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1、班級:交工082班 姓名:崔明 學(xué)號:200800617錨定板擋土墻一、錨定板擋土墻概述1.1錨定板結(jié)構(gòu)與擋土原理 錨定板擋土墻由墻面系、鋼拉桿及錨定板和填料共同組成,如圖1所示。墻面系由預(yù)制的鋼筋混凝土肋柱和擋土板拼裝,或者直接用預(yù)制的鋼筋混凝土面板拼裝而成。鋼拉桿外端與墻面系的肋柱或面板連接,而內(nèi)端與錨定板連接,通過鋼拉桿,依靠埋置在填料中的錨定板所提供的抗拔力來維持擋土墻的穩(wěn)定。錨定板擋土墻的主要優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)輕,柔性大,占地少,造價低。它是一種適用于填土的輕型擋土結(jié)構(gòu),它與錨桿擋土墻的區(qū)別是:抗拔力不是靠鋼拉桿與填料的摩阻力來提供,而是由錨定板提供。錨定板擋土結(jié)構(gòu)可以用作擋土墻、橋臺或港
2、口碼頭的護(hù)岸。錨定板擋土墻和加筋土擋墻一樣都是一種適用于填土的輕型擋土結(jié)構(gòu),但二者的擋土原理不同。錨定板擋土結(jié)構(gòu)是依靠填土與錨定板接觸面上的側(cè)向承載力以維持結(jié)構(gòu)的平衡,不需要利用鋼拉桿與填土之間的摩擦力。因此它的鋼拉桿長度可以較短,鋼拉桿的表面可以用瀝青玻璃布包扎防銹,而填料也不必限用摩擦系數(shù)較大的砂性土。從防銹、節(jié)省鋼材和適應(yīng)各種填料三個方面比較,錨定板擋土結(jié)構(gòu)都有較大的優(yōu)越性,但施工程序較加筋土擋墻復(fù)雜一些。1.2錨定板擋土墻類型錨定板擋土墻按其使用情況可分為路肩墻、路堤墻、貨場墻、碼頭墻和坡腳墻等,如圖2(a) -(d)所示。按墻面的結(jié)構(gòu)形式可分為肋柱式和無肋柱式,如圖2(c) -(f)
3、 所示:圖2肋柱式錨定板擋土墻的墻面系由肋柱和檔土板組成,一般為雙層拉桿,錨定板的面積較大,拉桿較長,擋土墻變形較小。無肋柱式錨定板擋土墻的墻面系由鋼筋混凝土面板組成。外表美觀、整齊、施工簡便,多用于城市交通的支擋結(jié)構(gòu)物工程。錨定板擋土墻是錨定板擋土結(jié)構(gòu)中的一種,本文將以肋柱式錨定板擋土墻為例介紹這種支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算方法。1.3設(shè)計原理 如前所述,錨定板擋土墻是由墻面系、鋼拉桿及錨定板和填料共同組成的,這是一個整體結(jié)構(gòu)。在這個整體結(jié)構(gòu)內(nèi)部,存在著作用在墻面上的土壓力、錨桿拉力、錨定板抗拔力等互相作用的內(nèi)力。這些內(nèi)力必須互相平衡,才能保證結(jié)構(gòu)內(nèi)部的穩(wěn)定。與此同時,在錨定板結(jié)構(gòu)的周圍邊界上,還存
4、在著從周圍邊界以外傳來的土壓力、活荷載及其他重物荷載,以及結(jié)構(gòu)自重所產(chǎn)生的反作用力和摩擦力。這些邊界上的作用力也必須互相平衡,才能保證錨定板結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定,防止發(fā)生滑動或蠕動變形。由此可見,錨定板結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的基本原理是錨定板有足夠的抗拔力才能確保錨定板結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。