罗铮

（闽西职业技术学院土木建筑工程系，福建龙岩364000）



公路路肩墙损坏原因及防治方法

罗铮

（闽西职业技术学院土木建筑工程系，福建龙岩364000）

摘要：针对目前许多普通公路挡土墙在公路营运时墙顶被汽车压坏、墙体倒塌甚至造成车毁人亡事故的现象，从施工、设计、养护方面深入分析造成公路浆砌片石挡土墙墙体倒塌、墙顶压碎的主要原因，从设计上指出2～3车道的路肩墙墙传统设计的不足，提出在挡土墙墙顶增设混凝土墙帽的改进措施，并对该措施方案进行计算和公路建设实例论证该措施的必要性和有效性，以及在施工过程及营运养护时相应的防治措施。以保证公路建设的经济和保障公路营运中行车的安全、舒适、畅通，最大限度发挥公路的使用功能。

关键词：路肩墙；损坏；原因；防治

在许多公路路段上发生挡土墙墙体倒塌、或墙顶被汽车压坏，造成路面和路基的破坏，甚至发生车毁人亡的事故，给国家和人民带来损失。在此，对造成公路挡土墙损坏原因从设计、施工、养护方面进行分析，并提出相应的防治措施。

1　原因分析

1.1施工原因

1.1.1砂浆方面

砂子含泥量大，或有机物含量大，砂浆标号达不到设计要求，或砌筑砂浆不饱满，造成墙体截面抗剪、抗压等物理力学指标降低。

1.1.2石料方面

选用石料强度达不到设计要求，或石料尺寸偏小，使墙体截面抗剪、抗压等物理力学指标降低。

1.1.3施工工艺方面

石料之间无错缝砌筑。墙后回填土没待砂浆强度达70%以上就回填，或夯填墙背填土时墙体受较大的冲击，造成墙体截面抗剪、抗压等物理力学指标降低。

1.1.4地基方面

地基强度达不到设计要求，使地基产生不均匀沉降，致使挡土墙倒塌。

1.1.5墙体排水措施方面

墙背填料为粘土时，未设有效的排水措施，造成墙背受静水压力或冻胀压力，使墙体被损坏。

1.1.6墙身构造方面

在挡墙高度变化和地基性质有不同的位置未设置沉降缝，致使地基不均匀沉降引起墙身开裂。

1.2设计原因

1.2.1设计参数选用不合理

由于选用的设计参数偏小，造成所设计的挡土墙断面偏小或基础面积过小，在荷载作用下对墙体造成直接破坏。

1.2.2基础布置不合理

基础埋置在滑动面上，造成墙体随滑动土体滑动破坏。

1.2.3没有足够的襟边宽度

当墙趾前横坡较陡时，没有保证足够的襟边宽度，而造成地基土剪切破坏使墙体倒塌。

1.2.4无局部特殊受力验算

设计时只对挡土墙进行一般的抗倾覆、抗滑移及截面抗剪、基底偏心距、基底压应力等常规挡土墙设计，而无考虑一些可能发生的特殊受力要求，如当汽车车轮直接作用在墙顶时所产生的局部受压破坏。

举例如下：G319线193K+300～193K+400处公路的路肩墙设计如图1。

在设计时设计人员只对其进行一般性墙体抗倾覆、抗滑移及截面抗剪、基底偏心距、基底压应力等方面的常规验算。在公路投入使用后观察该路段经常有车辆会直接碾压到墙顶，并造成该路段墙顶被汽车压碎。现我们对其进行车轮直接作用在墙顶时的局部抗压受力验算（以BZZ-100作为计算荷载）。

根据设计图1已知：M5砂浆砌片石路肩墙顶容许抗压强度[δ0]=0.7Mpa，查规范可得设计车辆参数：轮压q=0.7Mpa，BZZ100后轴重为101.6KN[1]，那么单后轮重P=101.6/4=25.4KN，由此可得车轮的接触墙顶的接触圆面积半径：

这样可求得静止车轮对墙顶产生的压强：

图1　路肩墙设计图

以上计算可知：当设计荷载静止时，再考虑汽车冲击系数µ=0.05[2]车轮所产生的压强q=(1+µ)q车静=1.05×0.706=0.74Mpa＞[δ0]=0.7Mpa，不符合规范要求。

1.3养护管理方面原因

公路养护部门在遭遇极端恶劣天气、重型车辆碾压或地震等因素造成挡土墙或基础下沉后，没有及时修补。泄水孔堵塞未及时疏通，造成墙后积水，产生静水或冻胀压力，致使墙体破坏。

