1．概述

　　在土木、水利工程建設中經常使用擋土結構，其中重力式擋土墻使用最為廣泛。按照建筑材料分類，重力式擋土墻使用最多的是干砌或漿砌塊石，也有現(xiàn)澆混凝土結構。干砌或漿砌塊石擋土墻由于是散體結構，抗剪和抗彎剛度低，因此，通常體積大，對地基承載力和變形要求高，因此在土基上不能設計成高度大的擋土結構。近年來，由于環(huán)保要求不斷提高，開山挖石受到越來越嚴格的控制，使干砌或漿砌塊石擋土墻造價不斷增加。

　　本文介紹一種剛開始使用的以預制混凝土塊為建筑材料的新型擋土結構，我們將其命名為自嵌式砌塊景觀擋土結構。該結構與傳統(tǒng)的干砌或漿砌塊石重力式擋土墻、澆混凝土擋土墻等結構相比具有如下優(yōu)點：

　　(1)擋土結構本身重量輕。通過在預制混凝土塊中留孔等方法，使塊體的表觀重度控制在18-20kN/m3，比巖石和現(xiàn)澆混凝土的重度低。

　　(2)塊體間具有相互咬合連接。預制塊間通過臺階、榫接等方式相互咬合，具有鎖定作用，增加了接觸面的剪切強度，從而提高了承擔土壓力的能力。

　　(3)砌塊與墻后填土形成整體。通過墻體和墻后填土中分層鋪設土工格柵，使砌塊與墻后填土形成整體結構，改善了擋土結構受力特性。

　　(4)砌塊外觀劈裂面為粗糙的花崗巖景觀形態(tài)，色調可以根據(jù)工程整體自然環(huán)境效果調配，具有幾十種顏色供設計人員選擇。顏色為自然巖石粉調和而成，具有抗風化能力強，在設計壽命期限內不腿色的特點。

　　(5)施工速度快，質量控制和檢測系統(tǒng)完善。

　　2擋土結構的形態(tài)

　　自嵌式擋土結構的單塊形狀和建成后的擋土結構外觀形態(tài)如圖1所示。

　　3自嵌式擋土結構設計與施工

　　3.1自嵌式擋土結構設計原則

　　自嵌式擋土結構設計目前國內沒有合適的規(guī)范遵循，其中安全系數(shù)可以遵守重力式擋土結構規(guī)范的規(guī)定。擋土結構計算包括如下幾個方面的內容：

　　（1）地基承載力校驗

　　自嵌式擋土結構能夠在承載力較低的地基上施工，由于整個結構具有較好的對地基變形的適應能力，使得該結構形式的擋土結構在地基出現(xiàn)較大不均勻沉降時仍能保持穩(wěn)定。圖2所示的擋土結構剖面是自嵌式擋土結構的典型形態(tài)，墻面傾斜角可以在10.60到180的范圍內調整。因為砌塊的表觀重度為19～20kN/m3，基本與填土的重度一致，因此沒有必要單獨校核墻基的承載力，只需要將擋土結構與墻后填土一起考慮。按照地基設計規(guī)范，擋土高度應該限制地基容許承載力范圍內。

　�。�2）整體抗滑穩(wěn)定性校驗

　　對于圖2所示擋土結構形態(tài)，由于填土中的土工格柵抗拉作用，地基發(fā)生滑動變形時，填土內不會出現(xiàn)拉裂縫，填土的抗剪能力能夠充分發(fā)揮。整體抗滑穩(wěn)定性校驗可以按照加筋土坡抗滑穩(wěn)定計算的“荷蘭法”進行計算。整體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計算公式如下：

