建筑工程 ●ｌ 浅析拱型基础挡土墙在农村公路建设及水毁抢修中的运用 郦 瑁 （贵州省平塘县交通局 贵州 平塘 ５５８３００） ［摘要］在农村公路建设及水毁抢修中运用拱型基础挡土墙具有较好的推广价值。 ［关键词］拱型基础挡土墙 农村公路建设 水毁抢修 中图分类号：Ｔｕ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ００９—９１ ４ｘ（２０１ ０）２８—００５７一们 拱型基础挡土墙，按照实腹式石拱桥设计原理和受力特点，将 拱圈作为挡土墙基础，就地利用开挖拱座基础的土石方填筑拱胎作拱 圈施工支架，使路基及其挡土墙能够安全有效跨越地质裂隙、溶洞、沿 河地形缺口及傍山陡峭山壁等不良地质构造的一种人工构造物。具有 桥的特点是恒载比重大，一般采用恒载压力线作为拱轴线。设计时应 多作优选，选择最合理的拱轴线，尽可能使拱轴线与恒载压力重合，以 减小拱轴线偏离恒载压力线而产生的拱内附加内力。其次是拱圈截面 验算。拱圈不仅作为挡土墙基础，而是直接承受本身自重，拱上挡墙 技术简单，旆工工艺简便，不受地形限制，可以因地制宣地设计成弯 拱基础挡墙，坡拱（不对称拱）基础挡墙及对称拱基础挡墙等多种形 式，能减少基础开挖，降低挡墙高度，不用考虑拱下通水，便于就 地取材，投资小，工期短。建成后的挡土墙稳固，路基整体稳定性好，拱 胎Ｉ 水淹没下沉或被水冲空也不会影响拱型基础挡土墙受力安全等优点。 一、拱型基础挡土墙设计 １、地质水文调查 拱型基础跨越方向与河水流向一致，应着重考虑洪水顺河岸对 拱型基础拱座的冲刷，且必须遵循交通部现行《公路桥涵勘测设计规 程》的规定。 ２、拱型基础的拱圈跨径确定 根据现场调查的地质水文情况确定拱圈两拱座间水平距离即为拱 圈跨径。拱圈跨径一般指净跨径。为方便设计和施工，拱圈跨径取整 数为宜。拱圈拱座基础必须具有足够的承载力和抗推力，并能满足拱 座具有足够的平面尺寸和埋置深度。拱座基础顺河岸迎水面必须具有 足够稳定的保护层，以防洪水冲空拱座基础，必要时对拱座基础进行 防护。拱型基础拱圈的经济跨径为５米≤Ｌ．．≤３０米。 ３、拱型基础的拱圈矢跨比确定 拱型基础的拱圈矢跨比根据拱座标高，路基标高及拟定跨径计 算确定，一般取ｌ／８≤Ｄ≤１／２为宜。拱圈顶部挡土墙高度为０．５ 米≤Ｈ≤０．７米。 ４、拱圈宽度确定 拱型基础的拱圈一般设计为矩形版拱和梯形版拱两种形式。拱 圈断面形式随挡土墙形式不同而不同。但无论何种形式拱圈，拱圈宽 度都不小于最低拱脚处挡土墙基础宽度，并确保在拱脚处墙背有不小 于０．２米的襟边宽度。 （１）当地形条件适宜外直内斜式挡土墙时（与桥涵拱上侧墙相似 拱圈断面为矩形断面，如图４—１所示。 （２）当地形条件适宜仰斜式挡土墙时，拱圈断面为梯形断面， 且拱圈断面为沿宽度方向从拱顶至拱脚不断增大的等原变宽载面，如 图４—２所示。 兰 芝 … Ｊ ：掷 ’ 目ｃ Ｈ ± 日 ¨ 屯 ５米 ＃ 、 ｍ—■ 晦 ● ● ＃ ２５ …２ ｄ 一 嚣鬻 。 ∞ 一 ｈ ～一 ； Ｈ一 ～ｏ靶 …｝… ÷ №■■ ｙｔ 自ｔ 一 Ｅｊ鼬 ＥＩ二： 鼍 １ｌ＿ ㈣………Ｉ－ ■ …一…‘ …Ｉ… ｒ—‘… 牌。