高速公路高路堤加筋土挡墙变形分析与研究讲解
从力学角度分析高速公路填砂路堤拓宽加筋土工程施工支护结构
从力学角度分析高速公路填砂路堤拓宽加筋土工程施工支护结构摘要:近年来,我国高速公路的发展取得了可喜的成就。
但是,随着近年我国交通量猛涨,尤其在沿海比较发达的地区,再加上许多原有高速公路通行能力下降,无法满足人们的通行要求,需要在原先基础上进行加宽改造。
但时至今日,我国采用加筋土方式在高速公路填砂路堤拓宽施工过程中仍经验匮乏,技术未完全成型,尚缺乏完备的理论支撑,针对应用加筋土挡土墙拓宽高速公路填砂路堤还有待深入研究。
本文从高速公路填砂路堤拓宽加筋土工程存在的缺陷和病害特征入手,从力学角度深入分析加筋土工程施工支护结构,从而提高对高速公路进行拓宽之后的使用性能。
关键词:拓宽填砂路堤;加筋土;支护结构;力学分析随着我国经济迅速崛起,高速公路也在飞速发展,自1998年起我国第一条高速公路——沪嘉高速建成通车以来,截止2009年底,全国高速公路通车总里程6。
5万公里,仅次于美国,位居世界第二,并有望于2020年,国家高速公路网基本建成之际实现通车总里程10万公里。
但是,随着近年我国交通量猛涨,尤其在沿海比较发达的地区,再加上许多原有高速公路通行能力下降,无法满足人们的通行要求,需要在原先基础上进行加宽改造。
目前,对高速公路进行拓宽有两种手段:不改变原来的边坡坡比进行拓宽以及保持原先的坡脚位置,将边坡变陡进行加宽。
考虑到尽量不占用有限的土地资源,实际拓宽工程偏向于采用后一种拓宽方式。
但是不管采取哪种手段,在实际实施过程中,会遇到很多难题:一方面,目前急切需要拓宽高速公路的工程主要集中在公路沿线经济发达、城镇化程度较高、人口密集的东部沿海地区,拆迁土地费用昂贵;另一方面,对于受到自然条件极大限制的西部山区,沟多坡高,拓宽路基困难重重,很多情况下,需要增加填砂路堤的坡度,进行原位拓宽,从而减少土地占用。
启用加筋土工程可以很好地实现高速公路填砂路堤原位拓宽。
1997年8月加宽工程动工的广佛高速公路就是我国首条进行加宽扩建的高速公路。
西部某高速公路高路堤变形机制分析及处治措施
西部某高速公路高路堤变形机制分析及处治措施探讨摘要:本文依托西部某高速公路过湿土高路堤在施工过程中滑塌变形,通过施工阶段的补充勘察、取样,对变形成因进行分析,拟定合理设计参数,根据理论计算及工程实践提出切实可行的方案对比,依据经济、技术、工期、环保、可持续发展的原则,择优选择最终施工处治措施,可为过湿土高路堤勘察、设计、施工提供依据。
关键词:高路堤;过湿土;圆弧滑动;桩板墙;碎石桩;反压护道一、引言西部某高速公路k63+527~k63+687段为填方高路堤,填方最高15.58米。
施工图设计勘察揭露覆盖层为第四系残坡积粉质粘土,黄褐色,呈软塑~可塑状,厚1.6~4.5m,下伏基岩为侏罗系遂宁组泥岩。
依据勘察资料,设计采用底部铺片石1.5米+碎石0.1米+砂0.1米+1层土工格栅处治,设置观测桩9处、沉降板3处对高路堤进行观测。
2011年8月16日下午,路基填方高度至13~14m时,右侧发生滑塌变形现象,填筑顶面塌陷宽约12m,高1.5~2.0m(图1),坡脚农田发生隆起现象(图2)。
为查清原因,为设计处治提供可靠依据,对该项目区进行了施工阶段的补充工程地质勘察工作。
图1填筑路基塌陷图2坡脚农田隆起二、项目区环境地质及水文地质条件认识项目区属丘陵地貌,原地貌横跨两小冲沟,地形总体南高北低,冲沟切割浅,一冲沟走向337°,沟底平缓,纵坡小于3%,底宽约50m;另一冲沟走向27°,沟底平缓,纵坡小于3%,底宽约60~90m。
素填土:路基填方体,成分为泥岩碎块为主夹少量粘性土,黄褐色,松散~密实,路基底部换填层内底部约1m有水富集,勘探揭露厚0.5~14.9m。
残坡积层粉质粘土:黄褐色、灰褐色,可塑状为主,干强度中等,韧性中等,无摇震反应,分布厚薄不均,东西南三侧较薄,北侧较厚,钻探揭露最大厚度9.7m。
路堤以外地表以下分布1~3m厚度不等的过湿土,软塑状,灰褐色、黄褐色,路堤以下局部呈软塑状。
加筋土挡墙变形研究现状及其发展趋势
加筋土挡墙变形研究现状及其发展趋势加筋土挡墙运用非常广泛,其变形的影响因素和计算方法研究对工程的安全使用及其应用和推广有着重要意义。
通过对加筋土挡墙变形的研究现状进行分析,从而预测发展趋势,对将来的研究有一定的指导和借鉴意义。
标签:加筋土挡墙;变形;发展趋势引言近年来,我国经济建设持续发展,随着水利工程、市政工程、高速公路、高速铁路等一系列基础设施建设的开展以及对岩土技术研究的不断深入,新型材料的不断涌现,加筋土技术在工程方面得到了广泛的应用和推广。
在国内,这项技术主要应用在交通、水利、市政等行业,尤以加筋土挡墙和加筋土护岸工程居多,多年工程应用实践表明,加筋土技术的推广应用取得了巨大的经济效益和社会效益。
1 加筋土挡墙变形研究现状我国现行加筋土挡墙设计方法基于试验基础考虑了墙的整体稳定性,加筋体的断裂和抗拔能力,但很少考虑实际工作状态下地基和挡土墙的变形。
一方面,相对现行设计方法基于的典型几何尺寸和荷载而言,墙的变形相对较小但对于已经超出经验设计方法考虑范围以内的非标准断面和加载条件下的加筋土挡墙的设计来说,考虑墙的变形性质就显得更为重要;另一方面,通常认为加筋土挡墙作为柔性结构,变形协调能力较强,不需要对地基进行任何处理就可以进行加筋土挡墙工程施工。