　�。�1）式中：、－第土條在滑面位置的土體抗剪強度指標；

　�。�第土條單位長度的重量；

　�。�第土條滑面中點的切線與水平線的夾角；

　�。�穿過第土條滑面位置的土工格柵的拉力，一般可��；

　�。�土工格柵的抗拉強度。

　　按照擋土結構設計規(guī)范要求：。

　�。�3）擋土結構整體抗剪破壞校核

　　擋土結構在土壓力作用下，是否會在擋土墻底面位置發(fā)生剪切破壞需要校核。由于土工格柵的加筋作用，使擋土結構與土工格柵的加筋區(qū)形成一個整體，只有擋土結構與土工格柵的加筋區(qū)同時發(fā)生剪切破壞時才可能使擋土結構發(fā)生整體剪切破壞，只要土工格柵的間距不是過大，一般這種情況不會發(fā)生。

　　（4）土工格柵間距的設計

　　自嵌式擋土結構中，土工格柵對結構穩(wěn)定起關鍵作用，首先由土工格柵把擋土砌體與墻后填土連成整體，約束填土變形，增加了填土的強度；其次擋土砌體的土壓力通過土工格柵傳遞給填土，從而保持砌體結構穩(wěn)定。在產品設計手冊中，有專門的程序對土工格柵間距進行設計和校驗。

　　3.2自嵌式擋土結構的施工

　　自嵌式擋土結構塊體為工廠生產，塊體強度和外觀尺寸均勻性高，現(xiàn)場施工工人只要經過一天左右培訓即可勝任具體施工工作。為了保證工程質量，現(xiàn)場工程師必須掌握工程質量控制體系，主要包括如下幾方面工作。

　�。�1）材料的質量檢驗

　　擋土結構塊體的生產單位應該根據(jù)擋土結構設計要求，選用強度、外觀尺寸和顏色合適的產品，出廠時提供每批次產品的質量檢測報告和質量要求。當擋土結構塊體到達工程現(xiàn)場后，必須抽查各批次產品的質量，確認強度、外觀尺寸和顏色等是否達到設計要求并與生產單位提供的數(shù)據(jù)一致。土工格柵的生產單位應該根據(jù)設計要求，選用強度、外觀尺寸和材料合適的產品，出廠時提供每批次產品的質量檢測報告。當土工格柵到達工程現(xiàn)場后，必須抽查各批次產品的質量，確認強度、外觀尺寸和材料是設計指定產品并達到了質量要求。

　　（2）擋土結構的施工工藝

　　擋土結構的施工工藝主要包括以下幾個方面的內容：

　　擋土結構的基礎：擋土結構的基礎包括直接與擋土塊接觸部分和墻后填土中有土工格柵的范圍。對于直接與擋土塊接觸部分，需要其具有較高承載力和較小變形，以保證擋土結構的穩(wěn)定和外觀平順。通常該部分采用灰土回填地基、碎石回填地基甚至素混凝土地基，厚度200mm到300mm。墻后填土中有土工格柵的范圍一般僅需要在地基土含水率不高于最優(yōu)含水率+4%的條件下碾壓到壓實度高于80%即可。

　　擋土結構砌筑和墻后填土：擋土結構塊體砌筑主要注意按照設計坐標放線；第一層切除塊體后沿，以上各層保持層間密合而沒有土粒和石粒充填；土工格柵平順鋪設在擋土塊的全部范圍并繃緊后平鋪在填土中，長度滿足設計要求。墻后填土必須分層碾壓，碾壓質量滿足擋土結構規(guī)范或設計要求，分層檢測填土密實度。

　　4主要結論

　　4.1自嵌式砌塊景觀擋土結構外觀漂亮，與環(huán)境協(xié)調性好；

　　4.2自嵌式砌塊景觀擋土結構的安全系數(shù)可以參照干砌和漿砌塊石擋土結構規(guī)范；

　　4.3自嵌式砌塊景觀擋土結構將砌體與填土通過土工格柵連成整體，增加了結構穩(wěn)定性；

　　4.4自嵌式砌塊景觀擋土結構設計主要考慮地基承載力、整體抗滑穩(wěn)定性、擋土結構整體抗剪破壞、砌塊結構的穩(wěn)定性等四個方面的問題。