2　防治措施

2.1施工方面

严把施工质量关，严格按设计图纸及有关施工规范进行施工和监理。这是公路挡土墙质量保证的关键环节。

2.1.1砂浆方面

选用砂子的含泥量应符合规范要求。所采用水泥、砂等材料应按规定做配合比试验，并按规定进行砂浆试块取样。严禁先垒石料后灌浆的做法，应采用坐浆砌筑。

2.1.2石料方面

石料应选用质地均匀，无风化的。在一般地区石料的抗压强度不低于25Mpa，在地震及严寒地区应不低于30Mpa。石块应大致方整，其厚度不小于15cm，宽度和长度应为厚度的1.5～2倍和1.5～3倍较合适。片石应具有两个大致平行的面，其中一条边不小于30cm，体积不少于0.01m3。用大卵石砌筑时，应凿开并凿毛。

2.1.3施工工艺方面

石块应错缝砌筑，路肩墙顶部、后部和墙外层，宜选用较整齐的大石块砌筑。墙后回填土应待砂浆强度达70%以上时，方可逐层回填碾压、夯实。夯实时勿使墙身受到冲击过大。墙后地面横坡陡于1:3时应作基底处理，挖成台阶再回填。

2.1.4地基方面

施工前应作好地面排水，浸水挡土墙宜在枯水季节施工，并按设计要求进行基坑开挖。在松软地基或坡积层地段。基坑不宜全段开挖，以免在挡墙完工以前发生土体坍塌，宜采用跳槽开挖的方法。基坑开挖后，若发现地基与设计要求有出入，应进行设计调整，若发现岩基裂缝，应以水泥砂浆或小石子混凝土灌注至饱满，若基底岩层有外露的软弱层，宜于墙趾前对此作封面保护，以防地基继续风化剥落而使墙身外倾。墙址部分的基坑，在基础施工完后应及时回填夯实，并做成外倾斜坡，以免积水下渗影响地基强度。

2.1.5墙体排水设施方面

墙身应设置排水设施，以疏干墙后的积水，防止墙后积水产生静水压力，减小季节性冻胀地区填料的冻胀力。浆砌挡土墙身应在地面以上设泄水孔。泄水孔尺寸可为5×10,10×10,15×20cm方孔或直径为5～10cm的圆孔［3］，视水量大小而定。泄水孔间距为2～3m。干旱地区可予增大，多雨地区则可减少。上下排泄水孔宜错开布置，下排泄水孔的出水口应高出地面，若为浸水挡土墙，则应高出常水位0.3m以上。下排泄水孔进水口的底部，应铺设30cm的粘土层并夯实，以防水分渗入基础。进水口周围还应用具有反滤作用的粗粒材料覆盖，以免孔道淤塞，有冻胀可能时，最好用炉渣覆盖。当墙后填料为粘土时，水分不易渗入泄水孔排走，因此在渗水量大或有冻胀可能时，宜在填料与墙背之间用渗水材料（砂砾或碎石）填筑厚度大于30cm的连续排水层，以疏干墙后填料，防止墙背受静水压力或冻胀压力。在渗水大时，可在排水层底部加设纵向渗沟，配合排水层把水排到墙外。排水层的顶部和底部应用0.3～0.5m厚的胶泥（或其他不透水材料）封闭，防止水下渗。

2.1.6沉降缝与伸缩缝的设置方面

沉降缝与伸缩缝一般设在一起，一般情况每隔10～15m设一道，或根据墙高和地基性质的情况而设置，自墙顶做到基底。缝内可用胶泥填塞。在渗水量大，填料易于流失或冻胀严重地区，宜用沥青麻絮或用沥青涂木板等具有弹性的材料，沿墙的内、外、顶三侧填塞，填塞深度约15cm，这样就可避免因地基不均匀沉陷、圬工砌体收缩和温度变化产生应力使墙体开裂。

2.2设计方面

充分调查，选用合理的设计参数，保证墙体断面和基础设计经济合理。这是安全使用的前提。

2.2.1详细调查墙址处及周围的水文地质情况，合理确定基础的类型和埋置深度。如地基存在滑动面，则基础应埋在滑动面以下或采用其他抗滑动措施。

2.2.2当墙趾前的地面横坡较大时，其襟边应按规范要求保持一定的宽度。如在轻风化的硬质岩石上应保证有0.2～0.6m，如在风化岩石或软质岩石上应保证有0.4～1.0m的襟边宽度，如在坚实的粗粒土上应保证有1.0～1.2m的襟边宽度。