然而,在工程实践中,不少加筋土挡墙工程在承载力满足要求的情况下由于变形过大而发生坍塌,表明在加筋土挡墙设计中考虑变形的影响和控制的重要性。
因此开展针对性的加筋土挡墙的变形研究既具有理论研究意义,也具有现实意义。
各国学者进行了多种加筋土模型试验和数值分析,以最为传统、安全而保守的极限平衡法为主,以及伴随计算机技术发展应运而生的有限元法对加筋土填料、筋材、面板刚度、地基土的压缩性和超载对加筋土结构稳定性的影响、筋土相互作用机理开展了一系列的研究并得到了许多的成果,变形控制设计理论和强度控制设计理论是加筋结构设计的主要理论基础。
通过对工程的现场实测,建立试验模型、建立数值模型对各种形式、高度的多种加筋土挡墙进行了分析,总结了很多的规律、推导出了一些新颖的算法、开发出了新的计算程序、提出了新的理论分析模型,为以后更好的应用这一技术打下了坚实的基础。
新建及拓宽公路路堤挡土墙受力及变形有限元分析
新建及拓宽公路路堤挡土墙受力及变形有限元分析公路路堤挡土墙是公路工程中常见的结构形式,其主要作用是支撑路堤的土体并承受来自路堤土重和交通荷载的作用。
为了保证公路路堤挡土墙的稳定性和安全性,需要对其受力和变形进行有限元分析。
首先,我们需要建立有限元模型。
根据挡土墙的几何形状和材料特性,可以选择合适的有限元单元来建立模型。
挡土墙一般为矩形或梯形,可以使用梁单元或板单元进行建模;土体可以使用弹性或弹塑性材料模型进行建模。
接下来,我们需要确定边界条件。
一般情况下,土体的底部可以视为固定边界,墙体可以视为固定边界或受限位移边界,顶部可以视为自由边界或受限位移边界。
边界条件的选择需要根据具体情况进行合理设定。
然后,我们需要给模型施加外荷载。
外荷载主要包括路堤土重和交通荷载两部分。
路堤土重可以根据土体的密度和体积计算得到;交通荷载可以根据设计标准和交通流量计算得到。
在有限元分析中,我们可以通过施加位移或力来模拟挡土墙的受力和变形。
一般情况下,挡土墙的受力主要包括水平力、竖向力和弯矩三个方向。
水平力来自于侧推土压力和交通荷载;竖向力来自于土重和交通荷载。
通过有限元分析,可以计算出挡土墙在各个方向上的受力情况。
同时,挡土墙在受力过程中会发生变形。
主要变形包括水平位移和竖向位移。
水平位移主要由挡土墙的刚度和支撑条件决定;竖向位移主要由挡土墙的压缩变形和土体的沉降决定。
通过有限元分析,可以计算出挡土墙在各个方向上的变形情况。
最后,我们需要对分析结果进行评估和优化。
根据有限元分析结果,可以评估挡土墙的稳定性和安全性,并进行必要的结构优化。
例如,根据挡土墙的受力情况,可以调整墙体的厚度或增加加筋措施;根据挡土墙的变形情况,可以采取加固措施或调整土压力的施加方式。
综上所述,新建及拓宽公路路堤挡土墙受力及变形有限元分析是保证公路工程稳定性和安全性的重要工作。
通过适当的有限元模型建立、合理的边界条件设定和准确的荷载施加,可以得到挡土墙在受力和变形过程中的详细情况,为工程设计和施工提供依据。
路堤加筋土挡墙变形分析与研究
该 区年降雨 量 3 7mm~ 5 3mm, 6 3 降雨 主 要集 中在
6 9月 份 。 区 内 地 下 水 为 第 四 纪 松 散 堆 积 层 内 的 ~
孔 隙水 , 于 距 地 表 1 深 度 以下 。原 地 面 以下 位 0m
收 稿 日期 : 0 60 4 2 0 4 1
裂缝 贯 通 , 宽度 随着 高度 的增加 而增 加 。 () 3 路面沉 降较 为 明显 , 大沉 降达 1 m。 最 8c
3 2 变 形 的机 理分 析 . 路 堤加筋 土挡墙 失稳 的原 因主要 有 以下三个 方
面 :
作 者 简 介 : 莉 敏 , ,9 1年生 , 士研 究 生 , 从 事 岩 土工 程 方 面的 科 研 工 作 。 盂 女 18 硕 现
浸水 等各种 意外 情况 时 , 种 支 挡结 构 的安 全性 可 这 能会 出现 问题 。因此研 究加 筋土挡墙 后 期稳定 性 和 变形 特征具 有重 要 的意义 。
该桥长 约 8 双 向 四车道 设计 , 2 0m, 宽 2m。引道 路 堤用砾 类 土 、 碎石 和聚丙 烯塑 料编织 带填筑 , 堤两 路 侧竖直 临空 面采用 混凝 土砌块 拼接 配合 聚丙烯 土工 带挡 土 , 高处为 9m。2 0 最 0 4年 8月连 降暴 雨后 , 发 现部分 路堤纵 断 面有 裂 缝产 生 , 有 横 向裂缝 多 条 并
孟 莉敏 ,鄢 贵权
(. 州 大 学 资 源 与环 境 学 院 , 阳 50 0 ;2 贵 州 省科 学 院 , 阳 50 0 ) 1贵 贵 503 . 贵 5 0 3
摘
要 : 年 来 随 着 高 速 公 路 建设 的发 展 , 筋 挡 墙 在 碎 石 高 填 方 路堤 中 的应 用 逐 渐 增 多 , 时也 表 现 出不 少 路 基 近 加 同
高填方路堤中加筋复合挡土墙设计浅析
6科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O .14SCI EN CE &TEC HNO LO GY I N F O RM ATI ON 建筑科学山区高速公路建设中,常遇到地形较陡,填土较高,高速公路下方有溪河、公路或大型建筑物,存在废方和采用重力支挡结构时地基承载力不满足设计要求等情况,加筋挡土墙是一种常用措施。