主要設(shè)計內(nèi)容:確定墻面上壓力、錨定板抗拔力計算、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算用以確定鋼拉桿的長度、肋柱、拉桿、面板等結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算、基礎(chǔ)設(shè)計等。1.4肋柱式錨定板擋土墻構(gòu)造肋柱式錨定板擋土墻由肋柱、錨定板、擋土板、鋼拉桿、連接件及填料組成,一般情況下應(yīng)設(shè)有基礎(chǔ)。根據(jù)地形可以設(shè)計為單級或雙級墻。單級墻的高度不宜大于6m,雙級墻的總高度不宜大于l
5、Om。雙級墻上下兩級間宜設(shè)置平臺,平臺寬度不宜小于2.0m,平臺頂面宜用15cm厚C15混凝土封閉,并設(shè)2%向外橫向排水的坡度。肋柱式錨定板擋墻上、下兩級墻的肋柱應(yīng)沿線路方向相互錯開。墻面板、肋柱及錨定板等鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)小于C20。下面介紹各組成部分的構(gòu)造要求。(一)肋柱 肋柱的間距視工地上機(jī)械的起吊能力和錨定板的抗拔力而定,一般為1.5-2.5m。肋柱截面多為矩形,也可設(shè)計成T形、I宇形。為安放擋土板及設(shè)置鋼拉桿孔,截面寬度不小于24cm。厚度不宜小于30 cm,每級肋柱高采用3-5m左右。上下兩級肋柱接頭宜用榫接,也可以做成平臺并相互錯開。每根肋柱按其高度可布置2-3層
6、拉桿,其位置盡量使肋柱受力均勻。肋柱底端視地基承載力、地基的巖性及理深情況,一般可按自由端或鉸支端設(shè)計,如理置較深,且?guī)r性堅(jiān)硬,也可視為固定端。如地基承載力較低,應(yīng)設(shè)基礎(chǔ)。肋柱設(shè)置鋼拉桿穿過的孔道??椎揽勺龀蓹E圓孔或圓孔,直徑大于鋼拉桿直徑,空隙將填塞防銹砂漿。肋柱與錨定板均應(yīng)預(yù)留拉桿孔洞。錨定板、肋柱與螺絲端桿連接處,在填土前宜用瀝青砂漿充填,并用瀝青麻筋塞縫,外露的桿端和部件宜待填上下沉基本穩(wěn)定后,用水泥砂漿封填。由于錨定板擋土墻為拼裝結(jié)構(gòu),為避免產(chǎn)生過大的位移,規(guī)定肋柱安裝時嚴(yán)禁前傾,應(yīng)適當(dāng)后仰,其后仰傾斜度宜為20:1。肋柱吊裝時,應(yīng)在肋柱基礎(chǔ)的杯座槽內(nèi)鋪墊瀝青砂漿。(二)錨定板錨定板
7、通常采用方形鋼筋混凝土板,也可采用矩形板,其面積不小于0.5,一般選用1m*1m。錨定板預(yù)制時應(yīng)預(yù)留拉桿孔,其要求同肋柱的預(yù)留孔道。(三)擋土板擋土板可采用鋼筋混凝土槽形板、矩形板或空心板。矩形板厚度不小于15cm,擋土板與兩肋柱搭接長度不小于10cm,擋土板高一般用50cm。擋土板上應(yīng)留有泄水孔,在板后應(yīng)設(shè)置反濾層。(四)鋼拉桿 拉桿宜選用螺紋鋼筋,其直徑不小于22mm,亦不大于32mm。通常,鋼拉桿選用單根鋼筋,必要時,可用兩根鋼筋組成一鋼拉桿。拉桿的螺絲端桿選用可焊性和延伸性良好的鋼材,以便于與鋼筋焊接組成拉桿。采用精軋鋼筋時,不必焊接螺絲端桿。(五)拉桿與肋柱、錨定板的連接拉桿前端與肋
8、柱的連接和錨桿擋土墻相同。拉桿后端用螺帽、鋼墊板與錨定板相連。錨定板與鋼拉桿組裝后,孔道空隙應(yīng)當(dāng)填滿水泥砂漿。(六)填料 錨定板擋土墻墻面板背后的填料應(yīng)采用砂類土(粉砂、粘砂除外)、碎石類、礫石類土以及符合規(guī)定的細(xì)粒土。不得采用膨脹土、鹽漬土,嚴(yán)禁采用有腐蝕作用的酸性土和有機(jī)質(zhì)土。填料若為細(xì)粒土?xí)r,路基頂面應(yīng)采取防排水措施,例如設(shè)置柔性封閉層。(七)基礎(chǔ) 應(yīng)根據(jù)地基承載力確定是否需要設(shè)置基礎(chǔ),基礎(chǔ)材料可采用C15混凝土或M7.5水泥砂漿漿砌片石。無肋柱式錨定板擋土墻可采用漿砌片石或混凝土條形基礎(chǔ);肋柱式擋土墻的基礎(chǔ)可采用混凝土條形基礎(chǔ)、杯座式基礎(chǔ)等?;A(chǔ)驗(yàn)算應(yīng)按重力式擋土墻的基礎(chǔ)驗(yàn)算方法辦理。
