市政道路中常见挡土墙类型论文
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市政道路中常见挡土墙类型论文
摘要:挡土墙是市政工程中的一个组成部分,我们在设计前应认真进行调查研究,广泛搜集资料,查明地基的工程地质、水文地质条件,获取必要的岩土物理力学参数,从分进行方案比选。避免高填深挖,根据线路具体工程地质条件,路堑、路堤边坡宜控制在适当高度内,针对不同的高度和要求选用合适的支挡形式。
前言
在市政道路工程建设中,挡土墙具有支承路基填土或驳岸土体,防止填土或土体变形失稳的作用。此外,挡土墙还具有稳定路堤,减少土方工程量以及道路占地面积的作用。在桥头高填方路段或者是需要土地资源有限,需要节约用地、减少拆迁或少占用地的路段通常就会考虑修建挡土墙。
挡土墙具有支撑、加固填土或路堤土体,防止其坍滑等功能,在市政道路路基工程的建设中,挡土墙一般被应用于稳定路堤以及桥梁两端的路基边坡等,通过挡土墙的应用,可以承受土体侧向土的压力。当前我国国民经济水平得到了很大提高再加上当前基本建设的快速发展,挡土墙技术水平也随之得到了提高。此外人们对于减少环境破坏、节约用地观念的不断加强,使得挡土墙在市政工程中的应用也更加的广泛。
1挡土墙的类型
挡土墙的类型划分方法比较多,通常是按挡土墙的材料、结构形式、设置位置、设置地区等来进行划分,按结构形式的划分主要可以
分为重力式挡土墙(包括衡重式挡土墙)、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、加筋土式挡土墙、锚定板式挡土墙、锚杆式挡土墙、土钉式墙等。传统的砖、石或混凝土修建的重力式挡土墙,依靠墙身自重抵抗或平衡墙后填土产生的土压力,因其断面较大、刚度较大,在侧向土压力作用下仅能发生平移或转动,墙身挠曲变形很小,可以不计。这种挡土墙可视为刚性挡土墙。另一类挡土结构如基坑工程中常用的桩板式、悬臂式等轻型挡土墙,自重小、断面小、刚度小,在土压力作用下会发生挠曲变形,这类挡土墙称为柔性挡土墙。下面主要简要介绍普通重力式挡土墙和悬臂式挡土墙两种形式:
1.1普通重力式挡土墙
我国有些地区有着十分丰富石料资源,就地取材较为方便,与此同时重力式挡土墙的施工方法比较简单,因而,在过去很长一段时间内,石砌的重力式挡土墙(如图1-1所示)是我国岩土工程中使用最为广泛的主要挡土墙。石砌重力式挡土墙的形式简单,一般在进行设计的时候,通常采用的是库仑土压力理论。当收到侧向土压力的时候,重力式挡土墙主要是靠墙身的自重承受土侧压力来维持自身的稳定性,石砌重力式挡土墙的墙身通常采用的是浆砌片石或块石来进行砌筑的,在缺乏石料地区或墙身较高时也采用混凝土灌注。在一般地区、浸水地区、地震地区等地区的边坡支挡工程都可以考虑重力式挡土墙,但是当地基承载力较低或者是地质条件较为复杂的时候应当适当控制一下墙高。
普通重力式挡土墙在工程应用中最为广泛,在道路桥头及河道驳
岸中经常采用,以减少道路路基土方工程量,少侵占沿线用地,加固河道岸壁。例如在苏州市某主干道桥梁因净空要求造成桥梁设计标高较高,桥梁引坡段道路路基需较高的填土,为减少土方工程量,便于桥梁侧墙尾端锥坡放坡施工,分别在桥梁两侧沿道路方向设置了重力式挡土墙,挡墙断面如图1-2所示。
挡墙墙身采用C15细石砼灌切块石,外立面花岗岩贴面,基础采用C25混凝土,压顶采用花岗岩,护栏形式与桥梁保持一致。由于挡墙基础位于淤泥质粉质粘土上,该土层承载力40KPa。因此挡墙在施工前需先对现状基础土层进行加固处理,处理采用水泥搅拌桩加固处理后复合地基承载力达到110KPa,很好的满足了挡墙基础的承载力要求。
