关键词：挡土墙设计；市政道路工程
前言
市政道路工程结构设计过程当中，挡土墙是重要的组成部分，它通常应用在河流堤岸、路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端等地方。
挡土墙的设立，除了起到防护路基的作用外，还可用于生态环境保护等用途，因此，必须做好防土墙的设计工作。
一、挡土墙的类型
挡土墙的类型有几种，在具体设计过程当中，要结合工程的具体情况以及所在的地理环境等因素进行综合考虑，选择合适的类型。目前比较广泛采用的有以下几种类型：
1、重力式挡土墙。
采用这种类型，主要就是通过墙自身的重量与土压力进行抗衡，达到主体稳定，由于墙自身比较重，必须有较高的地基承受能力，这种类型取材方便，使用范围大。
2、锚定式挡土墙。这种类型又包括锚定板式和锚杆式等。这种类型，施工安全可靠，节省工程量，建造成本经济。
3、薄壁式挡土墙。这种类型墙的自身体重较轻，包括有悬臂式、
扶壁式等，主要是采用钢筋混凝土材料建造而成，这种类型主要用于
地基承受力不强、石料贫乏你只需要用大量填方的工程。
4、加筋土挡土墙，这种类型主要是通过拉筋，使到填土侧压力
减轻，结构简单，占地面积不多，并且美观实用，经济效益较好。
二、挡土墙的构造
1、墙身构造
根据墙背倾斜方向不同，墙身断面形式可分为垂直、俯斜、仰斜、凸形折线式等。墙面通常是平面，设置坡度时要考虑与墙背坡度相协调，同时还应当考虑墙址处地面的横坡度；设置墙顶宽度时，要根据施工方法不同而进行相应变化，如干砌时时要大于60cm，浆砌时要大于50cm；如果路肩墙处于地势险峻或弯道时，要加设护栏。
2、基础构造
一般是采用明挖基础；开挖时要根据设计规定要求埋置深度，若设有冲刷时，则要把基础埋置在冲刷线1.0米以下。
3、排水设施
安设墙身排水设施时，要布置墙身泄水孔，以把墙后积水排除。安设地面排水设施时，可在地面上设置排水沟，把地表水截引排走；此外，应夯实地表松土，防止雨水或地面水下渗到土里。
4、沉降缝和伸缩缝
如果地基出现不均匀沉陷，会造成墙身开裂，因此，在设置沉降缝时，应结合挡土墙所在地质以及墙高、墙身断面等实际情况而确定。
此外，由于砂浆的硬化收缩和温度变化都会使圬工砌体产生裂缝，应设置伸缩缝。
5、布置挡土墙
（1）选定位置
一般情况下，路堑挡土墙较多的设置在边沟旁，当墙身高度要求差不多时，应选优先择路肩墙，路堤墙次之。
（2）纵向布置
确定起点和墙的长度，选择与其他构造物的衔接方式；根据地形及地基情况分段，确定沉降缝和伸缩缝；布置各个分段的基础；布置泄水孔，包括数量、尺寸、间隔等因素。
（3）横向布置
在墙身断面、墙高最大处或基础形式发生变化处，以及其他必须桩号的横断面。
（4）平面布置
主要用于个别的较为复杂的挡土墙，像曲线挡土墙等。
三、计算土压力
1、土压力分类
土压力受到多种因素影响，具体包括墙体分布、荷载大小、位移、填土性质以及边界条件等，计算土压力时，应当对上述因素进行考虑，当中，重点考虑是挡土墙产生位移时的方向。
分析墙体的位移情况，可以把土压力分为静止、主动、被动等三种情况，参见图1。
通常情况下，挡土墙受到土体挤压时，都会产生向外移动，这时，
墙背承载的压力属于主动土压力。
挡土墙的基底背处在稳定状态或者未被破坏时，墙身会随着基底背一道产生位移，墙后土体已处在主动极限状态，所以设计挡土墙时，要按照主动土压力计算是科学合理的。
2、库伦土压力理论
库伦理论以墙后土体的滑动研究为切入点，如果墙背破裂，棱体会出现滑动，在这种情况下，土体基本处于限平衡状态，
根据破裂棱体的静力平衡条件，求得墙背主动土压力和被动土压力。
计算土压力时，主要是根据库伦理论进行假定：①假设墙后土体是均质的散粒体，粒间没有黏聚力，只有内摩擦力；②当墙身滑动或外倾时，墙后土体内会出现一通过墙踵的破裂面，假设这个破裂面是一平面；③把挡土墙和破裂棱体视为刚性体。在外力下不会发生压缩或伸张变形等情况。