9、基礎(chǔ)厚度不宜小于50cm,襟邊不宜小于15cm。基礎(chǔ)理置深度應(yīng)滿足重力式擋土墻基礎(chǔ)的要求,應(yīng)不小于1.0m及凍結(jié)線以下0.25m。采用杯座式基礎(chǔ)還可減少肋柱吊裝時的支撐工作量,杯座基礎(chǔ)的設(shè)計如圖3所示。它應(yīng)符合以下要求: (1)當(dāng)h1.0m時,h或0.05倍肋柱長(指吊裝時肋柱長); (2)當(dāng)h1.0m時,0.8h且1.0m; (3)當(dāng)b/h0.65時,杯口一般不配鋼筋。圖3(八)反濾層 當(dāng)有水流入錨定板擋土墻墻背填料時,應(yīng)在墻背底部至墻頂以下0.5m范圍內(nèi),填筑不小于0.3m厚的滲水材料或用無砂混凝土板、土工織物作為反濾層,并應(yīng)采取排水措施。二、錨定板擋土墻設(shè)計本文錨定板擋土墻形式眾多,本文
10、只針對肋柱式錨定板擋土墻設(shè)計進(jìn)行介紹,肋柱式錨定板擋土墻設(shè)計的主要內(nèi)容包括:墻背土壓力計算,肋柱、錨定板、拉桿、擋土板的內(nèi)力計算及配筋設(shè)計,以及錨定板擋土墻的整體穩(wěn)定驗(yàn)算。2.1墻背土壓力計算錨定板擋土墻墻面板所受的土壓力系由墻后填料及外荷載引起。由于擋土板、拉桿、錨定板及填料的相互作用,影響土壓力的囚素很多,例如填料性質(zhì)、壓實(shí)程度、拉桿位置及長度、錨定板大小等,是一個很復(fù)雜并涉及土與結(jié)構(gòu)相互作用的問題,目前一般作一些假定和簡化來加以計算。大量的現(xiàn)場實(shí)測及模型試驗(yàn)表明,土壓力大于庫侖主動土壓力公式的計算值,故路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中規(guī)定:填料引起的土壓力,采用庫侖主動土壓力公式計算,然后乘以增大
11、系數(shù)的辦法,增大系數(shù)一般采用。對于位移要求較嚴(yán)格的結(jié)構(gòu),土壓力增大系數(shù)應(yīng)取大值。試驗(yàn)表明,填料所產(chǎn)生的土壓力分布圖形為拋物線圖形,為了簡化計算,采用由三角形和矩形組合的圖形,如圖4所示:圖中:式中:水平土壓力(kPa) ; 庫侖主動土壓力的水平分力(kN/m);土壓力增大系數(shù);H墻高(m),當(dāng)為雙級墻時,H為上下墻之和。行車荷載對墻面板土壓力的影響:根據(jù)實(shí)測資料,行車荷載對土壓力的影響不大,而且只對上層拉桿有影響。實(shí)測行車荷載產(chǎn)生的土壓力值,其結(jié)果遠(yuǎn)小于現(xiàn)行路基支擋規(guī)范規(guī)定的計算行車荷載產(chǎn)生的土壓力。因此行車荷載產(chǎn)生的壓力,仍按重力式擋土墻有關(guān)規(guī)定計算,不再乘以增大系數(shù)。其他外荷載所產(chǎn)生的土壓
