挡土墙设计概述

(内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特 010020)
摘 要：文章介绍了挡土墙设计时的主要内容，包括选型 、验算、施工等。
关键词：挡土墙；设计；施工
中图分类号：TU476^+_.4  文献标识码：A  文章编 号：1007—6921(2009)03—0278—01

在建筑工程中，遇到在土坡上、下修筑建筑物时，为了防止土坡发生滑坡和坍塌，需要用各 种类型的挡土结构物加以支挡。挡土墙便是岩土工程中经常遇到的挡土构筑物之一。
1 挡土墙形式的选择

选型原则：①挡土墙的用途、高度与重要性；②建筑场地的地形与地质条件；③尽量就地取 材，因地制宜；④安全而经济。
1.1 重力式挡土墙

①特点：体积大，靠墙自重保持稳定性。②适用：小型工程，挡土墙高度H<5。③材料：就 地取材，砖、石、素混凝土。④优点：结构简单，施工方便，应用较广。⑤缺点：工程量大 ，沉降大。
1.2 悬臂式挡土墙

①特点：体积小，利用墙后基础上方的土重保持稳定性。②适用：重要工程，挡土墙高度H> 5m。③材料：钢筋混凝土。④优点：工程量小。⑤缺点：费钢材，技术复杂。
1.3 扶壁式挡土墙

①特点：为增强悬臂式挡土墙的抗弯性能，沿长度方向每隔0.8～1.0H做一垛扶壁。②适用 ：重要工程，挡土墙高度H>10m。③材料：钢筋混凝土。④优点：工程量小。⑤缺点：费钢 材，技术复杂。
1.4 锚杆式挡土墙

①特点：新型结构。由预制钢筋混凝土立柱、墙面板、钢拉杆和锚定板，在现场拼装。②适 用：重要工程，挡土墙高度H>27m。③材料：钢筋混凝土、钢材。④优点：结构轻、柔性大 、工程量小、造价低、施工方便。⑤缺点：技术复杂。
2 挡土墙初定尺寸

以常用的重力式、悬臂式和扶壁式挡土墙为例，研究挡土墙形式选定后，初定其尺寸。
2.1 挡土墙的高度H

通常挡土墙的高度是由任务要求确定的，即使墙后被支挡的填土呈水平时为墙顶的高度。有 时，对长度很大的挡土墙，也可使墙顶低于填土顶面，而用斜坡连接，以节省工程量。
2.2 挡土墙的顶宽

挡土墙的顶宽为构造要求确定，以保证挡土墙呈整体性，具有足够的强度。对于砌石重力式 挡土墙，顶宽应大于0.5m，即2块块石加砂浆。对素混凝土重力式挡土墙顶宽也不应小于0.5 m。至于钢筋混凝土悬臂式或扶壁式挡土墙顶宽不应小于300mm。
2.3 挡土墙的底宽

挡土墙的底宽由整体稳定性确定。初定挡土墙底宽B≈0.5H～0.7H，挡土墙底面为卵石、碎 石时取小值；墙底为黏性土时取高值。
3 挡土墙的验算

挡土墙的形式与尺寸初定后，需要验算抗滑稳定和抗倾覆稳定等。
3.1 作用在挡土墙上的诸力
3.1.1 墙身自重。墙身自重W竖直向下，作用在墙体的重心。挡土墙形式与尺寸初定后， W确定。若经验算后，尺寸修改，则W需重新计算。
3.1.2 土压力。这是挡土墙的主要荷载。根据挡土墙的位移来确定土压力的种类，应用 相应的公式计算。通常墙向前移动，墙背作用主动土压力Pa。若挡土墙基础有一定埋深，则 埋深部分前趾上因整个挡土墙前移而受挤压，故对墙体作用着被动土压力Pp，但在挡土墙设 计中常因基坑开挖松动而忽略不计，使结果偏于安全。
3.2 挡土墙稳定验算

挡土墙的作用力确定后，需要验算抗滑稳定和抗倾覆稳定。抗滑稳定和抗倾覆稳定验算应按 照《建筑地基基础设计规范》中的6.6.5条进行验算。
4 墙后回填土的选择

根据土压力理论，希望作用在挡土墙上的土压力值越小越好。这样可以使挡土墙的断面 小。土压力中，主动土压力Pa对挡土墙影响最大，而Pa的产生与数值的大小与墙后的填土的 种类和性质密切相关。由此可见，挡土墙后的填土并非无关紧要，更不能随便用什么土填平 即可，需要正确的设计和选择。
4.1 理想的回填土

卵石、砾石、粗砂、中砂的内摩擦角大，主动土压力系数小，则作用在挡土墙上的土压 力小，使墙节省工程量保持稳定。无疑，上述粗粒土为挡土墙后理想的回填土。
4.2 可用回填土细砂、粉砂、含水量接近最优含水量的粉土、粉质黏土和低塑性黏土为可用回填土，如当地 无粗粒土，外运不经济，就地取材。
4.3 不能用的回填土

凡软黏土、成块的硬黏土、膨胀土和耕植土，因性质不稳定，在冬季冰冻时或雨季吸水膨胀 都将产生额外的土压力，对挡土墙的稳定不利，故不能作为回填土。
5 墙后排水措施

在挡土墙建成使用期间，如遇暴雨，有大量雨水渗入挡土墙后的填土中，结果使挡土墙 后的填土重度加大，内摩擦角减小，土的强度降低，导致填土对挡土墙的土压力加大，对墙 的稳定产生不利影响。因此挡土墙设计中必须设置排水。
5.1 截水沟

凡挡土墙后有较大的面积或山坡，则应在填土顶面，离挡土墙适当的距离设置截水沟，把坡 上、外部径流截断排除。截水沟断面尺寸应根据水力计算确定。
5.2 泄水孔

若已渗入墙后填土中的水，则应将其迅速排出，通常在挡土墙的下部设置泄水孔。当墙高大 于12m时，可在墙的中部加一排泄水孔，一般泄水孔的直径为5cm～10cm，间距为2m～3m。泄 水孔应高出墙前水位，以免倒灌。此外，在泄水孔入口处，应设置反滤层，并在泄水孔入口 下方铺设黏土夯实层，防止积水渗入地基不利于墙体稳定。同时，墙前亦应做散水、排水沟 或黏土夯实层，避免墙前水渗入地基。