公路路基擋土墻防護(hù)設(shè)計及施工方法

李洪奎

摘要：近年來，公路網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的要求逐漸提高，不僅要求公路網(wǎng)具有絕對的安全性和可用性，還需要具有良好的美感，因此，以往的設(shè)計人員已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代公路網(wǎng)設(shè)計的需要，這在一定程度上大大增加了公路設(shè)計者的難度。對于公路路基、路面和擋土墻，在實際設(shè)計中必須表現(xiàn)出靈活性，以滿足相關(guān)的需要。因此，為了提高路基、路面和擋土墻結(jié)構(gòu)在實際設(shè)計過程中的柔性，既要充分考慮環(huán)境因素，又要充分利用環(huán)境因素，論證公路結(jié)構(gòu)設(shè)計的功能效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：公路路基;擋土墻防護(hù)設(shè)計;施工方法;分析

1公路工程設(shè)計原則和內(nèi)容

1.1公路工程設(shè)計原則

一是堅持安全快速原則，確保公路安全是公路設(shè)計過程中必須嚴(yán)格遵循的基本要求，有關(guān)部門要以制度管控機(jī)制和運行機(jī)制為基礎(chǔ)，為了提高公路的安全性能，可以更好地維護(hù)公路的管理和控制標(biāo)準(zhǔn)，保證公路的穩(wěn)定性和有效性。二是堅持排水系統(tǒng)暢通的原則，既要保證暢通，延長使用壽命，又要保證線路的暢通，為駕駛員提供更好的駕駛體驗，使駕駛員的安全。第三，堅持穩(wěn)定性原則，為了提高公路整體的安全性，需要重點保護(hù)路基的穩(wěn)定性，在路基穩(wěn)定性得到提高的情況下，才能進(jìn)一步提高公路的整體安全性。四是堅持填挖平衡的原則，為保證道路質(zhì)量，必須做好沉降控制工作。

1.2公路工程設(shè)計內(nèi)容

在實際的公路設(shè)計中，不僅要把工程所體現(xiàn)的工程價值放在重點位置，還要考慮工程所體現(xiàn)的使用價值，使公路的整體質(zhì)量與安全更貼近實際情況。在實施公路設(shè)計工作中，要考慮到公路的實際地理位置、氣候環(huán)境和當(dāng)?shù)厣鐣h(huán)境等極為重要的因素，嚴(yán)格按照規(guī)范化流程開展相關(guān)工作。在公路設(shè)計過程中，每個控制點的高度和縱坡大小是公路設(shè)計的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對公路的依賴程度越來越高，保證公路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性顯得越來越重要。在路面、路基、擋土墻的施工中，由于所采用的設(shè)計技術(shù)、施工環(huán)境、所用材料、設(shè)備的實際市場環(huán)境等諸多因素，使得相關(guān)施工人員越來越難以掌握公路設(shè)計的合理性。針對這種情況，參與施工的人員需要將結(jié)構(gòu)設(shè)計所控制的安全性作為設(shè)計實踐的目標(biāo)，通過采用更加靈活的設(shè)計措施來實現(xiàn)這一目標(biāo)。通過以上措施，使道路建設(shè)，保證了道路部分結(jié)構(gòu)的安全，提高了道路部分結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而為群眾提供了更加安全便捷的出行環(huán)境。在進(jìn)行路基、路面和擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計前，應(yīng)明確現(xiàn)行設(shè)計應(yīng)用控制的局限性，然后安排控制設(shè)計。