12、力,限于目前積累的資料不多,也按重力式擋土墻有關(guān)規(guī)定計算。將各種荷載所產(chǎn)生的土壓力迭加起來就是墻面板所承受的總的土壓力。2.2錨定板容許抗拔力當(dāng)錨定板受拉桿牽動向前位移時,錨定板要向前方土體施加壓力,而前方土體受壓縮所提供的抗力則維持錯定板的穩(wěn)定。因此錨定板抗力計算是一個很復(fù)雜的問題,與錨定板的理深、填土的力學(xué)特性、填土的密實(shí)度、墻面系的變形情況等有關(guān)。錨定板單位面積容許抗拔力應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)確定,如無現(xiàn)場試驗(yàn)資料,可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按下列三種方法選用,如缺乏經(jīng)驗(yàn),可同時考慮這三種方法,采用偏于安全的計算結(jié)果。錨定板容許抗拔力計算(一): 當(dāng)錨定板理置深度為5-10m時,P=130-150kPa;
13、當(dāng)錨定板理置深度為3-5m時,P=100-120kPa;當(dāng)錨定板理置深度小于3m時,錨定板的穩(wěn)定不是由抗拔力控制,而是由錨定板前被動抗力阻比板前土體破壞來控制。這時錨定板的“抗拔力”應(yīng)按下式計算:=式中: P不是單位面積容許抗拔力,為了和深理錨定板的容許抗拔力保持一致,將P視作單塊錨定板的容許抗拔力; 錨定板理置深度; B錨定板邊長; K安全系數(shù),不小于2; 填料重度;庫侖被動土壓力和主動土壓力系數(shù)。錨定板容許抗拔力計算(二):式中:錨定板容許抗拔力(kN) ; K安全系數(shù),可采用2-3;錨定板極限抗拔力(kN) ;H錨定板的埋深,為填土頂面至錨定板底面之距離(cm);H錨定板高度(cm)。當(dāng)
14、時,以值代入經(jīng)驗(yàn)式中。其中,錨定板臨界埋深比=20.2;錨定板尺寸系數(shù)=100,=10cm.錨定板容許抗拔力計算(三):式中:錨定板單位面積容許抗拔力(kPa) ; 無量綱系數(shù),其數(shù)值按 確定(b為用米表示時矩形錨定板的短邊長度); 與錨定板埋深比有關(guān)的系數(shù); 拉桿至柱底的距離(m); h錨定板高度(m); 填土試驗(yàn)壓縮模量(kPa),無試驗(yàn)資料時,對一般粘性土填料,根據(jù)拉桿至柱底的距離,參照下列數(shù)值采用:3m時,4 000-6 OOOkPa3m時,6 000-8 OOOkPa與錨定板埋設(shè)位置有關(guān)的折減系數(shù)。當(dāng)時,=1.0,否則可按下式計算: 式中:拉桿長度(m); 拉桿至填土表面的距離(m)
15、;a,b矩形錨定板的長度、寬度(m)。其中:2.3穩(wěn)定性分析目前常用的整體穩(wěn)定性分析方法有Kranz法、折線滑面法和整體土墻法等。本文只對Kranz法加以介紹。Kranz法,也稱為折線裂面法該方法由Kranz于1953年提出。下面分單層和雙層介紹錨定板的穩(wěn)定性分析方法。 (1).單層錨定板的穩(wěn)定性分析 圖5-a表示一種最簡單的單層錨定板結(jié)構(gòu)。Kranz根據(jù)大量的計算得出如下結(jié)論:當(dāng)拉桿力作用于錨定板時,在經(jīng)過錨定板可能產(chǎn)生的所有滑面中,折線滑面BCD(由BC和CD兩段直線所組成)是最危險的滑面 。其中B點(diǎn)是墻面的下端,C點(diǎn)是錨定板的底部,而CD段是錨定板后方的主動土壓裂面 。Kranz的分析方
16、法采取隔離土體ABVC為對象,并分析其各個邊界上所受的外力和平衡關(guān)系,如圖5-b。圖中:CV通過C點(diǎn)的豎直隔離線; W土體ABCV的重力; RBC面上的反力,其方向與豎直線的夾角為; 作用在AB面和CV面上的主動土壓力; T拉桿的設(shè)計拉力,即實(shí)際拉力值; 從力多邊形求得的拉桿最大拉力;的水平分力;滑面 BC段的傾角;拉桿的傾角;墻背摩擦角;填土的內(nèi)摩擦角。從土體ABCV的靜力平衡條件中求拉桿所能承受的最大拉力,并認(rèn)為土體ABCV的抗滑安全系數(shù)應(yīng)等于幾與之比值。從圖5-c中的力多邊形中可見:和的數(shù)值均可按結(jié)構(gòu)的尺寸求得,和R的方向?yàn)榧褐?,但其?shù)值需根據(jù)力多邊形的幾何關(guān)系計算如下: 若令 由上兩式
