一、任务来源
随着社会发展速度不断加快，城镇化建设规模也随之增长，我国市政工程建设行业施工技术也随之日新月异，特别是在城镇化建设中通过设置挡土墙起到边坡支护作用的工程越来越常见。随着城市发展不断向外扩张，地形起伏较大区域，往往需要修建挡土墙来提高土地的利用率。
我公司承建的济南市市中区柏石峪片区搬倒井立交东北侧的搬倒井片区建设项目，项目西侧规划有一条片区内循环通道，该内循环通道主要为片区内的交通服务。通道的两侧分别为商务办公写字楼、山体泄洪沟，且两侧高差达14米。通道与商务办公写字楼的水平距离约为5米，与山体泄洪沟的水平距离约为6米，且两侧高差达14米，无法进行放坡回填；而修建桥梁虽可以跨越高差，但无法防止桥下的楼房基础水土流失。因此，如何改进高差悬殊大、空间受限等复杂因素影响的路基施工技术，同时解决土体支挡与道路建设两条需求，是当前急需解决的课题。
我单位成立课题组针对上述问题开展研究，采用重力式挡土墙结构对土体进行支挡，挡墙顶部设置U型结构，槽内施工道路结构，解决了土体支挡与道路建设两条需求。
二、应用领域和技术原理
挡墙顶外悬箱仓路面组合结构技术可以广泛应用于市政工程中的陡坡地段、为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段、可能产生塌方、滑坡的不良地质地段、高填方地段、水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段、为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的地段等支挡工程
挡墙基础嵌入岩层，投入毛石与挡墙主体相连。挡墙主体分层施工，模板采取阶梯式立模，每层递进0.4m，下层台阶作为上层台阶立模基础，模板采用锚杆快速拉结固定，提高了模板安装效率，降低了施工危险。
三、技术原理
挡墙主体混凝土分层浇筑，混凝土处于初凝状态时均匀摆放毛石，毛石外露1/3-1/2与上层连接。减少了水泥用量，降低了水化热，避免产生温度裂缝，同时减少了层间混凝土搭接时间，提高了施工效率。下层混凝土终凝后浇筑上层挡墙混凝土。挡墙墙背设置台阶，提高与土体摩擦力，提高了墙背土体稳定性。上部设置U型结构，槽内施工道路结构及配套市政管线。挡墙与U型结构相结合形成一个同时具备支挡、通行、排水的道路结构体系，减少了土地占用，大大提高了空间利用率。
挡墙顶外悬箱仓路面组合道路结构图
四、性能指标
1.基础施工
（1）基础嵌入岩层不少于0.5米，挡墙基础层施工时，首先在已处理完成的岩层上浇筑8~15cm厚混凝土找平层。采用（1.5m）的钢模板，纵向每间隔60cm预埋1m长铆钉，铆钉外露20cm，拉结钢模板，钢模板与铆钉间采用横向螺栓（长1.5m）及斜向螺栓（长2.2m）焊接连接，在挡墙基底范围外使用斜向钢管和木方进行外侧支撑。
（2）浇筑50cm混凝土，待混凝土处于初凝状态时，投放一层毛石，外露长度不小于10cm，待打底混凝土硬化后进行后续第二层50cm厚混凝土浇筑，再均匀投放第二层毛石。浇筑第三层混凝土后，均匀摆放毛石，毛石外露1/3-1/2与上层连接，并及时进行养护。
2.挡墙沟槽回填
基础混凝土强度达到设计强度80%时，沟槽两侧分层对称回填，每层虚铺厚度25cm的用量，小型压路机压实，每层压实度不少于95%。
3.挡墙施工
（1）操作平台搭设 首先在回填完挡墙沟槽墙面侧搭设脚手架支架，每步支架高度1.5米，在支架顶搭设操作平台，墙面侧支架随挡墙浇筑连续向上支设，墙背侧模板随墙后回填逐层上移，回填至已浇筑层顶部后进行模板支设。