加筋土是由一层或多层水平加筋构件与填土交替铺设而成的一种复合体。
在土中加入筋条可以提高土体的稳定性,加筋土承受土体产生的侧向拉力。
加筋土强度的提高或者说加筋土体稳定性的增加,其基本原理存在于筋——土间的相互摩擦阻力原理,一般归纳为:摩擦加筋原理和准黏聚理论。
1加筋高路堤变形破坏型式及机理分析加筋高路堤按其变形破坏诱因,可以分为内部因素和外部因素破坏两大类。
加筋高路堤破坏的内部因素是指加筋路堤内部土体结构的完整性。
1.1导致加筋高路堤破坏的内部因素主要有(1)加筋材料强度与回填土摩擦阻抗力不足引起的拉拨破坏;(2)加筋材料强度不足产生的断裂破坏;(3)材料的连接点破坏;(4)回填料之间的脱离;(5)材料表面与回填料间的脱离。
1.2加筋挡墙高路堤破坏的外部因素是指加筋路堤外部土体的物理力学性质及外部土体结构的稳定性由外部因素导致加筋高路堤破坏的主要型式有:①基底滑动破坏;②深层整体滑动;③局部承载能力破坏;④过度沉降;⑤倾覆破坏。
加筋挡墙高填路堤变形破坏的机理是十分复杂的,往往是多种因素综合的结果:①加筋材料类型的选用和材料参数的控制不当。
在选用或设计加筋材料时要考虑加筋材料的延伸率或蠕变与路堤填筑材料适应变形的能力相协调,否则,由于加筋材料在拉力作用下的延伸率或蠕变太大而使路堤加固失效。
②路堤填方压实不良、加筋材料连接不好。
路堤填方土料性质欠佳、路堤填方压实不良,将直接影响加筋效果的发挥,导致加筋土体的强度达不到应有的要求;而加筋材料连接不好,在加筋材料受力后将造成加筋材料之间的滑移,从而导致变形增加。
浅议长乐至平潭高速公路加筋土挡墙的设计与应用
浅议长乐至平潭高速公路加筋土挡墙的设计与应用摘要:本文对长乐至平潭高速公路采用加筋土挡墙支挡路基的原因进行分析,同时针对该工程的实际情况详细介绍加筋土挡墙的设计、验算步骤及施工要求,得出加筋土挡墙具有受力性能好、结构合理、方便施工、节约造价等优势,对同类工程具有一定借鉴价值。
关键词:长平高速加筋土挡土墙钢筋混凝土筋带1.工程概况长乐至平潭高速公路(以下简称长平高速)是京台高速公路的重要组成部分,是福州市与平潭综合实验区之间的重要快速通道。
本次设计的挡土墙工程位于长平高速与营滨路相邻段,该范围由于长平高速线路紧贴施工中的营滨路,在无法调整线路的前提下,需进行路基支挡,该段地质由上而下依次为:上覆8米厚粘土、6~8米厚细砂、6米厚粘土,下覆熔结凝灰岩以及其风化层。
挡墙持力层为粘土层,地基承载力容许值150kpa。
2.方案比选根据地质情况,若采用常规的重力式挡墙,如12米高的衡重式挡墙,则要求地基承载力需大于360kpa,远远大于地基承载力容许值150kpa[1]~ [3],需对基底进行处理,如采用CFG桩处置(本次方案比选暂定)等;若采用扶壁式挡墙,计算出的地基承载力需大于200kpa,也大于持力层150kpa的地基承载力容许值,需对地基进行浅层处理,而且11米高的扶壁式挡墙造价相对较高;相比较而言,采用造价较低、地基承载力要求较低的加筋土挡墙,可解决该段地质差,用地限制的问题。
方案比选详见表1:表1 方案比选表根据上表可知:不考虑基底处理的情况下,加筋土挡墙均比其他两种形式挡墙造价省;而且不管是衡重式挡墙还是扶壁式挡墙,基坑开挖均需对临近的营滨路进行破坏,而加筋土挡墙基础没有侵入营滨路,基坑开挖无需破坏营滨路路基。
3.加筋土挡土墙的设计3.1 材料的选择加筋土挡土墙主要依靠筋带与填料之间产生的摩擦力来保持结构的稳定,因此筋带和填料的合理选择是加筋土挡土墙安全的保证。
筋带可以分为钢带、钢筋混凝土带和聚丙烯土工带三种。
山区高速公路高路堤加筋土挡土墙的设计
第3 第2 3卷 期
西南民族 大学 学报 ・ 自然科学版
J u n l f o t we t ie s, o t n l i sNa u a ce c d t n o r a uh s Un v r i f r oS t y Na i ai e - t r l in e E i o o t S i
挡墙工程为 实例,以设计方案比选、拉 筋设计拉筋抗拔稳定检算以及 面板和其他构造的设计为重点,并对 筋土之 间的摩 擦 系数取值 方法进行讨 论、进一 步拓展 了加 筋土技术在 山区高等级公路 上的应用范 围.
关键词 :高路堤:加筋土;挡土墙;土压 力
中图 分 类 号 : 4 7 U 1 文 献标 识 码 : A
我国加筋土技术研究应用始于 2 世界 7 年代中期. 9 8 0 0 17 年在云南田坝煤场修了我国第一座试验性加筋土
挡土墙, 90 18 年在山西晋城一 陵川公路上首次应用了加筋土挡土墙,9 5 19 年竣工的国道 22 1 线重庆北碚龙西线 公路中采用了 2 米钢塑带加筋土挡土墙,9 7 2 19 年楚大高速公路中采用加筋土挡墙也取得 了令人满意的工程技术
引言
挡土墙是用来支撑天然或人工斜坡 、防止土坡坍塌 、保持土体稳定性的建筑物, 它承受的主要荷载是土压 力. 在土木工程中, 重力式挡土墙是挡土墙的主要形式, 但因其墙身断面大 、占地多, 不利实现施工的机械化和 工厂化l 随着科技的发展, ‘ 】 各种轻型挡墙不断应用到土木工程中, 加筋土挡土墙就是其中常见的.
内容有抗倾覆稳定、抗滑稳定和地基承载力.
1 拉筋抗拔稳定检算 . 4 计算方法及原则可按 《 铁路路基支挡结构物设计规则 》【 理. 4 、
和经济效益.