17、可推導(dǎo)求得:由此可計算出土體ABCV的抗滑安全系數(shù): (2).雙層錨定板結(jié)構(gòu)的一種情況上層拉桿的長度不大于下層拉桿的長度。圖6-a表示雙層錨定板結(jié)構(gòu)的第一種情況。其下層錨定板的滑面應(yīng)為BCD,因而下層錨定板穩(wěn)定性分析的隔離體和力多邊形與圖5完全相同,可以用上述公式計算其抗滑安全系數(shù)。但其中。 對于圖6上層錨定板的滑面 , Kranz假定為 ,因而其穩(wěn)定性分析所取的隔離體為其力多邊形如圖6-b。圖中:土體的重力; 面上所受的主動土壓力; 滑面上所受的反力;拉桿的設(shè)計應(yīng)力;在滑面的平衡條件下(即土體的平衡條件)上層拉桿所能承受的最大拉力;各有關(guān)力的水平分力; 的傾角;意義均與圖5相同。 在圖6中,
18、的數(shù)值均可按結(jié)構(gòu)尺寸計算求得,的方向?yàn)榧褐?,但其?shù)值需根據(jù)力多邊形的幾何關(guān)系計算如下: 若令 由上兩式可推導(dǎo)求得:由此可計算土體的抗滑安全系數(shù),亦即滑面上的抗滑安全系數(shù): (3).錨定板擋土墻的整體穩(wěn)定其他方面問題 如同重力式擋土墻一樣。墻的整體穩(wěn)定尚應(yīng)考慮整體抗滑驗(yàn)算、地基承載力驗(yàn)算、陡坡滑動驗(yàn)算及深層滑弧驗(yàn)算等,與重力式擋土墻相同。如果采用三層或多層拉桿,計算方法與上述推導(dǎo)類似。最下一層拉桿長度除按以上公式計算外,拉桿的有效錨固長度(擋土板后土體主動滑裂面至錨定板的水平距離)不小于該處錨定板高度的3.5倍。在實(shí)際工程中應(yīng)防比上層拉桿變形過大而導(dǎo)致墻頂發(fā)牛較大側(cè)向位移,一般長度不宜小于5m。
19、2.4構(gòu)件設(shè)計 錨定板擋土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計,除按照前面介紹的設(shè)計原則和方法外,還應(yīng)遵守有關(guān)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。肋柱設(shè)計(1).肋柱內(nèi)力計算 肋柱接受彎構(gòu)件設(shè)計,主要承受由擋土板傳遞的側(cè)向上壓力,設(shè)計荷載的計算跨度為相鄰肋柱中至中的距離。己建成的分開式錨定板橋臺的肋柱間距一般為m,錨定板擋墻的肋柱間距通常為m。肋柱內(nèi)力計算可根據(jù)肋柱上設(shè)置的拉桿層數(shù)及肋柱與肋柱、肋柱與基礎(chǔ)的連接狀況等按以下幾種情況考慮: (a)按單跨梁計算 (b)按連續(xù)梁計算 (c)按剛性支承連續(xù)梁計算(d)按彈性支承連續(xù)梁計算(2).肋柱斷面設(shè)計 肋柱斷面尺寸按計算的肋柱最大彎矩來確定,同時考慮支撐墻面板的需要,肋柱寬度不
