设计计算时一般使用库仑主动土压力公式计算，但是库仑理论假定墙后填土为砂性土(即c=0)，当墙后填土为粘性土时候，一般采用等效内摩擦角?渍，通常取?渍0＝35°。等效内摩擦角的确定可以采用三种不同的等效条件进行折算：抗剪强度相等的条件；朗肯总土压力相等的条件；朗肯土压力对趾部力矩相等。这三种方法的计算结果都表明 随挡土墙高度的增大而减小，如不考虑这种减少的影响，对高挡土墙的设计是偏不安全的。使用等效内摩擦角的方法对填土高度6-8m时较为合适，用此角度计算高墙或低墙土压力时则产生低墙偏大，高墙偏小的缺陷，依据它所设计出的挡土墙截面则低墙保守，高墙危险。

通过分析三种等效内摩擦角算法，从中选择一种较为合理而又简便的等效内摩擦角的折算方法，便于直接采用库仑理论及其计算公式设计高挡土墙，即先按朗肯总土压力相等的条件折算等效内摩擦角，再用库仑理论及其计算公式计算土压力。

4.2 软土地基中衡重式挡土墙的结构

地基承载力验算是挡土墙设计中的必须内容。在软土地基中修筑衡重式挡土墙时，其结构形式与地基承载力有着直接的关系。通过改变挡土墙结构(适当加宽挡土墙底宽)，同时采用适当的方法对地基进行加固处理，就可以使地基满足衡重式挡土墙修筑的要求。

参考文献

[1]易芳，衡重式挡土墙优化设计方法及其实现分析，中国高新技术企业，2008.

[2]吴华勋，重力式挡土墙设计浅析，山西建筑，2006.