公路工程施工中加筋挡土墙施工技术分析
公路工程施工中加筋挡土墙施工技术分析
摘要:公路工程是我国的基础工程,联通了我国的各个交通要塞,使得人们的出行与货物的运输都变得便捷通畅,为国家的经济发展,与新时代的社会建设提供了载体,公路施工的各个环节都应加以重视,以多个层面的技术分析,确保工程的安全性与稳定性,其中加筋挡土墙施工技术做为公路施工中的重要环节,具备较强的外界抗负荷能力,得到了公路施工的推崇,目前已经广泛的应用于公路的施工建设中,通过加筋挡土墙施工技术,能够极大化的提供公路的路基安全,且其成本的费用不占据过多的造价条件,应结合以往的公路施工优化手段,提出加筋挡土墙施工技术的创新策略。
二、公路加筋挡土墙的施工工艺
1.测量放样
施工单位要对挡土墙基座轴线和边桩精确测定,根据实际情况可以适当加桩,要将护桩设置在已测定的控制桩周围,使施工时挡土墙的位置精度得到保障,要对基坑开挖深度严格控制,将放样资料全部上报监理人员审查,合格签字后方可进行施工作业。
2.基坑开挖
施工过程中,可采用人工配合挖掘机的方法进行基坑开挖,开挖时要严格按照基坑底类型、尺寸等设计要求进行施工,另外要确保埋置深度满足施工要求。如果有松软地层出现在施工路段,可通过跳槽法开挖来防止失稳现象存在于墙身上部,再开挖深度与设计深度相符后整平基坑并将其夯实。如果需要换填基底土质,需要先将软土挖除,将优质填料分层铺设在基底,随后进行夯实,相比于原基坑宽度,换填层基坑宽度必须大1~1.5m左右。在开挖基坑时,要对基坑边坡的稳定性综合考虑,挡土墙放坡严格按照施工要求进行。对于水位以下的基坑,在完成开挖施工后要及时将水排出,防止基底长时间浸泡。当挖掘机施工深度超过标高30cm时,需要停止机械挖掘,改为人工挖基,避免原土被扰动或出现超挖情况。基坑开挖到设计标高后,需要及时处理基底,避免暴露的地基因长时间浸泡或扰动而出现承载能力削弱,同时要及时复验断面集合尺寸,监测地基承载力,在符合施工要求后方可前,要备齐施工所用机械设备,根据施工路段的施工条件,该段施工所用机械设备包括以下几种:1台PC200挖掘机进行土方开挖;3台15m2自卸车进行土方运输;3台ZH70插入振捣器进行砼施工;1台钢筋切断机、1台钢筋弯曲机和1台钢筋调直机进行挡土墙的钢筋加工;2台RX300交流电焊机进行钢筋焊接,2台TS100污水泵进行排水。
高速公路高路堤加筋土挡墙变形分析与研究
[ ]钱家欢 , 宗泽.土工原理与计 算 1 殷 北京 :水利水 电出版社 ,19 . 94
[ ]李广信 .加筋土体应 力变形的新途径.岩土工程学报 ,19 ,( ) 2 9 8 3
收稿 日期 :20 0 07— 6一l 1
路 堤 宽 度 , m
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图 6 墙 体 竖 向变 形 数 值 模 拟 图
3 2 2 路基压实度不满足要求 .. 多年来 ,碎石土路基 的填筑质量控制 一直为公路 工程界所关 注。压实 度反 映了于密度 与含 水量和压实 能量之 间的相互影 响。如果填土工程 的压 实度达不 到
5、图 6 。
3 2 3 筋带不合理 .. ( )根据 目前 国 内高 速公 路 加筋 土 挡墙 的规范 1 要求 ,筋带材料应使用钢带或钢筋混凝 土带 ,而该段 设计 采用了聚丙烯土工带 ,这对高速公路 高墙 的安全 性 是很不够 的。
( )西塔高速公 路 海 山立 交 段 加筋 土 挡 墙路 基 1 失稳 的原 因主要是 :路堤成形后浸水 ,引起黄土进 一 步湿 陷沉降 ;在公 路 运营过 程 中 ,长期 的振 动荷 载 , 以及在路堤 自重 的作用下 ,工后沉 降更 为加剧 ;路 堤 填料压实度不够 ,筋带不合理等 。 ( )加筋 土 挡墙 因其 独 特 的优势 , 目前 在 我 国 2 的公 路尤其是高速公路建设 中被广泛使 用 ,但 可借鉴 的高大加筋土挡墙 的现场测试资料较少 ,以致工程设 计 过于保守或不安全 的现象时有发生 。建议 对此 开展 专 门的试 验研究 ,以促进 加筋土技术 的深入发展 。
高路堤加筋土挡土墙的变形和受力研究_杨广庆
第22卷 第2期岩石力学与工程学报 22(2):321~3262003年2月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb.,20032000年10月17日收到初稿,2000年12月12日收到修改稿。
作者 杨广庆 简介:男,31岁,硕士,1993年毕业于石家庄铁道学院铁道工程系铁道工程专业,现任讲师、北方交通大学博士研究生,主要从事岩土工程方面的教学和科研工作。
高路堤加筋土挡土墙的变形和受力研究杨广庆1,2蔡 英3 苏 谦3(1北方交通大学土建学院 北京 100044) (2石家庄铁道学院土木工程分院 石家庄 050043) (3西南交通大学土木工程学院 成都 610031)摘要 一座总墙高为31 m 的多级台阶式高路堤加筋土挡土墙首次应用于我国铁路正线上。
为了研究各级墙的侧向位移、基底应力及墙背土压力的分布规律,对该挡土墙的变形和受力进行了现场原型观测。
观测结果表明,各级墙的侧向位移均较小,且下部测点的侧向位移较墙顶测点要大;各级墙基底应力均小于100 kPa ;墙背土压力呈曲线形分布,4 m 宽台阶的存在使墙后填土顶面的外荷载对该墙的侧向土压力影响不大。
该结论可供今后加筋土挡土墙的研究和设计参考。