Ｈ ∞ Ｈ ｆ姐 ５、拱圈厚度计算 拱圈厚度根据实腹式拱桥设计原理和方法计算。首先确定拱轴线 型。共轴线型一般设计为圆弧线和悬链线两种，当跨径Ｌ≤２０米时， 拱轴线型采用圆弧线；当跨径Ｌ＞２Ｏ米时，拱轴线采用悬链线。石拱 及墙背填料自重产生的恒载效应和汽车荷载、拖挂车荷载产生的活载 效应以及气温变化产生的温度效应相组合的综合效应。为保证拱圈在 最不利组合效应作用下受力安全，必须对拱圈截面进行验算。拱圈截 面验算主要是验算拱顶截面、Ｌ／４截面和拱脚截面在各种荷载效应最 不利组合下的抗压效应、抗剪效应、截面偏心距及稳定性能是否满足 安全要求。 拟定的拱圈宽度和厚度一经截面验算满足安全要求，宽度和厚 度尺寸随之确定。否则，重新计算，直至满足为止。 ６、拱座及其基础计算 同理，拟定的拱座及其基础尺寸一经基底应力、基础截面强度 和基础稳定性验算满足安全要求，长、宽、高尺寸也随之确定。在拱 座基础计算过程中，起决定性作用的因素主要是地基承载力，地基与 基础的承载力验算按ＪＴ６Ｄ６３—２００７的有关规定执行。 ７、拱型基础的形式 根据挡土墙所处的地形和位置不同，拱型基础主要有弯拱、坡 拱（不对称拱）和对称拱三种形式。 当挡土墙处于弯道路段时，拱型基础设计为弯拱基础。但无论 处于弯道内侧或外侧，拱圈拱项和Ｌ／４截面均必须设置梁宽不小于 ３０厘米，梁高与拱圈厚度相同的钢筋混凝土联系梁与路基连接，梁 端嵌入路基长度不小于Ｉ．０米，连系粱混凝土标高不低于Ｃ３ ５，如 图７一ｌ所示。 … … ｌ ｌ ｌｔ ’ 一． ｛ 一 一一一 … ｔ 当挡土墙处于纵坡较大路段时，拱犁甚础谬计为坡拱即不对称拱 如图７—２所示 、 『 Ｉｌ ｉ当挡土墙处于纵坡小于３％路段或跨越溶洞、地质裂隙路段时，拱 型基础设计为对称拱，如图７一ｌ和７—２所示。 ８、拱型基础挡墙材料规格 拱型基础挡墙的材料规格均采用同等跨径石拱桥的材料规格。 ＝、拱型基础挡墙旖工要点 １、拱座基础开挖。拱座基础必须置于硬质基岩，并嵌入基岩 ｌ米以上，才能满足地基承载力、抗推力和抗冲刷要求 ２、土牛拱胎填筑。在拱座基坑开挖前先进行拱胎各控制断面 拱腹标高控制，并设置足够预拱度。土牛拱胎利用拱座开挖的废弃材 料填筑，填筑前将地面杂草铲除并挖成５Ｏ厘米宽台阶，逐层填筑并夯 实 拱胎外侧用片石干砌并超出拱圈边线不小于５Ｏ厘米，作为拱圈砌 筑工作平台。 拱胎平整时按拱腹线形在拱胎与路接合部开挖不小于３Ｏ厘米的衔 接平台，以使拱圈与路基有更好的衔接。拱圈内边缘与路基接合部设 ２厘米竖向接缝，并用胶泥填塞，以适应拱圈变形并起到防渗作用。 ３、拱圈和挡土墙砌筑均遵照交通部现行《公路桥涵施工技术 规范》的有关规定。通过多年的实践和运用拱型基础挡土墙不仅及时 解决了水毁工程中高挡墙的砌筑、半幅路基的修复，安全跨越地质裂 隙、溶洞、沿河地形缺口等不良地质，而且建成的拱型基础挡土墙经 历多次的洪灾检验，拱圈和挡土墙无任何开裂和下沉现象，充分说明 拱型基础挡土墙的整体稳定性好，能与路基形成较好的衔接，工期短， 投资少，具有较好的运用和推广价值。 抖技博芫Ｉ ５７