長春市城郊低層高密度建筑施工中綠色擋土景觀墻設(shè)計

1、長春市城郊低層高密度建筑施工中綠色 擋土景觀墻設(shè)計周慧長春光華學(xué)院視覺藝術(shù)設(shè)計學(xué)院摘要：提出對長春市城郊低層高密度建筑施工屮的綠色擋土墻進行設(shè)計。首先，將新型 綠化擋土墻的基礎(chǔ)構(gòu)造、受力荷載等方而與傳統(tǒng)擋土墻實行比較分析，利用新型 計算模式，設(shè)定不考慮地表均布荷載的條件下，根據(jù)填土重量生成恒載土壓力， 運用庫倫主動土壓力進行計算并引入增大系數(shù)，使土壓力分布形成折線型。其次, 以長春市某建筑工程的擋土墻為現(xiàn)場實驗，對加筋擋土墻進行受力測試。實驗結(jié) 果表明:綠化擋土墻在施工及完工后，墻內(nèi)拉筋受力范圍小于總斷裂拉力，拉筋 受外力時呈線性變化，土壓力呈現(xiàn)近似拋物型變化，證明了新型擋土墻計算模 型設(shè)計可

2、行性較高。關(guān)鍵詞：低層高密度建筑;新型擋土墻;建筑工程;土壓力;作者簡介：周慧（1978-），女，吉林通化人，碩士研究生，副教授，研究方向： 環(huán)境設(shè)計方向。收稿日期：2016-12-20design of green retaining wall for low density construction in suburbs of changchunzhou huiinstitute of visual art design, changchunguanghua university;abstract：in this paper, the design of the green retaini

3、ng wall in the construction of the low density building in the suburbs of changchun city is put forward. first of al 1, the new green retaining wal 1 foundation with traditional structure, integrity, load and comparative analysis of implementation of the retaining wall, using a new computing mode, s

4、et without considering surface uniform load conditions, according to the filling weight generation constant load earth pressure is calculated and introduced by kulun increase coefficient of active earth pressure. the earth pressure distribution form broken line. secondly, taking the retaining wall o

5、f a construction project in changchun as field experiment, the strcss test of reinforced retaining wall is carried out. the experimental results show that the greening of retaining wall in construction and after completion, the wal 1 stress range is less than the total in ter nal drawing rib fractur

6、e force, lineeir change presents the reinforcement force, soil pressure is approximatc parabola, the experiment proves that the new calculation model of retaining wall design is feasible with high.keyword：low rise build ing; new ret aining wall; con struct ion work; ear th pressure;received： 2016-12

7、-20新型綠化擋土墻是加筋式擋土墻中的一類，利用填充柔性材料方式并添加拉桿 式技術(shù)，構(gòu)成自承重類擋土墻類型。而且該類擋土墻還可以在其外圍種植綠化植 物，從而達到美化環(huán)境的效果1-4 o目前對擋土墻類型的歸類方法較多，常用的歸類方法是根據(jù)結(jié)構(gòu)形式進行分類。 主要常見形式有:重力式、卸荷板式等形式結(jié)構(gòu)不同的擋土墻。在文獻5屮提到 了重力式擋土墻，該類型擋土墻可構(gòu)建兩種類型，即折線型和直線型，但由于 重力式擋土墻自身重力較大，只能靠自重保持墻體穩(wěn)定，因此它對工程中地基 承載力要求較高。文獻6指出卸荷板式描土墻為重力式描土墻的一類改進形式, 在墻背上裝置卸荷板，在地基可承受外力范圍內(nèi)，將卸荷板上方的重

8、量作為墻 體部分重量，雖然可以解決重力問題，但同時會提高工程量。為有效建造長春市城郊低層高密度建筑施工中的綠化擋土墻，首先，將新型綠 化擋土墻的基礎(chǔ)形式構(gòu)造及受外力荷載等方面的性能與傳統(tǒng)擋土墻進行對比分 析，通過設(shè)計新型計算模型在一定假定條件下，按照填充材料牛成一定衡量土 壓力，采用主動土壓力計算方式同時引進增大系數(shù)，使其構(gòu)成折線型壓力分布 方式。然后，利用上述設(shè)計方式，以長春某處為現(xiàn)場施工地點進行測試實驗;實 驗表明：加筋式新型綠色擋土墻受外力荷載時，經(jīng)過鋼筋作用其受力總小于鋼筋 總斷裂拉力，因此設(shè)計的新型擋土墻可靠性較強的擋土墻7-10 o1綠色擋土景觀墻土壓力計算模型 1.1新型擋土墻與

