某工程拦石墙设计

某工程拦石墙设计

因场地内岩石破损，清方、清危后仍有部分危岩块可能在自然、暴雨等情况下发生崩塌，给人民的生命和财产造成损失，因此拦石墙的设计是必要的。

（1）拦石墙设计

设计采用重力式拦石墙，采用天然地基基础，地基持力层为碎石土，浆砌毛石挡墙，该挡土墙的主要目的是拦挡崩塌体上崩落块石并对倒石碓起到稳定坡脚的作用。

倒石碓及工程线路坡积体防治工程说明表

（2）设计计算

落石对拦石墙的冲击力计算模式见图5-1，根据《公路路基设计规范》（JTJ13-95），落石对拦石墙体的冲击力由下式计算：

F Z F Z P P ]1)2

45(tan 2[2)(4-+

︒==ϕ

γ

其中，P （Z ）——落石冲击土堤后陷入缓冲层的单位阻力（kPa ）； Z ——落石冲击后的陷入深度（m ）。 由下式计算：

落石槽

缓冲层

毛石浆砌重力式挡土墙

地面

P

VR

图5-1 落石对拦石墙的冲击力计算模式

1)2

45(tan 21

24-+︒⨯

=ϕγF g Q V Z r

式中：VR ——落石块体接触拦石墙时的冲击速度（m/s ）； Q ——石块重量（kN ）； γ——缓冲层重度（kN/m 3）； g ——重力加速度（9.80m/s ）； φ——缓冲层内摩擦角（°）； F ——落石等效球体的截面积（m2）。 由下式计算： 2

R F π=

3

1

43πγQ

R =

其中，γ1——落石的重度（kN/m3）；

根据设计要求，在崩塌（危岩）体上采取清方工程后，坡体上存在的最大落石块度为1.0m ，以工况最不利且拦石墙高度最高的3m 处即7-7′剖面为例，根据计算得：

落石在坡面上的最大速度为13.51m/s ，落石对拦石墙的冲击力为461.11kN ，落石在缓冲层中的撞击深度为1.07m 。

由于最终作用力是由缓冲层传递到重力式挡土墙上，将拦石墙简化为连续梁后，作用于该梁上的荷载集度则为： q=qd ×d

其中,qd ——为缓冲层扩散后作用于土体后部挡土墙上的均布荷载（kN/m 2）；

d ——扩散后在土体后部形成的投影圆直径（m ）；

式中

24d p

q d π=

αtan 2⨯⨯=l d

其中，α——缓冲层土体中的扩散角（°）； l ——缓冲层筑填土的等效厚度（m ）。

l 可按缓冲层筑填土的面积相等进行等效计算，等效为矩形土体且高度不变，则等效土体厚度为

)(21

n m l +=

式中，m ——缓冲层的顶宽（m ）； n ——缓冲层的底宽（m ）。 本次挡墙的设计长度为503m ，根据不同位置危岩块的冲击力及地形坡度不同，因此，拦石墙拟设计2种样式，共3种高度即A 型（3、4米）和B 型，现只对工况最不利且拦石墙A 型进行计算。

根据设计，计算得（4米高A 型）

l=3.00m ；d=5.03m ；qd=24.17kN/m ；q=121.67kN

由计算结果，将集度荷载作用在拦石墙的重力式挡土墙上，则挡土墙的验算结果为： 抗滑移验算Ks ：

3

.1)(≥-+=

t

at an n s G E E G K μ

经验算 Ks=2.344>1.30

则设计满足抗滑移要求。 抗倾覆Kt ：

5

.10≥+=

f

az f

az t z E x E Gx K

经计算， Kt=5.422>1.5 故设计满足要求。

以上计算是按最不利工矿进行的计算，B 型拦石墙的抗滑、抗倾及其它相关技术指标也均可满足要求，详见附件《拦石墙计算书》。 （3）拦石墙设计结果及设计工作量

拦挡墙分两段建设，设计采用2中类型的拦石墙A 型(分3米高和4米高两种)B 型，墙高均危3m ，总长约503m 。设计规格及主要工程量见下表。

各危岩块拦石墙主要工程量统计表

经统计，拦石墙共需要M10浆砌毛石5000.68m3，C15砼273.63m3，土方开挖3887.21m3，夯实粘土2640.58m3，M10浆砌片石片石护层713.15m3。