市政道路工程常用挡土墙类型探析

陶 然

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司， 四川 成都 610000）

0 前言

进入本世纪以来，国内城市化进程显著加快，随着城市基础设施建设的全面铺开，城市道路路网也快速形成。在城市道路设计过程中，挡土墙作为道路路基的重要支护形式，也在各种道路边坡中得以大量应用。但是随着工程建设由粗犷向精细化的转变，在公路路基及市政基础设施项目中，应用最为广泛的挡土墙形式如重力式、悬臂式挡墙，在某些对景观及生态有较高要求的项目中，已无法满足这种建设新形式下的要求。这就要求从项目实际的需要为出发点，分析并选用更为合理的挡墙形式，以满足未来项目的多样化要求。

1 市政道路挡墙特点及常见形式

1.1 市政道路挡墙特点

作为最为常见的支护形式，挡土墙被大量应用于公路、市政、水利、房建等行业项目，对于每个行业的具体要求又有所不同，对于市政道路项目而言，挡土墙在满足最基本的路基边坡稳定作用的同时，还具有如下特点。

1.挡墙高度较矮。按照城市发展周边地块规划条件，城市道路纵向一般与现状地面高差较小，所需设置挡墙处，也多采用高度小于8m 的挡墙，对地基承载力的要求也不会过高。

2.挡墙形式多样。道路工程中常用挡墙形式，根据位置不同有路肩墙、路堤墙、路堑挡墙等；按结构形式重力式、衡重式、悬臂式、加筋土式等；其中重力式又分为仰斜式、俯斜式、直立式等。

3.挡墙要求越来越高。早期市政道路挡墙仅要求满足基本支护功能，随着近年来工程项目的开展，以及对于工程项目的要求越来越高，对挡墙也提出了新的要求，要“以人为本、坚持可持续发展观，满足安全、经济、美观、与自然环境和谐”。

4.挡墙设计难度加大。受墙背土层及地质条件复杂性影响，往往无法满足挡墙的基底承载力要求，同时又要满足挡墙在地震及暴雨工况下的稳定性计算，增加了设计过程中难度。

5.挡墙影响因素较多。在市政道路项目中大多包含较多专业，在设计内部，道路路基边坡设置挡墙往往与给排水管道、电力管线、景观等多专业有冲突；在设计外部，又可能与现状燃气、通信等设施相冲突，影响因素较多。

1.2 市政项目挡墙常见形式

在市政项目建设中，挡墙一般布置在道路路基、城市高架桥桥台起坡处及下穿通道挡墙段，最为常见的挡墙形式有重力式挡墙、衡重式挡墙和悬臂式挡墙。

1、作为道路路基边坡挡墙时，根据城市道路竖向规划，道路部分填挖方均较小，一般在填方段为路堤墙，墙高小于8m，多采用重力式、衡重式挡墙。

2、在道路挖方段，受道路红线或地质边坡情况影响，无法按多级放坡处理时，多采用重力式、衡重式挡墙作为路堑墙，墙高同样多小于8m。

3、应用在城市高架桥的桥跨起终点段，作为桥台的一部分连接道路纵坡，或应用在下穿道路的挡墙段，连接道路起坡点与下穿船槽段，多采用重力式、衡重式或悬臂式挡墙，高度一般均小于8m，其中悬臂式挡墙一般位于起点处，墙高不大于6m。

4、市政道路如滨河路在设计过程中，道路临河一侧多会结合河道，采用挡墙形式，即保证道路边坡稳定，又充当河道河堤的作用。

1.3 市政道路挡墙“新”形式

1、生态挡土墙

由于近年来在市政基础设施建设过程中，对景观性及生态性提出了更全面更具体的要求，对于工程中填挖土方的处理上，就无法再像以往采用钢筋混凝土或素混凝土挡墙，要满足美观、生态、与自然环境协调的要求，“生态挡墙”应运而生。

生态挡土墙与传统的道路挡土墙相比，最大的区别在于其景观及生态功能。在满足道路路基边坡稳定要求前提下，从原材料上选用更具生态性和适应性的材料，不再单独使用钢筋混凝土结构，如生态袋、石笼网格、柔性加筋土挡墙等。

2、组合形式挡墙—桩基托梁挡墙

挡墙应用于道路边坡，尤其在滨河路项目中，挡墙还充当着河堤护岸的重要作用。在河道范围内，地质土层受河水浸泡、冲刷，上层多为软弱土层，承载力较低，一般情况下无法满足挡墙本身的承载力要求，且要同时考虑挡墙基底冲刷深度，则无法采用单纯的重力式或其它形式挡墙。

为解决挡墙承载力及冲刷深度的问题，将重力式挡墙与桩基组合，形成组合结构。即在重力式挡墙的底部设置钢筋混凝土桩基础，伸入到下层较好的土层中，按摩擦桩或嵌岩桩进行设计。这样就解决了土层承载力不足的问题，同样，桩基也不再受冲刷深度的影响，挡墙上部结构仍可作为河堤护岸，起到了良好的效果。

