[科普中国]-路基支挡建筑物

路基支挡建筑物是指各种为使路基本体稳定，或者使与路基本体性状有关的周围土体稳定而修建的建筑物。在路基工程中，它常用于高路堤或深路堑的边坡。当路基修筑在滑坡、崩塌地区时，也可以设抗滑桩和拦挡支撑建筑物。在隧道的洞口、桥梁与路堤连接的桥台处和沿河路堤，一般都设有支挡建筑物。在路基工程中，支挡建筑物常和其他功能的构造物结合使用，如支撑渗沟等。1

路基支挡建筑物的使用历史中国铁路最早和最普遍使用的路基支挡建筑物为重力式挡墙，如滨洲、滨绥、哈大、京山、沈山、京汉、粤汉、京沪等铁路，随处可见。重力式挡墙以浆砌片石构筑，人工操作简单易行，对防止路基土质边坡的坍塌、支承路堑高坡和填土路堤的侧向土压力等，有显著功效。新中国成立以后，随着大量山区铁路和海滨、冻土、沙漠等铁路的修筑，由于地势险恶、地质复杂、气温和水文条件差异大，不良地质和特殊土对铁路的危害多，各种形式的路基支挡建筑物有很大发展，新技术、新工艺和新材料不断应用。2

首先，在支挡建筑物的勘测设计上，有很大改进。如对土压力的计算，以前多采用库仑理论，自50年代起，中国结合铁路荷载种类，先后推导出适合于不同形式挡墙使用的计算公式及有关简化图表，满足设计需要。这一时期，通过试验确定，当路基挡墙为俯斜式且倾角较大时，墙背会出现“第二断裂面”。在60年代的挡墙设计计算中，即按“第二断裂面”的理论改进土压力计算公式，并绘出判识曲线，使挡墙的承载力设计得到较大的改进。70年代以后，又不断研究和总结经验，对不同的地质水文资料，编制出有关地震区、浸水区以及各种特殊土适用的一些支挡结构物有关的计算方法和图表，并纳入全路标准设计图，供设计应用。80年代以来，随着电子计算机的推广应用，又把结构可靠度理论引入路基工程建筑物的计算中，探索路基挡墙压力计算更完善的方法，尽可能考虑多因素的综合影响，用随机理论和极值求法来计算土柱强度和挡墙的承载力，使挡墙设计在确保安全的条件下，省工、省料。

其次，在路基支挡建筑物的结构形式上。因地制宜地进行了许多创新，除了继续大量使用和改进重力式挡墙外，同时发展了一些轻型的新式支挡结构和特别设计的加固建筑物，用于不同的铁路沿线地域，起到更好地稳定和加固路基的作用。如重力式挡墙的改进型有衡重式挡墙、托盘式挡墙和檐式挡墙等。轻型的新式挡墙有锚杆挡墙、锚定板挡墙、抗滑桩和桩板墙等。锚杆挡墙和锚定板挡墙与过去的重力式挡墙比较．具有结构轻、柔性大、构件可以预制和拼装等优点，在某些地基不良或石料缺乏的地区，可解决重力式挡墙不能克服的困难．对加固路基发挥了良好的作用，抗滑桩和锚固桩是山区铁路处理坍方和滑坡而发展起来的路基支挡新技术，60～70年代，铁路建设向西南、西北等山区发展，遇到的坍方和滑坡很多，为了治理滑坡，进行过许多试验研究，其中在稳固路基和防坍方面，创造性地运用了各种锚固、抗滑建筑，除了桩柱基础外，还有沉井基础等，作用也很好。1978年，曾由铁道部专业设计院主持在柳州铁路局召开了全路新型支挡结构经验交流及选优会议，总结了路基支挡建筑物的设计、施工经验．对后期铁路建设中择优发展铁路路基的支挡建筑物有很大的促进作用。

第三，在路基支挡建筑物中，广泛采用各种新材料和新工艺，使其在技术经济上更加合理和先进。最突出的是各种土工合成材料的应用，土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等。土工合成材料是用合成纤维、塑料、橡胶等高分子聚合物制成的用于岩土工程的新型建筑材料，具有防渗、隔离、加筋、过滤、排水和防护等功能，可以根据工程的要求进行选用。如土工织物是一种化纤产品，具有透水性，抗拉强度大，抗剪力强，可广泛用作渗水固结材料。土工膜有以沥青作为浸润粘结剂的沥青土工膜和聚合物土工膜两类，可加筋，也可不加筋，具有耐火、防腐蚀和抗拉强度大，延伸率可达150%～600%等特点，不易老化，在支挡建筑物中使用可显著提高承载能力和稳固性。特种土工合成材料，在路基工程中常用的有土工格栅、土工膜袋、土工网、土工垫、土工格室和超轻型土工合成材料等。复合型土工合成材料指综合运用土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料的组合材料，它能按工程需要，将不同构成材料的性能结合起来，更好地发挥材料的多功能作用?在路基的支挡建筑物中，如果埋入加筋的土工合成材料，可依靠其与岩土的相互摩擦作用，限制土体侧向变形、增强土体承载的整体性。修筑陡坡(路堤或路堑)，把加筋材料埋入土中，可阻止坡面滑动，防止滑坍。在填土坡端埋入筋材，可使边坡填土更加密实，防止填料侧向移动。在挡墙上部边坡放置土工织物，可阻止雨水渗入土层，保护挡墙。除了土工合成材料外，钢纤维、玻璃纤维和锚喷混凝土等也得到了应用。