关键词 土力学,加筋土,挡土墙,变形,土压力分类号 TU 413.6+2 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2003)02-0321-06TESTING STUDY ON DEFORMATION AND STRESS OF REINFORCEDEARTH RETAINING WALL FOR HIGH EMBANKMENTYang Guangqing1,2, Cai Ying 3, Su Qian 3(1College of Civil Engineering and Architecture ,Northern Jiaotong University ,Beijing 100044 China )(2Academy of Civil Engineering ,Shijiazhuang Railway Institute ,Shijiazhuang 050043 China ) (3College of Civil Engineering ,Southwest Jiaotong University ,Chengdu 610031 China )Abstract A reinforced earh retaining wall with height H = 31 m and four steps was builded in the main railway line of China firstly. In order to research the lateral deformation ,basement pressure and lateral pressure of each wall ,the testing study is made on the full-scale. It is disclosed that the lateral deformation of the low position is larger than that of the top position for each wall ,the basement pressure of each wall is smaller than 100 kPa ,and the lateral earth pressure with curve distribution is confirmed. The lateral earth pressure is constant basically for each wall because of the bench of 4 m behind wall. The test results can be used as a reference for future studies and designs of reinforced earth retaining wall.Key words soil mechanics ,reinforced earth ,retaining wall ,deformation ,earth pressure1 前 言加筋土技术自1958年法国亨利・维达尔发明以来,以其优良的特性,受到工程界的青睐,得到迅速发展。
加筋土挡墙坍塌的形成及原因分析
陡坎 ( 图 1 。场 地 高程 为 10 0 10 8m, 对 见 ) 0 ~ 2 相
高 差 达 2 8m。
维普资讯
Hi h y 路 tmo i e g 公 wa s& Au与 t汽 运 to s o v App ia i n lc
总 第 17 2 期
Hih y g wa s& Au o tv plc to s tmo i e Ap ia i n
19 3
加 筋 土挡 墙 坍 塌 的形成 及 原 因分 析
吴 成 余
( 四川 省 交通 厅 交 通勘 察设 计研 究 院 ,四 川 成 都 60 0 ) 1 0 9
摘
斜 坡上一 农 户房屋 完全 跨塌 。滑坡 前 缘距成 昆铁路
最 近距离 为 6 严 重影 响成 昆铁 路 的交 通 运输 安 0m,
全 。为查 明滑坡产 生原 因 , 挡 墙 抢 险设 计 提 供 地 对
挡 墙 左 侧
图 1 滑 , 对该 段滑 坡进行 了补充岩 土工 程勘察 。
段原 始 地 形 为 向金 沙 江 倾 斜 的斜 坡 , 度 为 1 。 坡 5~ 3 。 K0 6  ̄ 8 0m 段 为冲 沟 , 1 0m, 0 。 +7 0 0 长 4 沟底 宽
2 Om, 割深度 3 2m; 口位于 线 路 左 侧 成 ~1 切 ~1 沟 昆铁路 路 基 旁 , 向约 7 。 纵 向坡 度 角 , 路 右 侧 走 3; 线
攀枝 花 市钒 钛 产 业 园 区 1 路 A 合 同段 K0 道 +7 8 8 7  ̄8 6段 加 筋 土 挡 墙 和 局 部衡 重 式 挡 土 墙 在
20 0 7年 8月 2 9日 1 8时发 生坍 塌 , 塌墙 体 长度 约 坍
加筋土挡墙变形特性研究进展
Researchprogressondeformationcharacteristicsofreinforcedsoilretainingwall
LISihan1,CAIXiaoguang2,JINGLiping1,LIUWeiwei2
(1.KeyLaboratoryofEarthquakeEngineeringandEngineeringVibration,InstituteofEngineeringMechanics,China EarthquakeAdministration,Harbin150080,China;2.CollegeofGeologicalEngineering, InstituteofDisasterPrevention,Sanhe065201,China 地 震 工 程
2019年 12月
WORLDEARTHQUAKEENGINEERING
组合填料加筋土高路堤挡墙受力性能分析
科学技术创新2021.11组合填料加筋土高路堤挡墙受力性能分析官志斌(福建农林大学,福建福州350002)山区高速公路地质条件复杂,以高填深挖路基为主,路堤高度较大且受地质情况影响较大。
因此,路堤在运营期间稳定性是一个重要的安全问题,已经对我国高速公路的设计、施工、运营产生了严重的影响[1]。
目前,我国高速公路路堤以路堤边坡和重力式挡墙应用较为广泛。
不过,路堤边坡和重力式挡墙存在占地大、工程量大的问题。
并且重力式挡墙自重较大,对地基承载力要求高。
为克服以上不足,一些学者和工程人员提出可采用加筋土挡墙取代放坡或重力式挡墙,并用轻质泡沫混凝土取代部分路堤填土。
