高速公路边坡支护挡土墙设计

罗东生 广东省建筑设计研究院，广东 广州 510010

在高速公路建设的过程中，挡土墙作为路基、填土、防止路基变形的一种公路基础构造物，对提升高速公路路基的稳定性，保证高速公路的使用寿命有着重要的意义。加大对高速公路边坡支护挡土墙的设计研究，有着重要的理论与现实意义。本文结合高速公路边坡支护挡土墙施工实践，就边坡支护挡土墙的类型与设计展开了分析。通过研究高速公路边坡支护挡土墙的设计方法，丰富高速公路施工研究。

1 高速公路边坡支护挡土墙的应用范围

高速公路路基作为提升公路稳定性的设施，在下面的情况出现时可以通过修建挡土墙来提升路基的稳定性，这些情况包括:坡度较陡的地段、存在岩石风化的边坡区域、为了减少挖方、降低公路边坡高度的地段、易出现地质滑坡等灾害的地段、需要高填方的区域、沿江、沿河路基地段、为降低拆迁数量地段等等。在进行高速公路挡土墙的设计方案制作时，要加大与其他方案的技术、经济比较。例如:在使用路堤挡土墙的时候，经常将其与填方做比较。在使用山坡挡土墙的时候，经常与隧道等方案做比较，以更好的提升施工技术与经济投入的合理性。

2 高速公路挡土墙的类型及适用条件

挡土墙作为支承高速公路路基填土或者山坡土体，对于提升高速公路路基的稳定性、降低路基的变形有着重要的意义。高速公路边坡支护挡土墙的类型有多种，在划分的时候大部分是以挡土墙的结构方式来分类的。最为常见的挡土墙形式有以下几种:重力式挡土墙、衡重式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、加筋土式挡土墙、锚杆式挡土墙、锚定板式挡土墙等。不同类型的挡土墙其适用范围会因墙址地型、施工环境、建筑材料、地质状况等因素的影响。

2.1 重力式挡土墙

高速公路边坡支护的重力式挡土墙，一般是通过块石、混凝土等材料进行砌筑的。重力式挡土墙借助挡土墙自身的重量来保证墙体的稳定性。所以，重力性挡土墙的截面一般比较大，这种挡土墙适合在小型工程中使用，重力挡土墙一般小于八米。其优点是结构简单，便于施工，在高速公路边坡支护施工中有着非常广泛的应用。

2.2 悬臂式挡土墙

在高速公路施工的过程中，当地基的土质比较差，或者缺乏石料的时候，一般使用悬臂式挡土墙，通过把挡土墙设计成L 型，使用钢筋混凝土做建造的材料。悬臂式挡土墙的稳定性主要是借助墙踵悬臂上面的土重量予以维持的。在施工的时候悬臂式挡土墙内部放置钢筋，以更好的承受拉应力，所以挡土墙的墙身截面要小。

2.3 扶壁式挡土墙

扶壁式挡土墙在高速公路边坡支护中有着重要的应用，扶壁式挡土墙是由墙面板、墙趾板、墙踵板、扶肋等结构组成的。基岩这悬臂式挡土墙的墙长方向，间隔一定的距离增设扶肋，将墙面板与墙踵板连接到一起。附壁石挡土墙经常用于史料缺乏、地基承载力比较差的施工建设段。如果墙高较高的时候，扶壁式挡土墙的经济性更强。

2.4 锚定板及锚杆式挡土墙

锚定板挡土墙作为挡土墙的一种类型，是由墙面、锚定板、混凝土立柱等构件拼装成的。锚定板挡土墙通过填土、挡土墙结构两者的作用力来保证挡土墙自身的稳定性。锚定板挡土墙与重力式挡土墙比较，其结构更轻、柔性大、施工量少、工程造价低、便于施工等优势。锚定板挡土墙适合在地基承载力差的区域。在设计的过程中，为了更好的提升锚定板挡土墙的结构内力效果，一定要确保锚定板结构附近的系统稳定与土的摩擦阻力大于自重、荷载的压力之和。

2.5 加筋土挡土墙

加筋土挡土墙的组成包括三个部分，分别是挡土墙面板、挡土墙的拉筋、填土等三个部分构成的。此种挡土墙是通过拉筋与填土两者之间的摩擦，将土的侧压力传递给拉筋，达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙作为一种柔性的结构，能够承受较大程度的变形，作为一种重力式的路基结构，能够有效的承载荷载带来的冲击。而且，加筋土挡土墙的施工简单、所需的占地面积小，适应能力强等优点，经常用于石料缺乏的施工区域。

3 高速公路边坡支护挡土墙的设计

3.1 挡土墙设计参数的选取

在高速公路边坡支护挡土墙设计的时候，由于进行主动土压力的库伦理论计算适用范围较小，尤其是粘性土的压力计算的时候，往往会存在较大的误差。因此，在进行粘性土填料的挡土墙计算的时候，所设计的参数，例如填料的内摩擦角等所用的取值要相对保守一些。因为库伦理论作为一种常用的简化土压力的计算方法。对于砂性土填料的挡土墙，其设计的参数需要按照实际的情况来进行取值。而安全系数的选取上，对于墙高大于六米的挡土墙，在实际设计的过程中，可以将安全系数提升百分之二十，以更好的提升挡土墙的安全性能。

3.2 挡土墙墙面坡的选取

高速公路边坡支护挡土墙的设计为了提升挡土墙的美观与施工的便捷性，往往使用一个墙面坡设计的方法。而针对山区高速公路的挡土墙，通过借助较陡的墙面坡，可以有效的降低挡土墙的高度，实现施工材料的节省。大多数情况下，在进行重力式挡土墙、衡重式挡土墙设计的时候，一般墙面坡的设计比例为1:0.05，而进行仰斜式挡土墙设计的时候，其墙面坡的比例为1:0.25，以此来提升挡土墙设计的科学性。

3.3 挡土墙墙背坡的选取

在进行仰斜式挡土墙鞋设计的时候，墙背坡的设计比例一般在1:0.3，实际的设计过程中，需要根据开挖的临时边坡来进行选取。在挡土墙高度增加的情况下，挡土墙墙顶的宽度也需要相应的加大。针对衡重式路肩挡土墙来讲，在挡土墙的高度小于等于八米的时候，上墙背坡的比例为1:0.25，在挡土墙的高度大于八米小于十米的时候，上墙背坡的比例为1:0.3.

3.4 挡土墙设计控制的重点

挡土墙的设计过程中，由于挡土墙承受来自土的压力比较大。因此，在设计的过程中，要加大对挡土墙稳定性与抗倾覆能力的计算。例如:衡重式挡土墙设计时，往往较为容易满足挡土墙稳定性的要求。挡土墙的墙身断面的强度作为设计的主要控制指标之一，为了更好的提升墙身的强度，需要选用高强度的石料等进行砌筑。

4 结语

综上所述，高速公路挡土墙作为公路路基防护工程的主要内容之一，在高速公路的山区路段，挡土墙有着广泛的应用空间。为了更好的提升高速公路边坡支护挡土墙的设计与建设效果，需要在实地勘察、策略的基础上，根据工程的需要确定挡土墙构造物的形式与大小。通过使用有效的挡土墙设计方法，做好挡土墙地基稳定性、挡土墙截面强度的计算。在此基础上，通过有效的施工管理，来提升高速公路挡土墙的质量。

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