1.2悬臂式和扶壁式挡土墙
在很长一段时间,重力式挡土墙在支挡工程中占据着主导地位,但是由于重力式挡土墙存在截面大、圬工数量多、施工进度慢等问题,当出现地形复杂、石料缺乏情况下,应用重力式挡土墙会带来一些不方便,在使用上甚至会出现更多的缺点。因而,研究引进和推广新型、轻型挡土墙,是岩土工程技术人员在工程实践中的一个主要内容。
悬臂式和扶壁式挡土墙是一种轻型挡土墙(如图1-3所示),它依靠墙身自重和墙底版以上填筑土体(包括荷载)的重力力矩维持挡土墙的稳定,其主要特点是厚度小、自重轻,挡土高度较高,而且经济指标也比较好,适用于石料缺乏和地基承载力较低的填方地段。当墙比较高的时候,立臂下部的弯矩就会较大。悬臂式挡土墙的高度不宜
超过6m,如果墙高大于4m的时候,应该在墙面板前加肋。
例如在苏州市某次干道设计中,由于桥梁设计标高较高,引桥段道路填土高度约6m,且引桥段道路两侧用地已出让,路基施工无法采用自然放坡形式,需对路基进行支挡,并且局部墙高达到7m,无法采用重力式挡土墙形式,因此设计中采用了钢筋混凝土的悬臂式挡土墙,挡墙断面如图1-4所示。
当悬臂式挡土墙的立臂较高时沿墙长方向每隔一定距离加一道扶壁把墙面板和墙踵板连接起来,以减少立臂下部的弯矩。这就是所谓的扶壁式挡土墙(如图1-5所示)。它由墙面板、墙趾板、墙踵板、和扶壁组成,通常还设置凸榫。其中扶壁为固结于墙踵板的T型变截面悬臂梁,墙面板可视为扶壁的翼缘板,其墙高度一般不宜大于10m。
2挡土墙的设计和注意事项
2.1挡土墙的设计步骤
根据规范和笔者的一些经验,挡土墙的设计一般包括以下几点:(1)搜集设计工点的地形、地质资料(1:200的横断面图、1:200~1:500的纵断面图、1:500~1:2000的平面图)。
(2)大致确定挡土墙在平面和横断面上的位置。
(3)初步选择挡土墙的类型,在高填、深挖或不良地质情况下挡土墙工程难度大时应与改线移位或设桥、隧等进行比较。
(4)计算各种工况下的土压力或下滑力,确定最不利工况。
(5)挡土墙稳定性验算。
(6)挡土墙强度验算。
(7)绘制挡土墙横断面图、正面图、平面图,计算工程数量,编写设计说明。
2.2挡土墙设计中的注意事项
(1)同一地段挡土墙的型式不宜过多,以免施工困难及影响美观。
(2)由于岩土工程的复杂性,挡土墙设计所需的岩土屋里力学参数受各种因素影响,设计方案不能满足实际工程的要求,因此重点挡土墙工程和新型挡土墙,设计时应包括一定的现场监控要求,以便及时获取挡土墙的受力、变形、位移情况;施工过程中,应按照信息施工法的要求,及时反馈信息,必要时变更设计和施工方案,以确保工程安全,取得最佳支挡效果。
(3)为了实现控制水土流失,加强环境保护的目的,挡土墙及其有关的边坡设计,有条件时应优先采用绿色防护工程。
3结语
挡土墙是市政工程中的一个组成部分,我们在设计前应认真进行调查研究,广泛搜集资料,查明地基的工程地质、水文地质条件,获取必要的岩土物理力学参数,从分进行方案比选。避免高填深挖,根据线路具体工程地质条件,路堑、路堤边坡宜控制在适当高度内,针对不同的高度和要求选用合适的支挡形式。同时也要做好挡土墙方案本身的优化和比选工作,并充分考虑挡土墙对周围环境的影响和边坡防护工作,在满足安全性的前提下尽量做到投资省、性能好、外观美的和谐统一。