2公路路基擋土墻的類型

公路路基擋土墻的類型分為以下幾個方面：（1）重力式公路路基擋土墻;它離不開自身引力的支撐。一般來說，它依靠自身的引力來實現(xiàn)這一目標(biāo)。從實際情況看，公路路基重力式擋土墻與其它類型擋土墻相比，有其自身的優(yōu)點，具有其它類型擋土墻所不具備的施工方法簡單、適用范圍廣等特點。但是，這種擋土墻也有一些缺點，如設(shè)計比較單一，加上墻體的重力較大，因此對道路地基承載力提出了非常嚴(yán)格的要求。2）公路路基半重力式擋土墻;通常采用毛石混凝土澆筑，但鋼筋必須放置在基礎(chǔ)墻中，以滿足墻后張力的要求。目前，墻的高度與墻的重力成反比關(guān)系，即墻越高，墻的重力越低。在這種情況下，有必要改變傳統(tǒng)的施工工藝，將重力式擋土墻改為半重力式擋土墻，以保證路基墻的穩(wěn)定性。衡重公路路基擋土墻明確要求公路墻之間必須有一個平衡平臺，然后通過墻與平衡平臺之間的作用力來提高路基墻的穩(wěn)定性（4）公路路基懸臂式擋土墻;公路路基懸臂式擋土墻由柱腳和豎向比組成，是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不可缺少的組成部分，為了提高墻的穩(wěn)定性，必須將墻自身的重力和墻柱腳回填的重力結(jié)合起來才能達(dá)到這一目的。也被稱為一個框架，是由鋼筋混凝土預(yù)制桿設(shè)計，以抵抗從土壤推力。這種類型的擋土墻通常用于缺少石料的路堤工程中。支墩也是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一部分，主要包括豎墻、支墩比和跟板。在大型填方工程中經(jīng)常使用。

3公路路基路面和擋土墻設(shè)計限制

3.1路基設(shè)計限制

從設(shè)計的安全性分析可以看出，路基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是工程設(shè)計的關(guān)鍵部分。然而，實際工程中沒有對小于150kpa的地基初始承載力進(jìn)行分析，對一些不良地質(zhì)和水文環(huán)境的土地條件也沒有認(rèn)真調(diào)查。例如，對于“膨脹土”公路路基的實際工作環(huán)境，有關(guān)人員不僅要及時處理滲漏水問題，還應(yīng)采用固化材料和石灰作為處理材料。

3.2路面設(shè)計的限制

研究發(fā)現(xiàn)，公路工程在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中的局限性主要表現(xiàn)在強(qiáng)度和平整度兩個方面。其中，強(qiáng)度的高低直接影響到公路工程建成后能否達(dá)到安全穩(wěn)定的效果，而道路的平整度直接決定著駕駛員在行駛途中的舒適程度。但是，如果設(shè)計者沒有選擇最好的材料，就可能導(dǎo)致道路的防滑能力達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而直接增加交通事故的風(fēng)險。平整度設(shè)計的局限性主要體現(xiàn)在不均勻沉降和攤鋪機(jī)施工上。

3.3擋土墻的設(shè)計限制

在擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，主要限制因素是結(jié)構(gòu)形式過于單一，而在實際施工設(shè)計過程中，工程與當(dāng)?shù)氐匦螞]有結(jié)合，這種情況的發(fā)生也是工程竣工后滲漏的主要原因。另外，通過目前高速公路建設(shè)已經(jīng)投入使用的擋土墻效果顯現(xiàn)，帶有非常明顯的人工施工痕跡，會直接破壞周圍的景觀和環(huán)境。針對這種情況，設(shè)計人員在設(shè)計前需要親自進(jìn)入施工現(xiàn)場進(jìn)行地形檢查，然后根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行具體設(shè)計，既能滿足其實用性，又能增強(qiáng)其美觀性。