2 工程实例

2.1 工程概况

该项目位于四川省乐山市，为现状滨河路改造项目，道路临河侧为既有重力式挡墙，挡墙顶为3m 人行道。现状挡墙高约8m，河道常水位深约1.0m。挡墙顶有破损，护栏多数已破坏，墙面临水侧受冲刷较为严重，已无法满足使用要求，故本项目挡墙拆除重建，长度约120m。

2.2 工程地质情况

1、地形地貌

勘察区地貌属大渡河及白沙河河漫滩，属侵蚀堆积类型，冲洪积成因。挡墙区水深约0.50～1.00 米。

2、岩土特征

场地土由杂填土及卵石土组成。由上至下分述如下：

人工回填成因，大部分分布，呈杂色，很湿～饱和，松散。成分以卵石、砂砾及少量的建筑垃圾组成，钻孔揭露厚度1.00～1.60 米。

冲洪积成因，呈杂色，很湿～饱水，成份为玄武岩、灰岩等为主，质硬，未风化，磨圆度较好，卵石呈次圆状～圆状。粒径以20～50mm 为主，含有约5～15%的漂石，粒径大小悬殊，最大粒径可达0.50 米以上，分布不均，局部富集。

②—1 松散卵石：大部分分布，分布于卵石层上部，钻孔揭露厚度0.40～6.60米。

②—2 稍密卵石：全区分布，分布于卵石层中上部，钻孔揭露厚度0.90～9.60米。

②—3 中密卵石：全区分布，分布于卵石层中下部，厚度大，钻孔揭露厚度1.70～6.30 米。

部分地段分布，浅灰、黄灰色，以碳酸盐矿物为主，隐晶质结构，中厚层状构造，锤击声响，回弹、震手，质硬，断口尖锐。裂隙发育，轴心夹角约40～50度，张开，泥质充填。岩体破碎，取芯碎块、短柱为主，柱状次之，属中等风化岩石，厚度大，未揭穿，钻孔揭露厚度9.00～11.00 米。据引用岩石试验成果：天然密度2.47～2.55g/cm3，饱和单轴抗压强度22.36～24.59MPa。

3、水文冲刷

挡墙区位于白沙河河漫滩，水深约0.50～1.00 米，地下水年变幅约3.00～5.00米，据调查最高河水位约538.0 米。在雨季时，河水上涨，对河床有较大的冲刷影响，建议冲刷深度3.50 米。

4、地质构造及地震

场区抗震设防烈度为7 度，设计基本地震加速度值0.10g，设计地震分组为第二组，中硬场地土，覆盖层厚度大于5 米，场地类别Ⅱ类，对应特征周期0.40s。

5、场地稳定性

拟建场地地质构造条件复杂，区内无断裂通过，新构造运动微弱，属相对活跃期，未见不良地质现象，场地稳定，适宜建筑。

6、岩土物理力学指标参数

层 位 及 岩 性 天 然 密 度 (g/cm3) 内摩擦角标准值（度） 变 形 模 量 （MPa） 压 缩 模 量 （MPa） 承载力 特征值 （kPa） 极限端阻力标准值（kPa） 极限侧阻力标准值（kPa） 基底摩擦系数（μ） ① 层杂填土 1.85 8 ②-1 松散卵石 2.05 20 8.0 10.0 130 50 0.30 ②-2 稍密卵石 2.10 25 16.0 20.0 220 80 0.35 ②-3 中密卵石 2.15 35 26.0 32.0 400 2800（冲） 120 0.40 ③层灰岩 2.50 45 1000 4500（冲） 200 0.50

2.3 设计方案

由于该项目挡墙较高，墙高约在9～11m，若采用普通重力式或衡重式挡墙，基底承载力要求不小于360KPa，现场地层承载力无法满足，并且基底要置于冲刷线以下不小于1m，局部路段挡墙高度将高于12m，台背开挖面过大，会对现状道路车行道造成影响。

结合河道现状及地质情况、水文冲刷深度，设计采用衡重式挡墙加桩基的结构形式，即桩基托梁形式。

挡墙结构断面图

上部衡重式挡墙墙高9～11m，顶宽0.5m，底部托梁断面尺寸为4.5mx1m，桩基直径为0.8m，桩横向间距2.4m，沿河堤方向间距5m。桩基按摩擦桩设计，基底伸入基岩不小于3.5 倍桩径。挡墙间距15m 设一道变形缝。

施工在枯水期进行，在原河道中修建土袋围堰，保证半幅河道流水，对拆除挡墙工序完成后，立即进行新建，同时做好墙后回填和附近道路的临时交通疏导，保证施工期安全、快速、有序进行。项目于2016 年施工完成，至今使用状况良好。

3 结语

挡土墙做为城市道路路网交通体系中的重要组成部分，目前仍在大量应用于各种道路边坡支护中，但是常见的也是应用最多的结构形式如重力式、衡重式、悬臂式等面临生态及景观性的要求也越来越多，传统的结构形式已逐渐无法满足愈加丰富的市场期望。虽然近年来，生态挡墙也得到了一定的应用，但是仍受到技术、经济性、地质情况等多种因素制约，同时，生态挡墙本身也存在一定的自身短板，加强对于生态挡墙的研究和开发，才能得到更好的应用。