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2025年第33期(11月下)
格宾挡土墙在公路路基中的应用
钟志芳
(广西钟贺高速公路有限公司,广西贺州542800)
摘要:为解决某高速公路互通C匝道右侧路基边坡滑塌问题,采用格宾挡土墙进行处治,系统研究其结构设计、稳定性及应用
效果。基于工程地质条件设计台阶形格宾挡土墙,明确格宾网箱及填充石料的技术要求,同时采取换填级配碎石及铺设无纺土
工布的地基处理与排水措施。通过理正岩土软件验算,挡土墙面稳定性满足规范要求。施工后的长期监测结果表明,格宾挡土
墙水平位移主要集中在前15d,后期趋于稳定,处治效果良好。研究成果为同类公路路基边坡滑塌防护提供了技术参考。
关键词:公路路基;格宾挡土墙;稳定性;位移监测
中图分类号: 文献标识码:B
0引言 2格宾挡土墙方案设计
相对于衡重式、仰斜式等传统重力挡土墙,格 为了保证路基边坡安全,清除滑坡体后在坡脚
宾挡土墙对地基承载力要求低,能适应地基变形, 设置格宾挡土墙,墙顶以上按1:。格宾挡
无须设置沉降缝和反滤层,施工工艺简单,工程造 土墙为台阶形,墙高5m。格宾挡土墙在布置时应
价较低。同时,格宾挡土墙施工后,可在台阶上培 与地形、路线相适应[2],分段长度取2m。为了保证
土绿化,有利于边坡水土保持[1]。为此,本文结合 格宾挡土墙稳定,墙底埋入深度不宜小于1m。在
工程案例来研究格宾挡土墙的应用要点。 斜坡路段,,具体布
置方案如图1所示。
工程概况
1 格宾挡土墙
某高速公路路线全长50km,起讫桩号为K0+ 2 m
000—K50+000,设计速度为100km/h,设计标准
77
为双向四车道。在高速公路运营期间,南乡互通C 777
匝道右侧(CK0+595—CK0+731)路基经历持续强
地面线
降雨天气后,雨水渗入路基,土体抗剪强度降低,
使得路基边坡产生滑塌。
路基所在区域属低山丘陵地貌,地形起伏大, 图1格宾挡土墙布置方案
格宾挡土墙材料
,边坡覆盖层以第四系坡
残积黏土、强风化灰岩、中风化灰岩等为主,计 1)格宾网箱
算参数见表1。地表水不发育,无河流通过。地下 公路路基的格宾网箱可利用强度高、耐腐蚀性
水主要是第四系孔隙水、基岩裂隙水,具有微腐 好的低碳钢丝裁剪、拼接而成,网面抗拉强度不低
蚀性。 于50kN/m,网孔尺寸取75mm×75mm,网箱尺寸
取100cm×100cm×50cm,如图2所示。
表1路基边坡覆盖层参数
一般情况下,裁剪线位置为格宾网箱的薄弱位
天然状态 饱和状态
置,可利用机械翻边工艺将格宾网面钢丝在边端钢
覆盖层 重度 黏聚力 内摩擦 重度 黏聚力 内摩擦
/(kN/m³) /kPa 角/° /(kN/m³) /kPa 角/° ,以加强格宾网面钢丝和边端
黏土 28 22 22 16 钢丝的连接质量。另外,路基所在地区降水量丰
强风化灰岩 38 33 35 30 富、气候湿润,应在格宾网箱的钢丝表面镀一层较
中风化灰岩 50 45 45 40 厚的锌,隔绝钢丝与外界环境中氧气、水分的接
收稿日期:2025-06-13
作者简介:钟志芳(1983—),男,广西富川人,高级工程师,从事路桥管理工作。
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交通世界
TRANSPOWORLD
1)重力
1: 对于挡土墙结构重力、填土重力,可用体积和重
度的乘积直接计算,其中格宾单元重度取18kN/m、
1: 填土重度取19kN/m。
4×100 200
< 2)填土侧压力
个
' 作用于格宾挡土墙墙背的填土侧压力只考虑土
( O
O 压力,忽略被动土压力,可按库伦理论计算,见
O 0 00×9
O O
公式(1):
O O O
1
单位:cm E = KarLH (H + 2h0 ) (1)
2
图2格宾挡土墙尺寸
式(1)中:E为主动土压力;K为主动土压力系
触,以实现防腐蚀目的。
数;H为墙高;L为计算长度;γ为墙背土体重度。
2)石料
假设K=,则每延米格宾挡土墙的主动土压
格宾挡土墙内的石料应采用质地坚硬完整、抗
。
风化性强、不易崩解的片石或块石,且强度不低于
3)车辆荷载引起的土侧压力
MU3O[3]。如石料粒径过小,会从格宾网箱的网孔内
车辆荷载引起的土侧压力可根据墙高换算成等
漏出,导致格宾挡土墙的自重减小,墙体稳定性
代均布土层厚度,计算方法见公式(2):
差;如石料粒径过大,难以紧密填充、压实,空隙
率大,且局部对钢丝产生压力过大,容易导致格宾 h0 = q (2)
r
网箱变形。结合工程实践经验,建议格宾网箱内石 式(2)中:h0为换算土层厚度;q为车辆荷载
料的粒径宜控制在100~300mm。 强度。
格宾挡土墙地基处理与排水
当墙高低于2m,q取20kN/m²;当墙高高于
1)地基处理
10m,取10kN/m²;当墙高介于2~10m,q可利