（2）一步挡墙模板安装 模板采用钢模板，每步模板支设高度1.5米，首先沿挡墙两侧长度方向上，每间距60cm预埋Ф16螺纹钢铆钉，铆钉长1米，埋入下部基础砼内不少于0.8米，钢铆钉作为模板加固拉结点，
与钢模板间通过横向Ф16螺栓（1.5m）及斜向Ф16螺栓（2.2m）连接，横向和斜向螺栓与钢模板之间采用螺母进行固定，与铆钉之间采用电弧焊进行焊接固定。
（3）一步挡墙混凝土浇筑 模板加固完成后即开始对一步挡墙进行分层浇筑、分层抛石，第一层混凝土浇筑高度50cm，初凝状态时进行第一层毛石均匀抛投，保证毛石外露10cm以上，按此步骤进行第二层混凝土浇筑50cm，第二层毛石投放，以及第三层混凝土浇筑50cm，第三层毛石投放，即完成一步挡墙混凝土浇筑，同时在浇筑完成的混凝土内预埋铆钉，用于二步挡墙模板固定。
（4）二步挡墙模板安装及混凝土浇筑 一步挡墙混凝土强度达到设计强度80%后，对一步挡墙墙背侧模板拆除并进行碎石土回填，回填保证压实度95%以上，以回填后的碎石土为操作平台，进行墙背侧二步挡墙模板支设，支模时以一步挡墙边为基准，模板向内移0.4米，采用与一步挡墙相同的方式拉结加固模板。墙面侧二步模板支设前将脚手架操作平台向上搭建，支模时以一步模板为依托，通过埋设的铆钉，对钢模板进行拉接固定。模板支设完成后即对二步挡墙进行分层浇筑、分层抛石，步骤与一步挡墙浇筑一致。同时在浇筑完成的混凝土内预埋铆钉，用于三步挡墙模板固定。
（5）三步挡墙模板安装及混凝土浇筑 二步挡墙浇筑并达到设计强度后，将一步挡墙墙面侧钢模板拆除，搭设墙面侧三步挡墙施工操作平台，将拆除的一步钢模板上移至三步挡墙处使用。同时拆除墙背侧二步钢模板，并进行碎石土回填压实，以回填压实后的碎石土为操作平台，进行墙背侧三步挡墙模板支设。模板加固及混凝土浇筑方式与一步、二步相同。其余挡墙施工方式同前三步施工方式。施工至三步挡墙时，进行排水管布置，排水管纵向间距3米，呈梅花桩布置，泄水孔处设置反滤包，防止泄水孔阻塞。
三步挡墙浇筑示意图（单位：米）
4.墙背回填
待挡墙混凝土强度达到80%时，进行墙背回填。每层松铺厚度不超过25cm，确保每层填料的压实厚度为20cm。摊铺后进行分层碾压，距离挡墙1m范围内采取小压路机进行边部处理，以减少对墙体的扰动。
5.挡墙顶部U型结构施工
挡墙顶部采用U型结构外侧悬挑，结构尺寸为(0.4*0.7*1.6）m。悬挑结构主体采用16工字钢作为悬挑支撑平台、复合板作为模板、扣件式支架配合水平剪刀撑、竖向支撑杆及对拉螺杆对支架模板进行整体性加固的支架结构形式。
6.U型槽内施工道路结构及配套管线
采用8%灰土回填U型结构至管道设计槽底标高后预埋管线，在进一步进行回填至路床标高，施工道路结构层。道路结构层施工完成后，在两侧翼板上部施工钢筋混凝土防撞墙。
五、与国内外同类技术比较
1.填方路基虽可以消除高差，但在地面空间有限，加上周边环境与地质条件影响，特别是居民小区，土地利用率少的情况下，填方路基会造成土地资源利用率小无法满足两侧边坡坡率空间。
2.桥梁虽可以跨越高差，桥梁下部结构无支挡作用，无法满足居民小区地基支挡作用，无法防止桥下水土流失，造成小区路面下沉等情况。
3.采用重力式挡墙
通过结合重力式挡墙与道路施工工艺组合而形成的组合式重力挡墙施工组合结构施工技术的实施，解决土体支挡与道路建设两条需求。挡墙墙背设置台阶，提高与土体摩擦力，提高了墙背土体稳定性。上部设置U型结构，槽内施工道路结构及配套市政管线。将支挡、道路、排水结构集与一体，形成一个同时具备支挡、通行、排水的道路结构体系，减少了土地占用，大大提高了空间利用率，防止水土流失，保护与合理利用水土资源，建立良好生态环境。