泡沫混凝土是一种新型材料,具有轻质、节能、环保的特点[2],将其应用于边坡填筑工程具有重要的工程和环保意义。
在边坡项目中,采用泡沫混凝土代替普通填土,可有效减小自重,从而降低对地基及其附近土层的破坏,即提高了边坡的稳定性,同时也降低了后期维护费用和边坡治理问题。
并且,采用泡沫混凝土作为边坡填筑材料,还可降低施工难度,省时省力,具有较高的经济效益。
不过,尽管采用泡沫混凝土作为填筑材料具有较高的工程和经济意义,但如何更加合理的对其进行设计和施工还需进一步研究,冯文强[3]对影响边坡稳定性的施工治理薄弱环节展开了研究,结果表明,抗滑桩锚索预应力张拉、桩间土换填和桩顶加筋高填方土体压实度这三个因素对边坡稳定性有较大影响,在设计、施工环节应采取相应的防护措施。
高红灵[4]对高填边坡的支护结构展开研究,研究发现,削坡状态下边坡处于失稳状态,而采用预应力锚索、抗滑桩和格构梁组合的支护形式,边坡稳定性得到显著改善。
沙桢晖[5]对边坡支护工程的研究发现,坡脚处设置抗滑桩,坡面设置格构梁+预应力锚索的支护方式,可以提高抗滑桩的水平荷载抗力,改善坡体的抗滑力。
不过,对于泡沫混凝土填筑边坡的稳定性研究还较少。
鉴于上述,本文以某泡沫混凝土路基填筑项目的边坡工程为背景,采用ABAQUS 建立模型,着重分析了锚筋强度、边坡填筑材料的质量密度对高填边坡稳定性的影响。
基于高速公路边坡防护中的加筋挡土墙施工研究
基于高速公路边坡防护中的加筋挡土墙施工研究摘要:随着我国基础设施建设的不断深入,所面对的复杂工况也较为显著。
尤其是在高速公路建设中边坡的安全与防护更是必不可少。
然而,从实践的角度来看,高速公路边坡防护的效果一直是困扰施工方的一个难题,尤其是在高填方且临近地方设施的情况下更是如此。
故而,采用加筋挡土墙的方式对相关系统进行构建,有助于增加施工的遵从性,并切实提高其工程质量。
本文以具体的工程施工为基本案例,在结合前人研究经验的同时总结公路边坡防护的经验及其风险,并就具体的加筋挡土墙施工控制及规避手段分析其中的关键环节与施工质量保障,希望通过本文的研究能够为今后的相关施工提供必要的理论基础与实践指导。
关键词:高速公路;边坡防护;加筋挡土墙;关键环节;一、引言随着我国公路建设的不断深入,高速公路施工已经成为一种常见方式。
然而,在高速公路的整体施工模式中,除了技术较为复杂、成本较高之外还存在着较大的安全风险隐患,其中边坡的不遵从及其坍塌是较为常见的一种。
针对上述问题,国内外专家学者开展了广泛的研究与论证,就其根本大致可以分为如下三个主要方面:第一,从产生原因的角度对边坡不遵从的形成及具体风险隐患进行分析。
如韩莉(2015)在其文章中指出“边坡不遵从的产生可以分为自然因素与人为因素两种,其中首位的自然因素主要是指高速公路边坡施工位点的地质条件、水文条件等客观因素;所谓的人为因素主要是指在施工过程中所产生的支护体系不完善、施工管理不到位、施工环节不科学等不遵从现象”而其产生的风险也主要表现在经济、安全、寿命以及施工周期等几个方面;第二,从危害的风险分析角度开展必要的研究。
如金生斌(2016)在其文章中指出“高速公路边坡病害所产生的原因是一个系统工程,其在施工过程以及后续的运维中具有较为明显的指标参数变化。
在此种模式下形成有效的风险评估机制对相关高速公路边坡病害的避免及其预判具有积极价值。
在实际的施工过程中要根据实时位点动向数据搜集体系的建立而形成规范性效应,对相关支护体系的建设作出应用的贡献”;第三,针对高速公路边坡病害治理与控制的手段、技术及方法进行探究。
加筋土挡墙墙面变形控制研究(图文)
加筋土挡墙墙面变形控制研究(图文)论文导读:并增设一条与轴线平行的校准基线,曲线段应加密控制点。
加筋土挡墙转角处应安装异型面板。
3)1.0M以外部分压实后,再填筑反滤料压实1.0M范围内部位,有利于减小墙面变形。
关键词:加筋土挡墙,控制,墙面变形一、前言加筋土挡墙最先于1963年法国工程师亨利.维达尔提出设计理论。
其工作机理为:填料自重和外力产生的侧压力传给面板,面板把侧压力传给埋设在填料中的筋带,筋带和填料之间产生的摩阻力平衡了侧压力,筋带、面板、填料复合成能保持填料侧面稳定垂直的加筋土墙体。
80年代我国开始研究和运用。
目前加筋土挡墙已千余座,最高的达50.5M,最长的是重庆沿长江的滨江路长7.5KM。
贵州赤水市防洪堤加筋土挡墙段堤长430m,堤高8.4m,矩形C25钢筋砼面板厚170mm,高600mm,回填料为砂砾石,投资600余万元。
贵州榕江县防洪堤堤长1082m,堤高5.5~9.5m,槽形板CBⅠ型C25钢筋砼面板厚250mm,高500mm,回填料为砂砾石,投资1200余万元。
堤设计断面分别如图一、图二。
现结合上述两工程实际进行介绍。
二、施工过程控制(一)主要材料控制1、回填料可用天然土、工业废碴等,但严禁使用白垩土、腐质土、冻结土及含水量过高的土料。
水利工程中回填料一般都采用水稳性较好的砂砾石,填料粒径不大于填料压实厚度的2/3,且最大粒径不得大于15cm。
赤水工程1060mm的填料含量偏低,小于5mm的含量过高,碾压时易产生橡皮土;榕江工程填料级配合理,便于压实。
赤水防洪工程回填料筛分试验统计结果见表(表一),榕江防洪工程回填料筛分试验统计结果见表(表二)表一料径级配100100-8080-6060-4040-2020-1010-55平均值(%)8.39.510.711.59.56.713.529.8含量区间(%)2.5-16.37.7-16.88.4-16.25.7-19.36.3-13.53.2-10.37.8-18.519.8-36.5料径级配5-22-11-0.50.5-0.250.25-0.10.1平均值(%)3.965.004.496.346.154.05含量区间(%)1.5-6.32.7-8.31.8-9.21.8-10.73.9-13.42.1-10.9表二料径级配100100-8080-6060-4040-2020-1010-55平均值(%)11.797.0510.216.620.810.66.317.1含量区间(%)3.6-25.41.3-12.54.1-17.710.4-28.314.1-28.55.9-16.63.0-13.48.1-23.0料径级配5-22-11-0.50.5-0.250.25-0.10.1平均值(%)4.513.302.563.492.121.02含量区间(%)2.19-9.01.54-5.321.09-3.511.53-6.210.93-3.920.52-1.662、钢塑复合拉筋带,CAT30020-B型筋带在赤水和榕江工程中均用到,其极限抗拉力大于9.0KN,似摩擦系数为0.45,CAT30020-C型筋带只在赤水工程中用过,其极限抗拉力大于12.0KN,似摩擦系数为0.45,单位长度破断伸长率小于2%。