由于地层表面为黏性土,承载力较低,不适合
用直线内插法计算。K8+600—K8+960段的墙高为
直接作为格宾挡土墙的持力层。鉴于此,将黏土层
5m,则$²},。
挖除2m,换填级配碎石并压实(分层厚度≤30cm),
4)施工荷载
确保处理后的地基承载力不小于200kPa[4]。
格宾挡土墙稳定系数计算时,施工荷载主要考
2)排水
虑施工人员、材料、机械设备,分别取1、5、
格宾挡土墙的透水性好,墙背地下水可沿着墙身
10kN/m2。
流出。为了防止格宾挡土墙墙背回填料因水流冲刷而
流失,可在格宾单元和回填料布置1层无纺土工布。
根据《公路路基设计规范》(JTGD30—2015)
(以下简称《规范》),格宾挡土墙应重点验算抗滑
3格宾挡土墙稳定性分析
动、抗倾覆稳定性,计算方法见公式(3)和(4):
准确计算作用于格宾挡土墙的荷载是稳定性分 [N + (Ex − )tan α0]u +
$K_{1}=$ (3)
析的基础。由于CK0+595-CK0+731段不属于浸水 Ex − N tan α0
地区,,格宾挡土墙稳 GZG + EyZx + × EpZp
$K_{2}$ (4)
定性计算时只需考虑永久荷载和基本可变荷载,具 ExZy
体荷载组合见表1。 式(3)~式(4)中:K为抗滑动稳定系数;K₂为
抗倾覆稳定系数;N为作用力基底上合力的竖向分
表1荷载组合
力; 为主动土压力水平分力; 为被动土压力水
组合 荷载名称 具体荷载 E E
I 永久荷载 挡土墙结构重力、填土重力、填土侧压力 平分力;E为主动土压力竖向分力;为基底倾斜
挡土墙结构重力、填土重力、填土侧压力,车 角;G为格宾挡土墙结构重力;Z_、Z、Z、Z为
Ⅱ 永久荷载+基本可变荷载
辆荷载引起的土侧压力、施工荷载
N、E、Ex、E作用点至墙趾的距离。
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总735期
2025年第33期(11月下)
选择桩号CK6+000、CK6+500、CK7+000处的
量 CK6+000断面
路基断面作为计算对象,不同断面的稳定性验算结 ● CK6+500断面
1
▲CK7+000断面 二
果如表2所示。 -
表2格宾挡土墙稳定系数
抗滑动稳定系数 抗倾覆稳定系数
计算断面
荷载组合I 荷载组合Ⅱ 荷载组合I 荷载组合Ⅱ
CK6+000
CK6+500
CK7+000 -
-10 0 10 20 30 40 50 60 70
由表2可知,格宾挡土墙各个计算断面在荷载 监测时间/d
组合Ⅰ和荷载组合Ⅱ, 图3格宾挡土墙变形监测结果
,满足《规范》要求,说 CK7+000。对于同一监测断面,随着监测时间的在
明格宾挡土墙处于安全稳定状态。 增加,格宾挡土墙的水平位移不断增大,且水平位
移主要集中在监测前期。当监测时间低于15d,格
格宾挡土墙位于斜坡上,应对挡土墙地基及填 宾挡土墙的水平位移变化速率快。当监测时间高于
土的整体稳定性进行验算,稳定系数不应小于 15d,格宾挡土墙的水平位移基本保持稳定,达到
。根据《规范》,整体稳定性分析可采用简化 。
Bisshop法,稳定系数计算方法见公式(5):
5结论
总抗滑力 ∑cili + wi cos αi tan φi (5)
$K_{3}$ 总下滑力 ∑wi sin αi 本文以某高速公路互通C匝道右侧(CKO+595
—CKO+731)路基为研究对象,分析了格宾挡土墙
式(5)中:K为整体稳定系数;c为第i个条块黏聚
的应用技术要点,得到以下几个结论。
力;l为第i个条块滑动面弧长;W为第i个条块自
1)格宾挡土墙在布置时应与地形、路线相适
重;α为第i个条块倾角;$为第i个条块内摩擦角。
应,控制最小埋深和距地表水平距离。
为提高计算效率,利用理正岩土软件自动搜索
2)格宾挡土墙格网箱宜采用镀锌低碳钢丝,
滑动面。经计算,最不利滑动面对应的总抗滑力为
内部石料宜采用片石或块石,粒径控制在100~
,,则整体稳定系
300 mm
数K3大于125,满足《规范》要求。
3)格宾挡土墙稳定性计算考虑永久荷载和基
本可变荷载,,抗倾
4格宾挡土墙应用效果
。
4)格宾挡土墙监测时间越长,水平位移越大,
在格宾挡土墙的CK6+000、CK6+500、CK7+
且大部分位移集中在前15d。
000断面各设置2个监测点(墙顶和墙底各1个)。
主要监测格宾挡土墙的水平位移,监测设备采用全 参考文献:
站仪,监测时间间隔控制在3~7d。当位移基本保
[1]
持稳定后,停止监测。如在监测期间发现格宾挡土
究[D].兰州:兰州交通大学,2024.
墙位移突变,应及时上报监理工程师并分析原因, [2]
采取加固措施,防止路基边坡再次滑塌。 的应用研究[J].城市道桥与防洪,2021(9):193-195,
198.
格宾挡土墙各个监测断面在施工结束后60d内 [3]
的水平位移监测