4公路路基擋土墻防護(hù)設(shè)計方法

4.1重力式擋土墻設(shè)計

擋土墻采用C20片石混凝土，片石混凝土中片石含量小于20%，擋土墻上方60cm厚C30混凝土不含片石。嚴(yán)禁直接堆疊空白。坯料必須均勻地放置在長邊向下、小邊向上和100毫米以上，或150毫米或更多的遠(yuǎn)離墻體或溝槽的壁上，填充混凝土并振動?；旌纤槭瘧?yīng)為堅硬、無風(fēng)化、無裂縫、潔凈的石料，強(qiáng)度等級應(yīng)大于MU30。在澆筑混凝土之前，必須預(yù)先填充透水管，以防止水泥漿進(jìn)入管道。擋土墻通常應(yīng)在10-15m長的區(qū)域內(nèi)（根據(jù)現(xiàn)場開挖條件確定）用砌體建造。在擋土墻高度和基礎(chǔ)特性改變的位置設(shè)置寬度為2cm的沉降縫，并進(jìn)行防水處理。材料或瀝青的填充深度應(yīng)至少為15cm。回填（堆石）的內(nèi)摩擦角為≥必須符合設(shè)計要求。只有當(dāng)混凝土強(qiáng)度超過70%時，才能保證混凝土墻的穩(wěn)定性。施工前應(yīng)采取地面排水措施，確保地面和邊坡干燥。工程完工后，將在斜坡上方和下方安裝排水設(shè)施，以防止地下水進(jìn)入。2.5～9m對重式擋土墻以下土質(zhì)至少為傾斜砂質(zhì)粘性土。重力式擋土墻的基礎(chǔ)為10～13m，土體至少為固體風(fēng)化風(fēng)化巖。現(xiàn)場地質(zhì)條件不符合上述規(guī)定的，應(yīng)及時通知施工單位、設(shè)計單位、監(jiān)理等施工人員協(xié)商變更。擋土墻施工后，根據(jù)裸露土層的實際情況及其他相關(guān)環(huán)境條件，對擋土墻進(jìn)行必要的動態(tài)調(diào)整、補(bǔ)充和完善設(shè)計。

4.2扶壁式擋土墻設(shè)計

擋土墻及承重平臺采用C35鋼筋混凝土。擋土墻由兩部分組成，兩部分之間有沉降縫。沉降縫寬度為2cm。接縫應(yīng)整齊，應(yīng)直通，并應(yīng)充滿瀝青麻。填實前必須符合設(shè)計規(guī)范，砌體強(qiáng)度必須超過70%，以保證墻體穩(wěn)定。擋土墻的適當(dāng)高度應(yīng)設(shè)置排水孔。排水孔采用直徑6cm的PVC管。管口距擋土墻后10～20cm。礫石過濾層應(yīng)設(shè)置在距噴嘴外圍50cm范圍內(nèi)。底部排水管應(yīng)位于地面以上30cm處。墻后基坑開挖寬度必須設(shè)置防滲土工布。擋土墻施工完成后，結(jié)合施工現(xiàn)場裸露土層的實際情況及其他相關(guān)環(huán)境條件，對擋土墻進(jìn)行必要的動態(tài)調(diào)整、補(bǔ)充和完善設(shè)計。

5擋土墻的施工方法

5.1衡重式擋土墻施工

配重?fù)鯄κ┕さ幕娱_挖方式是“手動+機(jī)械”相結(jié)合，由全站儀安排專業(yè)測量人員準(zhǔn)確地標(biāo)定起點、終點、中線和側(cè)線。完成基坑高度和深度的精確標(biāo)注?；娱_挖首先由挖掘機(jī)進(jìn)行，然后人工開挖，防止過度開挖。

最后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求對基坑的高度和深度進(jìn)行檢查?；拥撞繎?yīng)設(shè)置水井和排水溝，及時排空。基層要隨標(biāo)高夯實，以保證基層的密實度≥90%，提高了基體的摩擦性能。從基坑底部鋪設(shè)碎石層（20cm厚），然后用搗固機(jī)夯實，將C10混凝土澆注在上部墊層上。模板安裝選用鋼模板。鋼模板需提前除銹打磨，均勻涂一層脫模劑。外墻由鋼管支撐，內(nèi)部用拉桿加固。模板安裝時，采用吊車輔助，側(cè)模選用螺栓（直徑=16cm）固定。模板支設(shè)完畢后，先擰緊螺栓，然后用海綿條填塞拼裝縫，防止漏漿的發(fā)生。混凝土澆筑必須一次完成，分為三個主要部分。在澆筑過程中，要按從低到高的順序逐層澆筑，每層厚度為30cm，同時要合理控制振動，防止?jié)B漏和過振。