20、宜小于24cm,高度不宜小于30cm。斷面配筋,考慮到肋柱的受力及變形情況比較復(fù)雜,支點(diǎn)柔度系數(shù)變化較大,以及肋柱在搬運(yùn)、吊裝及施工過程中受力不均勻等各種因素,應(yīng)按剛性支承和彈性支承連續(xù)梁兩種情況計算的最大止負(fù)彎矩(對于兩端懸出的簡支梁,則按簡支梁最大止負(fù)彎矩)進(jìn)行雙面配筋計算,并在肋柱內(nèi)外面?zhèn)扰渲猛ㄩL的受力鋼筋。 肋柱上安裝拉桿處需要預(yù)留穿過拉桿的孔道,孔道可做成橢圓或圓形,橢圓形孔道的寬度和圓形孔道的直徑應(yīng)大于拉桿的螺絲端桿直徑,以便于在填土前填塞瀝青水泥砂漿用來防銹。如采用壓漿法封孔,則需預(yù)留壓漿孔。另外還應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范等有關(guān)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行助柱的抗裂性計算。拉桿設(shè)計 錨定板結(jié)構(gòu)是
21、一種柔性結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是能適應(yīng)較大的變形。為了保證在較大變形情況下仍有足夠的安全度,應(yīng)選擇延伸性能較好的鋼材作為錨定板結(jié)構(gòu)的鋼拉桿。此外拉桿鋼筋因長度關(guān)系需要焊接,同時在拉桿兩端往往需要焊接螺絲端桿,因此還必須選用可焊性能較好的鋼材才能保證拉桿焊接部位的質(zhì)最,一般采用熱軋螺紋鋼筋。(1).拉桿直徑 拉桿應(yīng)盡量采用單根鋼筋,如果單根鋼筋不能滿足設(shè)計拉力的需求,也可采用兩根鋼筋共同組成一根拉桿,拉桿鋼筋除需要滿足上述設(shè)計拉力的要求外,還應(yīng)滿足以下條件: 對于錨定板橋臺,主墻部分的拉桿鋼筋直徑不宜小于22mm,亦不宜大于32mm; 對于錨定板擋墻,肋柱的上層拉桿鋼筋直徑不宜小于22mm。(2).拉桿長
22、度 拉桿長度通過錨定板結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算決定,同時需滿足以下要求: 對于錨定板橋臺及公路、貨場擋墻,其拉桿長度至少要使錨定板埋置于墻面主動破裂面以外3. 5b處(b為方形錨定板的邊長); 對于鐵路錨定板擋墻,路肩墻最上邊一層拉桿的長度應(yīng)超出單線鐵路遠(yuǎn)離擋墻側(cè)的枕木端頭。最下層拉桿的長度應(yīng)使錨定板埋置于墻面主動破裂面以外不小于3.5b處??紤]上層錨定板的埋置深度對其抗拔力的影響,要求最上一層拉桿至填土頂面的距離不能小于lm。(3).螺絲端桿 拉桿兩端可焊接螺絲端桿,穿過肋柱或錨定板的預(yù)留孔道,然后加墊板及螺帽固定,和拉桿筋一樣,螺絲端桿也應(yīng)采用延伸性能和可焊性能良好的鋼材。螺絲端桿(包括螺紋、
23、螺母、鋼墊板及焊接)按照與拉桿鋼筋斷面等強(qiáng)度的條件進(jìn)行設(shè)計。螺絲端桿的長度應(yīng)不小于+lOcm(為肋柱或錯定板厚度、螺母與鋼墊板厚度以及焊接長度之和)。如果采用45SiMnV精軋螺紋鋼筋作為拉桿,鋼筋木身的螺旋即可做為絲扣并可安裝螺帽,則不需另焊螺絲端桿。當(dāng)螺絲端桿與拉桿的連接采用幫焊時,端桿還應(yīng)增加一段焊接長度,拉桿、拉桿與肋柱及拉桿與錨定板的連接處必須做好防銹處理。錨定板設(shè)計(1).錨定板面積錨定板一般采用方形鋼筋混凝土板,豎直方向埋在填土中,忽略不計拉桿與填土之間的摩阻力,則錨定板承受的拉力即為拉桿設(shè)計拉力。錨定板面積根據(jù)拉桿設(shè)計拉力及錨定板容許拔力來確定。式中:錨定板面積(); R拉桿設(shè)
24、計拉力(kN) ; 錨定板單位面積容許抗拔力(kPa)。 除滿足計算要求外,錨定板尺寸還需滿足下列構(gòu)造要求: 對于錨定板橋臺,主墻部分的錨定板邊長應(yīng)不小于80 cm ,翼墻部分錨定板邊長應(yīng)不小于60cm;對于錨定板擋墻,柱板拼裝式墻的錨定板面積應(yīng)不小于0.5,無肋柱式墻的錨定板面積應(yīng)不小于0.2。(2).錨定板配筋錨定板的厚度和鋼筋配置可分別在豎直方向和水平方向按中心有支承的單向受彎構(gòu)件計算,并假定錨定板豎直面上所受的水平土壓力均勻分布。除驗(yàn)算錨定板豎直和水平方向的抗彎及抗剪強(qiáng)度外,尚應(yīng)驗(yàn)算錨定板與拉桿鋼墊板連接處混凝土的局部承壓與沖切強(qiáng)度??紤]到施工、搬運(yùn)及安裝誤差等因素,在錨定板前后面雙向