在路基支挡工程中，结合采用新材料，施工方法和施工工艺，也不断提高和完善。2

挡土墙的概念挡土墙是支撑天然斜坡或人工边坡保持土体稳定的建筑物。它承受的主要荷载为土压力。挡土墙的各部分名称如图3—24所示。墙的顶面称为墙顶；墙的底面称为墙底；与填土接触的面称为墙背；与墙背对应的另一面称为墙胸；墙胸与墙底的交线称为墙趾；墙背与墙底的交线称为墙踵；墙背与竖直线的夹角称为墙背倾角；墙顶与墙趾间的垂直距离称为墙高。3

在高填路堤和陡坡路堤的下方设置挡土墙，可防止路堤边坡沿基底滑动，保证路基稳定，同时又可收缩坡脚，减少填方和少占农田。滨河或水库路堤在临水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和浸蚀，同时也可避免压缩河床或侵占库容。在路堑地段设置挡土墙可支撑开挖后不能自行稳定的边坡，同时减少刷方高度和刷方工程量。在不良地质地段，常以挡土墙加固边坡。此外，挡土墙还被用来整治溜坍、滑坡等路基病害。3

挡土墙的分类1．按挡土墙在路基横断面上的位置分

挡土墙按其在路基横断面上的位置分为路肩式、路堤式和路堑式三种，如图3—25所示。

2．按墙背形式分

当墙背为一平面时，称为直线形墙背挡土墙。当墙背由一个以上平面组成时，称为折线形墙背挡土墙。

按直线形墙背的倾斜方向分为俯斜式、仰斜式和竖直式三类，如图3—26所示。

3．按结构形式分

按挡土墙的结构形式分为重型结构挡土墙和轻型结构挡土墙两类。重型结构挡土墙主要依靠本身自重维持稳定，常用的有重力式和衡重式两种。3

挡土墙的施工特点挡土墙的施工大体上分施工放样、挖基坑、砌筑基础和砌筑墙身四个步骤。在施工中应注意下列事项。

1．挖基

(1)基坑开挖前应做好截排水工作；

(2)随挖随核对基础地质资料，如遇地质不良、承载力不足的地基，应通过变更设计采取措施，然后据以施工；

(3)墙基位于斜坡地面时，其趾部埋入深度和距地面水平距离，应同时符合设计要求；墙基高程如不能满足设计要求时，应通过变更设计后施工；

(4)采用倾斜基底时，应准确挖凿，不得用填补方法筑成斜面；

(5)基坑超挖部分，应用同强度浆砌体回填；

(6)基坑应视地质情况确定是否需要支撑加固以及加固类型，特殊条件下采用沉井和挖孔桩基础，并通过设计确定后，据以施工。

2．砌筑基础

(1)砌筑前，应将基底表面风化、松散土石清除；

(2)硬石基坑中的基础，宜紧靠坑壁，并插浆塞满间隙，使之与岩层结为一体；

(3)雨季在土质或易风化软石基坑中砌筑基础时，应于基坑挖好后，立即满铺砌筑～层；

(4)采用台阶式基础时，台阶转折处不得砌成竖向通缝；砌体与台阶壁间的缝隙应插浆塞满；

(5)应随砌筑分层回填、压实。

3．砌筑墙身

(1)砌出地面后应立即回填夯实，并作好排水设施； ‘

(2)伸缩缝与沉降缝内两侧壁间应平齐无搭叠，缝中防水材料应按要求深度填塞紧密；

(3)应按设计要求做好墙后隔水、排水设施，泄水孔的进水侧应设置反滤层，厚度不小于0.3m；

(4)预埋构件、检查梯、台阶、栏杆等应与墙身同时砌筑，并连接牢固。3

其他支挡结构简介近年来，随着科学技术的不断进步，出现了很多的新型支挡结构，如加筋土挡墙、锚杆挡墙、锚定板挡墙、对拉式挡墙、桩板式挡墙等。这类挡墙以抗拉强度较高的钢材或钢筋混凝土为材料，具有圬工少、造价低、便于拼装和机械化施工等优点，得到越来越广泛的应用。在此不再赘述，具体可参见其他相关教材和资料。3

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学