5.2扶壁式擋土墻施工

基槽開挖施工選擇的模式是“人工+機(jī)械”組合開挖，保證基坑開挖進(jìn)度能滿足施工進(jìn)度要求，防止地基槽長時間暴露。為避免超挖，有必要安排專業(yè)人員對基槽高程變化進(jìn)行監(jiān)測。從地基處理的角度看，在完成基礎(chǔ)槽的檢查和滿足要求的前提下，才能進(jìn)行地基處理。本工程選用小型壓實機(jī)進(jìn)行地基處理，采用夯實機(jī)進(jìn)行壓實施工，進(jìn)一步提高地基壓實度。而混凝土澆筑墊層中應(yīng)提前開挖榫槽，選用的澆筑材料為C15混凝土（混凝土厚度為20cm）。在鋼筋綁扎施工階段，嚴(yán)格執(zhí)行從下到上的順序，先綁扎骨架，再綁扎細(xì)部，同時鋼筋接頭應(yīng)錯開，同一截面鋼筋接頭數(shù)量應(yīng)少于50%，選用的鋼筋材料必須符合實際施工要求，特別是鋼筋的等級和規(guī)格。模板安裝施工時，本工程墻體與支墩墻之間的模板采用鋼材，并保證模板表面平整。接縫處用玻璃膠填塞，以免漏漿，外露部分應(yīng)保證線條流暢，結(jié)構(gòu)美觀。

混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定水平后，在保證混凝土施工面不受影響的基礎(chǔ)上進(jìn)行拆模。通常在混凝土澆筑施工完成后24小時內(nèi)進(jìn)行拆模，同時混凝土強(qiáng)度必須大于1.2MPa。混凝土澆筑分為底板、上部結(jié)構(gòu)和中上部結(jié)構(gòu)三部分。在澆筑過程中，必須嚴(yán)格控制底板入模，使混凝土通過泵車入模。另外，混凝土澆筑需實行水平分層，每層厚度應(yīng)保證≤30厘米。

5.3施工過程質(zhì)量控制

砌塊施工前要灑水潤濕片石，清理干凈基底表面，之后再進(jìn)行砌筑;砌筑時要從外圈向里層砌筑，保證內(nèi)外部砌塊合為一體，整齊砌筑;在砌筑時鋪上一層厚砂漿，并填充砌縫;檢查砌塊之間的砂漿是否飽滿，不允許出現(xiàn)脫空問題。

控制混凝土拌和質(zhì)量，控制砂石含水率，根據(jù)試驗確定的配合比進(jìn)行拌和;根據(jù)配合比稱量原材料，控制原材料計量的誤差，水泥、骨料、外加劑和水的誤差分別不得超過±1%、±2%、±1%、±1%;混凝土拌和中應(yīng)攪拌均勻，坍落度達(dá)到設(shè)計要求。

混凝土采用罐車運輸，運輸中持續(xù)攪拌混凝土，攪動轉(zhuǎn)速為2～4r/min，到達(dá)施工現(xiàn)場后復(fù)測坍落度，不允許使用離析、泌水的混凝土。

6結(jié)論

擋土墻是公路路基防護(hù)的重要結(jié)構(gòu)。擋土墻的施工質(zhì)量直接關(guān)系到路基和公路工程的質(zhì)量。在擋土墻施工中，應(yīng)做好勘測放樣和基坑開挖等前期準(zhǔn)備工作，并根據(jù)不同類型擋土墻的施工流程進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量控制，使擋土墻能有效地提高路基抗沖刷能力，確保路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊韜，馬然，王洪兵.道路路基擋土墻防護(hù)設(shè)計與施工方法研究[J].建材與裝飾，2018（18）：259-260.

[2]黃修奮.道路路基擋土墻防護(hù)設(shè)計與施工方法探討[J].西部交通科技，2018（03）：51-53+202.

[3]游伏金.道路路基擋土墻防護(hù)設(shè)計與施工方法[J].城市道橋與防洪，2017（02）：39-41+8.

[4]劉璇.公路路基擋土墻施工質(zhì)量控制措施[J].綠色環(huán)保建材，2017（04）：85.