25、布置鋼筋。錨定板與拉桿連接處的鋼墊板,也按中心有支點(diǎn)的單向受彎構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計。錨定板中心應(yīng)預(yù)留穿過拉桿的孔道,孔道直徑須大于螺絲端桿直徑,以便于安裝后填塞瀝青水泥砂漿防銹。 三、錨定板擋土墻施工3.1基礎(chǔ)工程錨定板擋土墻的基坑開挖工作最,比重力式擋土墻要少很多。如果肋柱設(shè)計為平放在基礎(chǔ)頂面上的自由端,那么基礎(chǔ)僅起阻止肋柱下沉和擴(kuò)散應(yīng)力的墊層作用,此時基坑開挖工作最更少。由于錨定板擋土墻為輕型柔性結(jié)構(gòu),對地基承載力要求相應(yīng)的比重力式擋土墻要低得多,但不應(yīng)誤解為不需考慮基底承載力問題。如果基礎(chǔ)發(fā)生大最的下沉,基礎(chǔ)下的軟弱層形成圓弧滑動面,則有可能造成錨定板擋土墻的破壞。囚此,在錨定板擋土墻的設(shè)計、施
26、工中,應(yīng)作詳細(xì)的地質(zhì)勘察,認(rèn)真核對地基承載力和可能下沉問題,在開挖基坑中,應(yīng)密切注意地層的變化情祝。3.2肋柱安裝肋柱安裝前注意:基礎(chǔ)的杯口應(yīng)打掃干凈,鋪設(shè)一層瀝青砂漿,清除預(yù)制構(gòu)件上的污染物,清掃和平整吊機(jī)及車輛的運(yùn)行道路,測定控制各構(gòu)件就位的定位線,預(yù)備一定數(shù)最的墊木和木楔等。與錨桿擋土墻相似,肋柱吊裝工作,視道路、吊裝設(shè)備情祝,可采用獨(dú)立扒桿或汽車吊,按設(shè)計要求將肋柱安裝就位。肋柱是否需要支撐,應(yīng)視基礎(chǔ)設(shè)計情祝而定。杯口基礎(chǔ)一般可不設(shè)支撐,將肋柱插入杯口后,先對準(zhǔn)肋柱與肋柱間的中心線,在杯口用木楔塞緊,然后,用鋼釬作臨時地壟,以倒鏈葫蘆方式進(jìn)行肋柱的調(diào)整。為防比肋柱最終向外傾斜,吊裝時嚴(yán)
27、禁前傾,一般都預(yù)留后仰位移最,根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),肋柱預(yù)留位移后仰最,宜為肋柱長度的5%。當(dāng)所有肋柱都調(diào)整到設(shè)計要求后,杯口四周用木楔塞緊,肋柱即可自立,待全部填土完成后,方可打掉木楔,并按設(shè)計規(guī)定的材料封填杯口。如支座設(shè)計為鉸支點(diǎn),宜用瀝青砂漿填封;若設(shè)計為固定端,則用水泥砂漿填封。3.3拉桿、錨定板及擋土板安裝 拉桿與錨定板,能否處于止常的工作狀態(tài)和能否符合設(shè)計受力的要求,與安裝質(zhì)最有著密切的關(guān)系。如拉桿與肋柱或錨定板的連接不緊,致使拉桿受力不均,個別拉桿受力偏小,而某些拉桿又受力過大,這將改變肋柱內(nèi)力的設(shè)計狀態(tài),從而造成肋柱裂紋、根部斷裂等弊病;若螺帽與螺桿不配套,易形成螺帽松動甚至脫落,引起
