道路路基挡土墙防护设计与施工方法
2017-03-28游伏金
游伏金
（福建省宁德市建筑设计研究院，福建 宁德 352000）
道路路基挡土墙防护设计与施工方法
游伏金
（福建省宁德市建筑设计研究院，福建 宁德 352000）
以实际工程为例，首先对道路路基挡土墙防护设计的重要性进行分析，然后对路基挡土墙的设计原则和适用范围进行了分析，结合工程的具体情况对道路路基挡土墙防护设计措施进行探讨，最后介绍了道路路基挡土墙的施工方法。
挡土墙防护设计；开挖基坑；衡重式路肩；扶壁式路肩
1 工程概况
本工程位于福安市坂中乡涧里村，道路临近富春大道，沿规划中的涧里华兴小区而建，道路全长1398.886m，道路12m路幅，设双向两车道2×4.5m。本工程路堤坡面均采用挡土墙设计。
2 路基挡土墙防护设计的意义及设计原则
2.1 路基挡土墙防护设计意义
在公路路基施工过程中，路基挡土墙设计、施工是路基施工的重要本环节，对公路路基稳定性有比较大的影响，在进行路基挡土墙设计过程中，需要根据公路工程的建设要求和设计标准进行确定，使路基挡土墙防护设计可以顺利完成，保证公路交通健康、有序的运行。
2.2 路基挡土墙设计原则
由于路基挡土墙设计对道路有着比较大的保护作用，所以在对道路路基挡土墙进行设计时需要设计人员按照绿色环保的基本原则进行设计。总而言之，在进行路基挡土墙设计时，要按照“生态环保、恢复自然、保持水土”的基本原则进行设计。
3 道路路基挡土墙防护设计方法
3.1 衡重式路肩挡土墙设计
（1）挡墙墙体采用C20片石混凝土，片石混凝土片石掺量不大于20%，挡土墙顶部60cm厚C30混凝土不含片石，根据栏杆立柱埋置情况预留孔。
（2）毛石之间严禁直接堆砌，应分层均匀排列，使大面向下，小面向上，间距不小于100mm，距离模板或槽壁距离不小于150mm，然后用混凝土填充、振捣。
（3）掺用毛石应选用坚硬、未风化、无裂缝、干净的石料，强度等级不小于MU30。
（4）在浇捣混凝土之前应预埋设好透水管，并避免水泥浆液进入管内。
（5）挡土墙应分段砌筑，一般分段长度为10～15m(可根据现场开挖情况确定)，在挡土墙和地基性状高度变化的位置布置宽度2cm的沉降缝，并使用防水材料或沥青麻筋进行填充，填塞深度要控制在15cm以上。
（6）墙后填料（填石）的内摩擦角Φ≥35°应符合设计指标要求，在混凝土强度达到70%以上，方可填筑夯实，以确保墙体稳定。
（7）施工前应做好地面排水措施，保证地面及坡面干燥。施工完成后应及时做好坡顶及坡底排水体系，防止地水渗入。
（8）2.5～9m衡重式挡土墙基础土质至少为坡积砂质粘性土（承载力容许值=220kPa）；10～13m衡重式挡土墙基础土质至少为砂土状强风化岩（承载力容许值=420kPa）。如现场地质不符合上述规定应及时通知建设单位、设计单位、监理等各建设方进行协商变更。
（9）本工程地形较为复杂，对挡墙防护进行动态设计，根据挡墙施工进程，结合施工现场揭露土层实际情况及其它相关环境条件变化，对挡墙设计进行必要的动态调整、补充和完善设计。
3.2 扶壁式路肩挡土墙设计
（1）挡土墙及承台均采用C35钢筋混凝土。
（2）本挡土墙分段施工，段间设置沉降缝，沉降缝宽2cm。接缝均须整齐垂直、上下贯通，缝内填塞沥青麻絮。
（3）墙后填料（填石）的内摩擦角Φ≥35°应符合设计指标要求，在圬工强度达到70%以上，方可填筑夯实，以确保墙体稳定。
（4）挡土墙在墙身适当高度，设置泄水孔，泄水孔采用直径为6cm的PVC管。管口应伸出墙背10～20cm，管口周围50cm范围内设置碎砾石反滤层。最下一排泄水孔应高出地面30cm，墙背基坑开挖宽度范围必须设置防渗土工布，防渗土工布与墙背相交折角处，应用砂浆抹平并涂热沥青一道。
（5）本工程地形较为复杂，对挡墙防护进行动态设计，根据挡墙施工进程，结合施工现场揭露土层实际情况及其它相关环境条件变化，对挡墙设计进行必要的动态调整、补充和完善设计[1]。
4 挡土墙防护施工
4.1 衡重式路肩挡土墙施工措施
（1）开挖基坑
在开挖基坑时采用人工和机械配合的方法进行开挖施工，开挖前先由测量人员使用全站仪将边线和中线、起点和终点放出，设定桩标，并经开挖深度和高程标注出来。开挖过程中先使用挖掘机开挖导设计标高以上30cm，然后采用人工开挖的方法进行施工，为了避免出现超挖的情况，要随时对基底的宽度和高度进行检查，保证其达到设计要求。在基底设置集水井和排水沟，避免基底被水浸泡。
（2）处理基地
将基底处理到设计标高后，立即夯实基底，保证基底密度达到90%。为了进一步提升基底的摩擦力，可以使用碎石垫层铺设在底部，铺设厚度为20cm，然后利用打夯机夯到地基土中，对顶面高程进行精确测量后进行C10混凝土垫层的浇筑。
（3）安装模板