9、傳統(tǒng)擋土墻的性能分析新型綠色擋土墻的施工利用加筋技術(shù)，同吋添加復(fù)合纖維和建筑垃圾等材料作 為填充材料，采用以上材料是使建筑垃圾等資源得到重新利用避免造成浪費， 同時也可以節(jié)省施工成本，達到環(huán)保的目的。新型擋土墻是一類柔性自承重結(jié)構(gòu)的擋土墻，主要技術(shù)為加筋技術(shù)，使柔性材 料和拉桿得到充分結(jié)合，同時集綠化植物為一體。組成部分為建筑施工中的垃 圾、纖維繩和復(fù)合纖維材料。土墻中的填充材料與拉筋間產(chǎn)生摩擦力，在土體受 到外力發(fā)生形變時，拉筋受力產(chǎn)生響應(yīng)，受力作用是通過拉筋確保土墻內(nèi)部性 能穩(wěn)定，其內(nèi)部復(fù)合纖維網(wǎng)也對土墻形變起到穩(wěn)定作用。該擋土墻體類似重力式 擋土墻，另外在墻體表面種植植物也可增加土墻自重

10、，能夠使整體結(jié)構(gòu)變得更 加穩(wěn)定。具體新型扌當(dāng)土墻與傳統(tǒng)扌當(dāng)土墻在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、受力荷載方面的差異性如表 1所示。表1新型擋土墻與傳統(tǒng)擋土墻的性能差異table 1 paerformance difference between new retaining wa 11 and traditional retaining wa 11下載原表1. 2綠色擋土墻土壓力計算模型墻體土壓力求解計算時，需將墻體自身、填充材料和地基間的相應(yīng)關(guān)系進行分析, 對土壓力的影響因素還包括墻體高度，材料性質(zhì)及墻體位移等。為使新型綠色擋 土墻設(shè)計結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定，土壓力計算不復(fù)雜，假設(shè)在設(shè)計新型扌當(dāng)土墻時，不將 地表均布荷載力作

11、為考量條件，按照填料重量而產(chǎn)生的荷載土壓力并根據(jù)庫倫 主動土壓力計算方法求解計算，同時引進増大系數(shù)b,具體公式可作如下表 述：式屮:恒定荷載土壓力水平分力由e”表示;填料容重由丫表示;土層高度由h表 示;主動土壓力系數(shù)由k“表示;綠色擋土墻寬度由b表示;土壓力增大系數(shù)由b , 經(jīng)驗取值為1. 10130。假設(shè)該墻的土壓力值運用庫倫土壓力來求解，應(yīng)力為折線型，其水平土壓強度 可描述為：吏中:距離墻體頂部處的土壓強度由5表示;m表示常數(shù);擋土墻高度由h表zj o2實驗與結(jié)果分析為了分析新型綠化擋土墻體內(nèi)鋼筋的受力和土壓力的分布特性，驗證文屮設(shè)計 的擋土墻計算模型，現(xiàn)設(shè)定以長春某處新型擋土墻施工現(xiàn)場

12、為實驗樣點，進行 現(xiàn)場測試。2. 1施工情況選定長春市某處城郊低層高密度建筑現(xiàn)場，距離建筑群中間設(shè)定隔離帶進行綠 色擋土墻的施工。設(shè)計擋土墻高度為4.5 m,地基深度為0.8m,墻體可分層施工 且每層厚度為0.5 m,墻體內(nèi)鋼筋水平配置距離為0. t0. 25 m,縱向距離為 0. 4mo具體擋土墻體內(nèi)材料性能參數(shù)如表2所示。表 2 墻體內(nèi)材料性能參數(shù) table 2 performance parameters of wall materials卜載原表2. 2實驗方案設(shè)計為了對設(shè)計的新型扌當(dāng)土墻體內(nèi)的鋼筋受力情況和土壓力變化情況進行有效分析， 可先對墻體內(nèi)鋼筋進行拉力實驗，土壓力變化值可根

13、據(jù)鋼筋變化情況進行推算。(1) 實驗器材實驗測定力變化值的儀器為振弦式鋼筋測試計(9個)；數(shù)據(jù)監(jiān)測儀器為xs-150 型數(shù)據(jù)讀取計仃臺)。(2) 實驗器材布置及實驗過程實驗運用每三排為一層，兩次平行實驗形式取均值，設(shè)置每排一個監(jiān)測點，共 3層，9個鋼筋測試計。9個測試計的編號為ai,由于擋土墻的前后面為網(wǎng)狀柔 性材料，因此在測試點縱向前后布置亦5的鋼管，鋼管為對稱布置。為準(zhǔn)確測定墻體內(nèi)的鋼筋拉力，其受力過程的監(jiān)測要貫穿始終，在擋土墻工程 結(jié)束后的一段期間內(nèi)需再次進行定期監(jiān)測。為有效測量鋼筋應(yīng)力變化值，利用鋼 鉤焊接于連接桿的上下兩端，將焊接完的鋼鉤安裝在應(yīng)力計上并設(shè)置在測試點 處，不破壞纖維網(wǎng)