路高填方路基工程中加筋土挡墙的施工技术分析
路高填方路基工程中加筋土挡墙的施工技术分析摘要:加筋土挡墙技术在公路高填方路基施工中被广泛应用,具有稳定土体,保护公路的作用。
建筑企业需牢牢把握路基填方工程中加筋土墙施工要点,提高整体施工质量。
本文结合具体施工案例,在案例分析基础上,探讨了加筋土挡墙施工质量控制要点,为有关部门施工提供经验借鉴,旨在提高挡土墙承载能力,为公路稳定运输提供技术保障。
关键词:路高填方;路基工程;加筋土挡墙;施工技术引言:加筋土挡土墙主要由填土、拉带以及砌块等材料构成,能够起到承受土体压力的作用,是柔性结构物的一种。
加筋土挡土墙在路基工程中应用具有造价低廉、节约土地、外观和谐等特点,具有良好的经济效益与社会效益。
建筑企业需要加强加筋土挡墙技术研究,科学将其应用在路高填方路基工程施工中,保障公路施工稳定性。
1.工程实例研究该公路段位于湖北省,是湖北省某县与某市的连接线段,在道路施工设计上主要以高填土路基为主。
在道路左侧地区,多为自然风光,在道路右侧包含大量农田。
其在路基填土施工中具有高差大等特点,设计部门为了减少施工占地,优化整体公路结构,选择以加筋土挡墙施工方式,提高土体工程特性。
在该方案中,挡土墙长度约为180m,设计拉筋土宽度18m,施工面板以边长为40cm的六角形为主,在筋带材料选择上,选择CAT30020B型号钢塑复合带。
在挡土墙身设计中,按照公路施工方向,每隔20m路程,设置距离为1cm的沉降缝,缝隙间施工以沥青板为主,并添加很多絮状物,在墙面坡度设计中,其比例为1:0.5[1]。
2.施工材料选择与应用加筋土挡墙施工需要应用多种施工材料,其中包括筋带、面板、添加料等,添加料与筋带需要在施工过程中分层铺设,在施工程序上需以交替施工法为主,在经过碾压、夯实之后,以复合材料形式存在。
在此过程中,可以有效增加土体与筋带之间的摩擦效果,并通过材料之间摩擦,实现稳固路基,加固填方土体的作用,并提高整体工程稳定性。
添加料与筋带材料选择是加筋土挡墙施工前提条件,也是整体路基施工重点,以下是该公路路基施工过程中,添加料与筋带应用主要方式,具体如下。
公路工程中加筋土挡土墙施工技术分析_1
公路工程中加筋土挡土墙施工技术分析发布时间:2022-05-20T07:35:15.882Z 来源:《工程建设标准化》2022年第2月3期作者:董海臣[导读] 现阶段,高速公路路基边坡防护技术较多,其中挡土墙防护应用较为广泛,董海臣山东东泰工程咨询有限公司摘要:现阶段,高速公路路基边坡防护技术较多,其中挡土墙防护应用较为广泛,其防护作用效果也最为明显。
挡土墙按其受力条件可采用重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、空箱式、板桩式、锚杆式或加筋式等断面结构型式。
加筋式挡土墙因其诸多优点而被众多工程项目采用,本文主要对公路工程中加筋土挡土墙施工技术进行分析,详情如下。
关键词:公路工程;加筋土挡土墙;施工技术引言挡土墙支挡结构具有成本投入低、施工效率高以及支挡成效好的特点,因此在我国公路工程领域中极受欢迎。
然而受技术人员设计水平等因素影响,挡土墙投入使用后裂缝、滑动等情况屡见不鲜,要解决此类问题必须对其进行改造加固操作,实际方案主要基于被动加强思路。
从技术层面分析,该思路可以有效达到加固目的,然而从工程角度分析,挡土墙的支档作用并未得到有效发挥。
同时在部分特殊条件下,受场地等因素的限制,成本投入会大幅提升,难以达成经济性、技术性平衡的局面。
因此,进一步优化挡土墙加固方案成为行业内的主要研究内容。
1挡土墙的设计内容分析挡土墙设计需要经过多个步骤,在资料收集完善后方可开展设计工作。
具体设计过程中,技术人员首先需要计算墙高,随后计算主动土压力和振动系数等墙上荷载,在此基础上开展墙型选择工作。
现阶段应用较为广泛的挡土墙形式呈现出多元化特征,如重力式挡土墙、柔性挡土墙等。
在获取基础材料后,技术人员在具体设计过程中需要依据施工实际情况,综合考虑技术性以及经济性基础上选定墙址。
首先,测绘所选定墙址处的纵向地面线,并核对路基横断面图,同时收集墙址区域的地质以及水文资料。
其次,选择墙后填料,并在此基础上计算填料的物理力学参数以及地基参数。
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侯怀亮,男,助理工程师。
高速公路高路堤加筋土挡墙变形分析与研究
侯怀亮段小强
(中交第一公路勘察设计研究院陕西西安710075
摘要高路堤加筋土挡墙在同类设计中以其经济优势较为明显被广泛地采用。
但往往由于地基
情况较为复杂,加之目前对高大加筋土挡墙没有较成熟的计算方法。
因而在后期的运营中,容易形成路基病害。
文章根据变形特征对西塔高速公路加筋挡墙的破坏机理进行了研究。
关键词高速公路碎石填方路堤加筋土挡墙
1引言
加筋土挡墙是一种较为新型的支挡结构,与传统
的重力式挡墙相比,具有容许沉降量大、施工快、造价低、占地少、减少土方等特点,这是公路、铁路建设中广泛采用的重要原因。
在设计这种支档结构时,拉筋的材料、伸缩模量、最大伸长量、填筑体的级配、含水量、压实度、整个填筑体的允许沉降量等都是设计的重要内容。