28、兩肋柱間的填土坍塌,同樣也會致使肋柱傾斜根部斷裂。施工過程中,應(yīng)按照逐層拼裝擋土墻、拉桿、錨定板,逐層填土的順序循環(huán)進(jìn)行。3.4填料填筑與壓實(shí)錨定板所能提供的抗拔力大小、錨定板擋土墻的整體穩(wěn)定性、鋼拉桿由于土體下沉所產(chǎn)生的次應(yīng)力等諸多囚素,都直接與填土壓實(shí)質(zhì)最有密切關(guān)系。所以,加強(qiáng)填土工序的質(zhì)最控制,確保填料質(zhì)最和填土壓實(shí)質(zhì)最,是錨定板擋土墻成敗的重要環(huán)節(jié)。(1).填料要求及選擇 墻后填料最好采用透水性的砂類土(粉砂、粘砂除外)、礫石類土、碎石類土等。不能采用膨脹土、鹽漬土及塊石類土。嚴(yán)禁采用有腐蝕作用的酸性土和有機(jī)質(zhì)土,以防填料對拉桿鋼筋的電化學(xué)腐蝕作用。 如果墻后填料為粘性土,而且可能有水
29、浸入墻后填土?xí)r,應(yīng)在墻后底部至墻頂以下50cm范圍內(nèi)填筑不小于30 cm厚的砂礫等透水性材料或用無砂混凝土板、土工合成材料作為反濾層以利排水,并且要設(shè)置排水設(shè)施。必要時還可在填土頂部鋪設(shè)防水材料作封閉層,在寒冷及嚴(yán)寒地區(qū),墻后應(yīng)填非凍脹性土。反濾層和排水設(shè)施應(yīng)與墻后填土同步完成。(2).填底處理 為保證錨定板擋土墻的整體穩(wěn)定,必須在填土前先進(jìn)行基底處理,一般情祝下,修建錨定板擋土墻的地面橫坡不宜陡于1:10。若橫坡在1:10-1:5時,應(yīng)清除草皮;橫坡在1:5-1:2.5時,應(yīng)將原坡面挖成臺階,臺階的寬度不小于1.0m;當(dāng)橫坡陡于1:2.5時,應(yīng)驗(yàn)算其基底穩(wěn)定性?;兹粲杏倌啾仨毲宄绻械?/p>
30、下水影響基底穩(wěn)定時,應(yīng)攔截或排除地下水到錨定板擋上墻外。如排水有困難時,則應(yīng)以透水性材料或不易風(fēng)化的巖石填筑在底部。若基底為耕地或松土?xí)r,應(yīng)先壓實(shí)后再行填筑。在深耕地段,必要時應(yīng)將松土翻挖,然后回填壓實(shí)。(3).填筑程序基底按規(guī)定處理后,墻后的填土應(yīng)按規(guī)定的順序進(jìn)行填筑。為發(fā)揮錨定板在填土過程中的抗拔能力,減少肋柱的支撐工程,雙層錨定板擋土墻一般可按如圖順序進(jìn)行填筑。a.從基底開始,由肋柱根部向上,以1:1坡度攤鋪填土并壓實(shí),此時墻面系完全不受土壓力,待填至下層拉桿以上20cm處,完成了順序,即停比填土。壓實(shí)后,開挖下層拉桿槽及錨定板坑, 安裝下層拉桿及下層錨定板,然后用石灰土回填槽坑。若錨定
31、板前的超挖部分不易保證質(zhì)最時,可用貧混凝土回填。 b.填筑順序的填土層,層厚約1. 0 m左右,擰緊肋柱下層拉桿的螺帽,以便使下層錨定板能承受一定的抗拔力。 c.順序完成后,安裝擋土板,并填筑墻后的砂礫反濾層及填土,即順序,此時墻面系開始承受水平土壓力。 d.填筑順序n的填土層,此時墻面系土壓力逐步增大,但錨定板能提供的抗拔能力也同時加大,填至上層拉桿以上20cm處停比填土,挖上層拉桿槽及錨定板坑,安裝上層拉桿及錨定板,此時,上層錨定板尚不能起作用。 應(yīng)該說明,對于雙層錨定板擋土墻來說,此時整個墻面系的下層拉桿所受的水平上壓力最大,為此應(yīng)驗(yàn)算下層拉桿在施工荷載作用下所承受的拉力,檢查下層拉桿直徑是否滿足要求,錨定板大小是否適應(yīng),肋柱彎矩圖式與肋柱內(nèi)力布筋是否一致等等。但這是很短暫的,其安全系數(shù)可以降低。 e.上層拉桿及錨定板安裝后,即可填筑順序的填土層,直至墻頂(或路基頂面 ),并擰緊肋柱上層拉桿螺帽。隨著填土的增加,上層拉桿及錨定板也參加工作,這時肋柱內(nèi)力又開始變化。 f.填筑順序三角部分的填土并壓實(shí),至此,雙層錨定板擋土墻填土工作己經(jīng)完成。(4).填土壓實(shí)及質(zhì)量控制 填土壓
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