挡土墙使用钢模板，对钢模板表面进行除锈和抛光后涂擦脱模剂，在钢模板外部使用方木作为外衬，并利用钢管对四周的墙壁进行支撑，内部增设拉杆进行加固。使用厚度为1.2cm的竹胶板作为墙身模板，并使用方木横向布置作为加劲肋。尤其墙体高度比较大，本工程设计使用吊车辅助安装[2]。侧模使用直径16cm的螺栓进行定位，螺栓按照80cm的间隔距离进行布置，使用内径为20cm的PVC管进行螺栓穿孔。模板拼装好以后，将螺栓旋紧，为了避免漏浆，拼缝处使用海绵条进行粘贴。
（4）浇筑混凝土
挡土墙基础要一次性浇筑完成，墙身分成三次进行浇筑作业，见图1。在每次进行浇筑之前要先凿毛底层混凝土；进行基础浇筑施工时，可以设置滑槽入模；按照从低到高的顺序进行分层，每层浇筑厚度保持在30cm，并做好振捣工作，不能出现过振或漏振的情况，振捣过程中表面不能出现泛浆的情况，当混凝土不再冒气泡，并且不再沉降后终止振捣[3]。另外，对于高度比大的挡土墙还要做好泌水的排放工作，以免出现松顶的情况。
图1 墙身混凝土浇筑（单位：cm）
4.2 扶壁式挡墙施工要点
（1）开挖基槽
采用机械和人工相配合的方法开挖基槽，开挖进度要和基础施工进度协调，以免长时间暴露。开挖过程中测量组要随时对基槽高程进行控制，确保不会出现超挖情况。
（2）地基处理
经各参建方验槽合格后，对基底进行处理，用小型压路机和冲击夯协调配合碾压夯填密实。
（3）浇筑混凝土垫层
在开挖好的凸榫槽和基底浇筑20cm厚C15混凝土垫层。
（4）钢筋绑扎
钢筋绑扎按由下往上的顺序进行，先骨架，后细部；扶壁与墙身竖筋在基础中预置插筋；钢筋接头要错开，同一截面钢筋接头不应超过50%。钢筋品种、级别、规格和数量必须符合设计要求；钢筋绑扎和焊接牢固，位置准确。
（5）模板安装
墙身和扶壁模板采用钢模板，模板板面必须平整，接缝嵌入玻璃胶，防止漏浆，保证结构物的外露面美观，线条流畅。
应在混凝土强度保证其表面及棱角不因拆模而受损后方可拆除，通常情况下墙体在混凝土浇筑完毕24h后或混凝土强度不小于1.2MPa以上，可拆除侧模板。为保证墙体整体美观，便于模板拆卸，模板内侧要涂刷隔离剂。
（6）混凝土浇注
混凝土浇筑分底板和上部结构，其中上部结构分成三次浇筑，浇注时采用隔段浇注的方法。底板混凝土浇注采用溜槽入模，墙面板及扶壁混凝土采用混凝土泵车直接泵送入模。浇筑采用水平分层，插入式振捣器振捣，分层厚度不超过30㎝。
混凝土浇注施工过程中，要随时注意模板支撑对拉的受力情况，检查各支撑的变化，发现异常，及时处理，保证成型构件的尺寸。混凝土浇注过程中要按规范要求留置混凝土试件。
底板混凝土要一次完成，墙面板及扶壁在高度方向不宜间断，若必须间断，第二次浇灌时，必须认真处理施工缝，保证新混凝土与已凝固混凝土牢固黏结。
5 挡土墙监测
为了保证挡土墙的稳定，了解挡土墙的变形趋势，需要做好挡土墙支护结构的监测工作：
（1）水平位移（测斜）：为了监测挡土墙使用过程中的水平变形情况，并评价挡墙变形对周边建(构)筑物的影响情况和趋势。需要在挡墙墙顶部按照30m的间隔距离埋设斜测管，测斜管要埋至中风化岩层2m。
（2）监测垂直位移：在挡墙坡顶顺着边坡走向布置沉降观测点，每个沉降观测点之间间隔15～20m，坡底可沿道路等每15～20m埋设1点。
（3）监测支护结构变形情况：每间隔15～20m布置一处监测点对支护结构的变形情况进行监测。水平位置分布在支护结构的中部和顶部布置监测点。
（4）地表裂缝监测。对于挡墙坡顶大于1.5倍边坡高度范围内的地表裂缝情况进行定时观测。
（5）监测频率。在施工之前要对初始位移值连续监测两次，施工过程中每两周进行一次监测，完成施工后每1～2个月监测一次。当遇到异常情况或暴雨天气时，要增加监测次数。
（6）应急处理措施。在支护结构或边坡出现异常情况或者变形过大时（如水平位移值大于边坡高度 1/300，水平位移连续位移速度均超过了2mm/d，支护结构出现位移突变、开裂等）要立即采取增设锚索、坡顶刷方卸压等应急处理措施。
6 结 语
综上所述，在公路工程施工建设中应用路基挡土墙可以有效降低高填挖道路、多河堤道路等工程事故率，所以，在进行道路路基挡墙施工时要坚持绿色环保的基本原则，控制好挡土墙施工的各个工序，混凝土拆模后要保证颜色一致、表面平整光滑，保证混凝土挡墙施工质量可以达到要求。
[1]范永丰.公路挡土墙的设计方法及优化研究[D].湖南长沙：湖南大学,2003.
[2]陈乐军.弱膨胀土路基设计方法与施工技术研究[D].陕西西安：西安建筑科技大学,2009.
[3]王若俊.市政道路工程中路基挡土墙的设计[J].交通世界(运输.车辆),2013(8)：196-197.
U417.1+1
：B
：1009-7716（2017）02-0039-03
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.02.012
2016-11-22
游伏金（1981-），男，福建福安人，工程师，从事市政道路桥梁设计工作。
