挡土墙在大连市疏港路拓宽改造工程中的应用

2018-04-16

商品与质量 2018年39期

大连市市政设计研究院辽宁大连 116011

1 工程简介

大连市疏港路拓宽改造工程西起绿波桥，东至大连港，拓宽改造工程方案为向旧路南侧拓宽，占用部分铁路用地，将疏港路全线由双向4车道改造为双向8车道。工程主线全长约7.5km，其中道路长4.9km，桥梁长2.6km；匝道及辅助路长5.02km，其中道路长3.71km，桥梁长1.31km，项目总投资14亿元。桥梁两侧引堤采用挡土墙形式。

2 挡土墙形式

挡土墙的种类很多，按承重方式可分为：重力式挡士墙、轻型结构挡土墙，主要轻型结构挡土墙形式为悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙。

重力式挡土墙一般由浆砌块石、条石、素混凝土筑成，它是靠挡土墙本身所受到的重力保持稳定。特点是：结构简单，施工方便，施工工期短，能就地取材，墙身截面较大，对地基承载力要求较高，工程量大，沉降量大。

悬臂式挡土墙多用钢筋混凝土做成，它的稳定性主要靠墙踵悬臂以上的土所受重力维持，它的悬臂部分的拉应力由钢筋来承受。特点是：截面尺寸小，施工方便，对地基承载力要求不高，工作面较大。

扶壁式挡土墙为了增加悬臂的抗弯刚度，沿墙长纵向每隔一定距离设置一道护壁。通过扶壁的连接,立板和墙踵板能够形成一个受力的整体结构, 能大大提高挡土墙的刚度和整体性。特点是工程量小，对地基承载力要求不高，工艺较复杂[1]。

从经济和合理性角度考虑，在本项目中墙高小于等于5米的采用重力式挡土墙（浆砌片石），墙高大于5米且小于等于7米时采用悬臂式挡土墙（钢筋混凝土），墙高大于7米且小于等于8.5米时采用扶壁式挡土墙（钢筋混凝土）。为了保证城市桥梁的美观和各种挡土墙外观的统一，重力式挡土墙外露面采用花岗岩镶面与毛石嵌紧，悬臂式挡土墙与扶壁式挡土墙采用干挂法施工花岗岩外镶面。三种挡土墙的横断面见图1、图2、图3。

3 挡土墙设计

挡土墙的设计从根本上来讲是在墙背填土以及填土表面的超载所引起的土压力作用下的墙身滑动、倾覆及结构强度等问题，对地基而言则是地基承载力及沉降等问题，具体计算内容包括滑动稳定性验算、倾覆稳定性验算、地基应力及偏心距验算、墙趾板强度计算、墙踵板强度计算、墙面板强度计算、肋板截面强度验算、整体稳定验算、地基沉降等。挡土墙的设计方法是，首先根据挡土高度、工程地质情况等按经验或相关设计规定初步拟定截面尺寸，计算荷载（土压力、强身自重、填土压力、墙后超载），然后对结构进行截面强度及整体和局部稳定性等的验算，如果验算不能满足则修改设计尺寸，直至验算满足为止。土压力计算理论有很多种，但应用最为广泛的是朗肯土压力理论与库仑土压力理论。朗肯理论假定墙背光滑，墙背铅直，墙后填土表面水平。而库仑土压力理论是适用于各种情况(包括墙面摩擦角，墙面倾斜，填土表面倾斜等)，因此使用面比朗肯理论广。在挡土墙设计时常采用库伦主动土压力理论。具体计算公式参见相关规范和手册。

挡土墙除了满足承载力、稳定性、沉降计算要求外，还应满足一些构造要求。为了避免因地基不均匀沉陷而引起强身开裂，需根据地质条件的变异和墙高强身断面的变化情况设置沉降缝，为了防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝应设置伸缩缝，设计时一般将沉降缝与伸缩缝合并设置。为了疏干墙后土体和防止地下水下渗以及墙后积水形成静水压力应采取排水措施[2]。

在本项目中的具体措施有：墙身每隔10～15m分段,分段处设一道伸缩、沉降缝，缝宽为2～3厘米,从墙顶做到基底沿内、外、顶三侧周边设置油浸木板,板宽15cm；泄水孔采用∅7.5PVC管,水平间距2m，竖向间距1.5m，采用梅花形布置，底排泄水孔应高出地面50cm, 在泄水孔进水口处设置粘土防渗层及碎石反滤层，保证排水孔的通畅，泄水管进水口用土工布包裹防止泄水管堵塞。

除此之外，基础埋深和墙后填土也要满足相关规范的要求。