六、成果创新性、先进性
1.通过对道路边坡稳定性、上部道路空间影响因素分析提出了组合式重力挡墙施工组合结构形式。
2.通过对组合式重力挡墙施工作用机理的分析，提出组合式重力挡墙施工组合结构施工技术。
3.通过对挡墙模板支撑加固稳定性及悬挑支架安全性验算，确定组合式重力挡墙施工组合结构最优的施工方案。
4.依据相关的标准规范及设计要求，通过现场试验确定了组合式重力挡墙施工组合结构施工方式及相应的施工参数。
5.形成了组合式重力挡墙施工组合结构施工成套技术。
七、推广应用的范围、条件和前景及存在问题
1.推广应用的范围、条件和前景
组合式重力挡墙施工组合结构技术可以广泛应用于市政工程中的陡坡地段、为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段、可能产生塌方、滑
坡的不良地质地段、高填方地段、水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段、为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的地段等支挡工程。该方法方便简单，易于操作，既能提高施工效率，又提高了土地利用率，降低施工措施费，减少资源浪费，符合节能环保的施工理念，具有良好的推广应用前景。
随着国家对土地开发力度的加大，临近山体、建筑物施工，相邻道路高差大，道路建设空间受限等影响，本项目的推广应用可以消除高差，解决道路建设空间受限问题为市政工程较好较快的服务社会提供了条件，具有广泛的推广前景。
2.存在问题
本技术在高差悬殊较大的情况下，由于挡墙高度高，下部基础相应变宽，所占土地面积较大，同时随着挡墙高度的增加，经济效益降低，挡墙自重也相应增加，对挡墙地基承载力的要求越来越高。下步将进一步研究改进挡墙基础承载力及减少底部基础空间占用问题，提高该组合式重力挡墙施工组合结构的使用范围。

一、推广应用的范围、条件和前提
组合式重力挡墙施工组合结构技术可以广泛应用于市政工程中的陡坡地段、为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段、可能产生塌方、滑坡的不良地质地段、高填方地段、水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段、为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的地段等支挡工程。该方法方便简单，易于操作，既能提高施工效率，又提高了土地利用率，降低施工措施费，减少资源浪费，符合节能环保的施工理念，具有良好的推广应用前景。
随着国家对土地开发力度的加大，临近山体、建筑物施工，相邻道路高差大，道路建设空间受限等影响，本项目的推广应用可以消除高差，解决道路建设空间受限问题为市政工程较好较快的服务社会提供了条件，具有广泛的推广前景。
二、推广应用措施
2022年9月，搬倒井城中村改造经营性用地地块 A 建设项目规划道路工程总承包（EPC），因挡土墙西侧存在老虎山隧道，东边是产业园，如采用填方路基虽可以消除高差，但无法满足两侧边坡坡率空间，亦不利于道路与产业园交叉施工；如采用桥梁，虽可以跨越高差，但无法防止桥下的楼房基础水土流失。采用组合式重力挡墙施工组合结构施工技术，严格控制现场施工质量，各项性能指标均满足设计要求，整个挡土墙结构体系稳定，未发生安全质量问题。
通过在两个工地的应用，编制了组合式重力挡墙施工组合结构技术施工指导手册及工法在集团公司内进行应用。