2.2.3设计时除了对挡土墙进行常规的抗倾覆、抗滑移、截面应力及基底应力和偏心距验算外，还应根据可能受力的实际情况进行验算和特别设计。如浸水路肩墙应考虑水对墙背、填料及墙体产生的影响。再如2～3车道的路肩墙墙顶易遭车轮的直接碾压，可在墙顶采用粗料石或混凝土做成顶帽如图2所示，以提高墙体的局部抗压能力。

图2　设墙帽路肩墙设计图

我区319国道公路干线上约三十几公里长的路段，路肩墙设计中采用了在路肩墙顶设置砼墙帽的方法，经过五年的行车检验未发现有严重的损坏，且路容美观（见图3），节省了公路营运费用。

图3　设砼墙帽路肩墙公路

2.3养护方面

加强公路养护工作，提高公路养护技术和服务质量，加大路政管理力度。这是延长公路挡土墙使用年限的重要环节。对于超重型车辆通过的路段，采取适当的加固保护措施。公路挡土墙的日常养护除经常检查其外观是否损坏外，每年应在春秋两季各进行一次定期检查，冰冻地区尤应注意，主要检查挡墙在冰冻融化后墙体及基础的变化情况，以及冰冻前所采取的防护措施的效果。另外在气候反常、地震或重型车辆通过等特殊情况后进行及时检查。发现情况，应查明原因，并观察其发展情况，及时采取相应的修理加固措施。对检查和修理加固情况，应做好记录，设立技术档案备查。以下举几种处理方法：

1.挡土墙发生裂缝、断裂如已停止发展，可将缝隙凿毛，清除碎渣和杂物，后用水泥砂浆填塞。

2.挡土墙发生倾斜、鼓肚、滑动或下沉时可选用套墙加固［4］如图4。

图4　套墙设计图

3.泄水孔应保持通畅，及时疏通，如无法疏通，应另行选择适当的位置增设泄水孔。

4.挡墙表面出现风化剥落时，应将风化层凿除，再喷涂水泥砂浆保护。当风化剥落严重时，应将风化严重部分拆除重砌。

5.浸水挡土墙受洪水冲刷，基础被掏空但未危机墙体时，可采用抛石加固或用块（片）石将掏空部分塞实并灌浆。

实践证明，公路挡土墙的建设在设计时除了对其进行常规的墙体抗倾覆、抗滑移及截面抗剪、基底偏心距、基底压应力等方面的验算外，还必须对其可能出现的局部受力进行验算和特别设计，精心施工、定期养护、全面管理才能保证公路挡土墙的正常使用。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通部.公路设计规范汇编[S].北京:人民交通出版社,1993.

[2]中交公路规划设计院.公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004[S].北京:人民交通出版社,2004.

[3]中交第二公路勘察研究所.公路路基设计规范JTG D30-2004[S].北京:人民交通出版社,2005.

[4]交通部第二公路勘察设计院.公路设计手册－路基(第二版)[M].北京:人民交通出版社,1996.

The causes and prevention methods of highway shoulder wall damage

LUO Zheng

(Department of civil engineering and construction engineering,Minxi vocationl and technical college Longyan,Fujian,364000,China)

Abstract:In view of the present many ordinary highway shoulder retaining wall in highway operating the wall by a car when a crush, wall collapse and even elderly accident phenomenon, in-depth analysis from the aspects of construction, design and maintenance caused by road slurry build by laying bricks or stones expressed his shoulder wall collapsed, the wall of the main causes of roof crush, points out the shortage of traditional retaining wall design from the design, at the top of the retaining wall is put forward to establish the improvement measures of concrete wall cap and a calculation is made on the scheme and highway construction examples demonstrate the necessity and effectiveness, as well as in the construction process and operation maintenance of the corresponding prevention measures.To ensure the economy and security of highway construction of highway operating in traffic safety, comfortable, smooth, maximum road use function into full play.

Key words:shoulder wall; damage; the reason; the prevention and treatment of

中图分类号：U416.216

文献标识码：A

文章编号:1673-1417（2016）01-0019-05

doi:10.13908/j.cnki.issn1673-1417.2016.01.0004

收稿日期：2016－01－12

作者简介：罗铮（1968—），男，福建泉州人，硕士，高级工程师，主要从事路桥工程设计、施工、造价研究工作。