但由于拉筋的老化,公路运行后填筑体(路堤进一步密实固结,遇到路基浸水等意外因素时,其安全性可能会出现问题。
因此,研究加筋土挡墙后期的稳定性和变形特征具有重要的意义。
2概况
青海省西宁至塔尔寺高速公路海山分离立交,是
一座加筋土挡墙结构的互通分离式公路立交桥。
桥长约80m,双向四车道,宽
22m 的引道路堤是以砾类土、碎石和聚丙烯塑料编织带填筑,路堤两侧竖直临空面
采用混凝土砌块拼接配合聚丙烯土工加筋带挡土,挡墙最高9m 。
加筋土挡墙地处冲积平原二级阶地上。
年降雨量367~533mm,主要集中在6~9月份。
区内地下水为第四系松散堆积层内的孔隙水,地
表下10m 深度内未见地下水。
原地面以下10m 内地
基土层均为第四系松散堆积层,自上而下主要为黄土状亚粘土及圆砾土。
黄土状亚粘土厚610m 左右,分布及层厚较稳定。
土体含水量为18%~21%,天然孔隙比为01802~11045,塑性指数为813~1013,压
缩系数为01344~11255MPa -1
,容许承载力为90~100kPa,路基黄土湿陷性已消除。
圆砾土厚度一般大于10m,容许承载力400kPa 。
路基填料以圆砾为主,局部为砂砾,松散—稍密状态。
3加筋土挡墙失稳特征及原因分析311失稳特征
该桥于2004年7月竣工后投入使用,2004年8月连降暴雨后,发现部分路段纵向产生裂缝,并有横向裂缝多条,2005年3月裂缝和变形进一步发展。
至2005年10月,最大侧胀变形达120mm,混凝土砌块偶有鼓胀侧移,变形量逐渐增大,路堤局部填土出现严重下沉,最大处达180mm,威胁着加筋土挡墙的安全。
其变形特征如下。
(1墙体外倾。
外倾主要有三种形式:①墙体高度中部向外鼓出;②整体外倾;③墙体向外倾斜,墙体上部变形更大,砌块鼓出。
见图1~图3。
(2
路面开裂。
裂缝主要分布在挡墙顶部内215
~310m,裂缝贯通,宽度随高度的增加而增加。
(3路面沉降明显,最大沉降达180mm 。
312变形机理31211非自重性黄土湿陷
路基的持力层为非自重性湿陷性黄土。
黄土的结构理论认为,黄土的微结构特征是黄土中的粘胶微粒
和碳酸钙凝成的集粒和微碎屑矿物共同组成的许多架空结构和孔隙,粒状架空结构是骨架颗粒之间直接接触,颗粒间的连结刚度和强度均较小,在外荷和浸水情况下发生变形和溃散,颗粒发生新的配位排列,产生不同程度的湿陷变形。
目前对黄土
湿陷性的处理不外乎是强夯、换填等方法。
该段在施工时采用了夯实。
其机理是,在重力的作用力下破坏黄土的结构,消除其部分湿陷性。
但这种消除只是相对的,在后期工程实施以后,因附加应力增大,在遇水情况下黄土
・
151・侯怀亮等:高速公路高路堤加筋土挡墙变形分析与研究
的结构进一步破坏,导致地基承载力降低。
特别是
2005年春灌,路基意外浸水后使其承载力大幅度降低,成为该段路基失稳的起因。
路基的沉降过大,从本质上讲就是承载力不够的结果,挡墙必然表现为一定的倾覆和沉降变形,见图4。
路堤外侧裂缝正是这种倾覆破坏的表现,路堤高度随路线里程变化而变化,其纵断面方向必然产生不均匀沉降,以致路面横
向裂缝发育。
31212路基压实度不满足要求
多年来,碎石土路基的填筑质量控制一直为公路工程界所关注。
压实度反映了干密度与含水量和压实能量之间的相互影响。
如果填土工程的压实度达不到标准,路堤将产生过大的工后沉降,并使路床的CBR 值偏低,在反复荷载作用下,路面结构开裂。
西塔高速公路路基填料是以圆砾为主,局部为砂砾,松散—稍密状态,含有粒径<01075mm 的粉粒。
路基填料粒径以30~120mm 为主,其天然孔隙比为0173,孔隙率为42%,而该填料的击实试验结果,测得其最
大干密度为ρd =2134g/cm 3
,由此推知,该段路基填料压实度不满足高速公路93%的压实度要求。
目前高填路堤的压缩沉降是运用分层总和法进行计算的[1]。
但分层总和法必须计算填体中附加应力和相应荷载范围内压缩模量,这对于快速填体而言是比较困难的。
对于压缩蠕变试验,由于试验条件与工程原型为等应力状态,因此,可把试样看作是取自于高填路堤中的微元体,根据相应应力状态下微元体的单位压缩量,可直接推求高填路堤的压缩量。
计算模型为
S t
=
6
S t
i =
6
(A t ln (P i +B t
(1
式中t 为上标,表示加载后不同时间内的单位压缩
量及与之相对应的模型参数;i 为下标,表示不同荷载(填方路堤当中的填高下的单位压缩量。
根据有限元数值模拟计算出的最大沉降量为18mm,说明填筑体的工后固结是路基变形的重要组成部分。
加筋土挡墙面板的水平位移和路面的沉降变形规律见图5、图6。
31213筋带不合理
(1根据目前国内高速公路加筋土挡墙的规范要求,筋带材料应使用钢带或钢筋混凝土带,而该段设计采用了聚丙烯土工带,这对高速公路高墙的安全
性是很不够的。
(2该段加筋土挡墙高度为9m 。
根据土力学计算理论,挡墙内侧承担的是车辆动荷载,它引起的侧压力垂直分布应是倒梯形;而主动土压力则呈倒三角
形分布[2]
,面板受力最大部位在墙高的1/2~2/3处,见图7。
而设计的土工带其强度和布设规律并没有体现这一受力特征。
因此,可以认为筋带问题是该段路基变形的重要原因,还有填土压实时筋带的拉紧问题,
这些都是不可忽视的。
4结论与建议
(1西塔高速公路海山立交段加筋土挡墙路基失稳的原因主要是:路堤成形后浸水,引起黄土进一步湿陷沉降;在公路运营过程中,长期的振动荷载,以及在路堤自重的作用下,工后沉降更为加剧;路堤填料压实度不够,筋带不合理等。
(2加筋土挡墙因其独特的优势,目前在我国的公路尤其是高速公路建设中被广泛使用,但可借鉴的高大加筋土挡墙的现场测试资料较少,以致工程设
计过于保守或不安全的现象时有发生。
建议对此开展专门的试验研究,以促进加筋土技术的深入发展。
参考文献:
[1]钱家欢,殷宗泽.土工原理与计算.北京:水利水电出版社,1994.[2]李广信.加筋土体应力变形的新途径.岩土工程学报,1998,(3.
收稿日期:2007-06-11
・251・全国中文核心期刊路基工程
2008年第4期(总第139期。