14、的前提下，使應(yīng)力計導(dǎo)線置于墻體外部，以便測量數(shù)據(jù)。鋼筋測力儀根據(jù)以下公式對鋼筋受力進行計算: 式中:待測鋼筋所受外力由p表示;測力計靈敏度系數(shù)由k表示;測力計初始頻率 由fo表示;測力計工作頻率由fi表示。2. 3實驗數(shù)據(jù)結(jié)果分析實驗測試點共9個，將墻體分為3層，每層1個測試點，每個監(jiān)測點監(jiān)測次數(shù)為 4次。具體墻體內(nèi)鋼筋應(yīng)力數(shù)據(jù)如表35所示。根據(jù)式（3）及表3可計算獲知鋼筋拉力結(jié)果，具體鋼筋受力情況如圖3所示。從圖廣3能夠看出，擋土墻體內(nèi)鋼筋拉力已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，以上三層鋼筋的 拉力均不大于0. 6k n,僅占抗拉強度的1/7,因此對于擋土墻內(nèi)部鋼筋拉力的使 用率不高;再觀察圖2,二層鋼筋隨時

15、間變化情況圖能夠看出，在圖中鋼筋受力 有突然增長的趨勢，主要是由于該墻體外圍部位可能受到外力荷載較大，導(dǎo)致 鋼筋受力不均勻，因此出現(xiàn)拉力突然增長的情況；圖3則是三層鋼筋隨時間變化 情況圖，在荷載開始卸載前，鋼筋的受力狀態(tài)就比較穩(wěn)定，說明墻體內(nèi)測試鋼 筋已經(jīng)達到了良好的工作狀態(tài)，因此監(jiān)測獲得數(shù)據(jù)結(jié)果可靠性高。綜上所述，在獲取鋼筋拉力情況下，利用該拉力數(shù)據(jù)值計算得出新型擋土墻的 土壓力值，可知實驗結(jié)果與上節(jié)提岀的計算模型求解結(jié)果在允許閾值之內(nèi)，因 此文中設(shè)計的新型綠色擋土墻為可行性高的擋土墻。3結(jié)論擋土墻常用于土木工程中，其主要作用為防止地基滑動，確保建筑地基穩(wěn)固， 因此文中提出設(shè)計一種適合長春市

16、城郊低層高密度建筑施工場地的新型綠色擋 土墻。首先，分析傳統(tǒng)描土墻與新型綠色描土墻在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及受外力荷載等方面 的差異性，采用新型計算模型利用庫倫主動土壓力計算同吋引入增大系數(shù);然后, 將長春某城郊低層高密度建筑施工屮的新型綠色擋土墻作為研究對彖，進行現(xiàn) 場施工并測試設(shè)計是否可靠;實驗結(jié)果顯示，文中設(shè)計新型綠色擋土墻土壓力變 化情況穩(wěn)定，因此該新型扌當(dāng)土墻可靠性強。圖 1 一層鋼筋隨時間變化情況 fig. 1 changes of tens訂c force of a layer with time 下載原圖表3測力計測定一層鋼筋應(yīng)力數(shù)據(jù)table 3 a layer of reinforced

17、 stress data measured dynamometer下載原表圖 2 二層鋼筋隨時間變化情況 fig. 2 the time variation of two story steel bars 下載原圖表4測力計測定二層鋼筋應(yīng)力數(shù)據(jù)table 4 dynamometer determination of two steel stress data layer下載原表time variation of three storythree layers of steel stress下載原表圖3 3三層鋼筋隨時間變化情況fig. 3 the steel bars 下載原圖 表5測力計測定

18、三層鋼筋應(yīng)力數(shù)據(jù)table 5 measurement data of the dynamometer參考文獻1 劉茂，楊紅娟，呂建祥剛性拉筋加筋土擋土墻內(nèi)部滑移穩(wěn)定性探索j中 國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2016, 27 (3) :66-71.2 谷任國，支兵，孫博玉拱形扌當(dāng)土墻模型試驗及有限元分析j.科學(xué)技術(shù)與 工程，2016, 16 (14) : 102-106.3 孫建誠，李風(fēng)立生態(tài)袋加筋擋墻工作機理分析j 安徽建筑，2016, 23 (6) : 97-98.4 孟保軍加筋擋土墻的施工質(zhì)量控制要點與質(zhì)量保證措施j.山西建筑， 2015, 41 (5) : 198-199.5 張宏博，岳紅亞，吳建清，等重力式聯(lián)合土層錨桿擋土墻支護高路堤技術(shù) 研究j施工技術(shù)，2015, 44 (5) :95-986 付長靜，李國英，米占寬，等卸荷式板樁高樁梁板碼頭結(jié)構(gòu)土壓力簡