库伦理论概念清晰、计算简单，适用范围广，该计算公式可以适用于
挡土墙的不同形态，包括墙背为平面、近平面以及形墙背等等，还能适用于砂性土的计算，如果土体性质为粘性土时，要考虑土的粘聚力。
此外，还应注意，如土体中出现第二破裂面时，要以该破裂面计算。
如果采用库伦理论计算仰斜墙背时，注意墙背坡度，不能太缓。
3、主动土压力的计算
如图2，
三、第二破裂面
设计挡土墙时，可能会到很大倾角情况，例如衡重式挡土墙的假想墙背，当墙后土体处于主动极限平衡状态时，破裂棱体就开始脱离假想墙背，改沿土体的另一滑动面滑动，称之为第二破裂面。出现上述情况，必须具备两个条件：一是裂面角不得大于墙背（假想墙背）的倾角；二是墙背（假想墙背）抗滑力大于其下滑力。
四、折线形墙背的土压力计算
有的工程中，在设置挡土墙时，会采用凹形墙背或衡重式，以满足工程所处地形或工程施工需要，这些类型的挡土墙，不同于平面挡土墙，其墙背是折面而非平面，所以称为折线形墙背。
五、延长墙背法
采用这种方法精确度不太高。主要原因在于：处在实际墙背和延长墙背上的土压力，其作用的方向是不同的，会产生相应的垂直分力差，该方法只考虑到这种情况，但未考虑到两墙背间的荷载重量及土锲，两者可抵消部分土压力，虽然不能全部抵消；在编制土压应力图时，假设上墙破裂面与下墙破裂面是平行的，由此会导致在计算下墙土压力时有误差出现。采用上述方法计时，虽然存在一定误差，但仍属于安全范围内，而且这种方法计算简便，现段落仍普遍采用。
六、力多边形法
这种计算方法在求算下墙土压力时，依据的是在极限平衡条件下作用于破裂棱体上的诸力应构成闭合力多边形的原理。
七、挡土墙的稳定性验算
1、设计原则
设计挡土墙时，必须遵循“分项安全系数极限状态”原则，通常会出现两种极限状态，一是正常使用极限状态，二是承载力极限状态。
挡土墙超出承载力极限状态时，通常会出现以下情况：①因所使用的材料强度超硬，导致挡土墙塑性过度出现变形；以及破坏挡土墙的自身构造或连接部件；②挡土墙整体或局部刚体平衡失调；③挡土墙局部失去平衡或变为机动结构体系。
挡土墙超出正常使用极限状态时，通常会出现以下情况：
①外观出现变形；②出现局部破坏如裂缝，；③出现其它问题，不能正常使用。
2、验算内容
设计挡土墙工作完成后，必须验算其稳定性，主要验算内容包括有：抗倾覆稳定性验算、防滑动稳定性验算、墙后断面强度验算以及基底应力及合力偏心距验算等。
3、其他计算
墙身截面强度验算
八、增加挡土墙稳定性的措施
1、增加抗滑稳定性的方法：
①设置一些倾斜基底；②试着采用凸基础；
2、增加抗倾覆稳定性的方法：
①增加墙趾的宽度；②改变墙背及墙面之间的坡度；③改变墙身断面类型；
结束语
市政道路工程建设过程中，因满足工程建设或其它因素，需要设置挡土墙。在具体设计时，应深入对工程所有的地质条件、工程规模和特点等因素，经多方分析，综合考虑后，再进行设计，如果考虑不周设计不当，会造成挡土墙质量和安全隐患，需要引起广大设计者们注意。
采用科学、合理的路基挡土墙结构形式，可确保市政道路工程施工质量，提升运营后道路的可靠性和安全性，舒适性，保护环境，更好地为广大市民交通出行服务。
参考文献:
[1]陈小伟，挡土墙施工技术在公路工程施工中的应用[J]．城市建设理论研究，2011（17）：284．
[2]沈珊珊，对挡土墙施工技术理由的浅析[J]．科技视界，2012（9）：
[3] 公路挡土墙设计与施工技术细则，中交第二公路勘察设计研究院有限公司，2008
论文作者:邹丹
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/27
标签：挡土墙论文; 压力论文; 类型论文; 后土论文; 库伦论文; 状态论文; 工程论文; 《防护工程》2019年第7期论文;