道路工程中重力式擋土墻設(shè)置條件分析

道路工程中重力式擋土墻設(shè)置條件分析

1重力式擋土墻的施工方案在道路工程中，重力墻具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、交通廣泛等特點(diǎn)，被廣泛使用。邊坡支擋設(shè)置擋土墻很大部分原因是受地界限制,放坡空間不足,故在有限的投資成本下,做出既安全又節(jié)省的方案是對(duì)設(shè)計(jì)人員的首要要求,同時(shí)也要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件,確保實(shí)施方案優(yōu)質(zhì)可行。重力式擋土墻可采用塊石、片石、混凝土預(yù)制塊作為砌體,或采用片石混凝土、混凝土進(jìn)行整體澆注。隨著機(jī)械化程度的日益普及,受人力作業(yè)局限性和適用條件限制,干砌、漿砌片石重力式擋土墻使用頻率下降,相比片石混凝土,素混凝土墻在工程中的使用日益廣泛。故本文以素混凝土重力式擋土墻展開(kāi)論述,從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)角度進(jìn)行分析對(duì)比,為工程技術(shù)人員在設(shè)計(jì)施工中做一參考借鑒。2幾種常用的平面式重力式擋土墻按墻背常用線型,可分為仰斜式、垂直式、俯斜式、凸折式、衡重式、臺(tái)階式等類型,如圖1所示。本文對(duì)公路、城市等道路工程中采用較為普遍的仰斜式與衡重式展開(kāi)分析。3支撐墻試驗(yàn)指標(biāo)3.1限狀態(tài)下作用或荷載效應(yīng)組合擋土墻設(shè)計(jì)與施工中,對(duì)地基的承載力有明確要求,一般按正常使用極限狀態(tài)下作用(或荷載)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合,相應(yīng)的抗力采用地基承載力特征值。設(shè)計(jì)中要求擋土墻基底所受的最大壓應(yīng)力不應(yīng)小于承載力特征值(或修正值),與此息息相關(guān)的是對(duì)其垂直于基礎(chǔ)底面的合力的偏心距e3.2抗滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算,抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。請(qǐng)看(1)一般要求擋土墻穩(wěn)定性應(yīng)同時(shí)滿足抗滑動(dòng)和抗傾覆穩(wěn)定,本文中計(jì)算按作用(或荷載)組合Ⅰ、Ⅱ的情況要求:抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc≥1.3,抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)≥1.5。(2)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算設(shè)置于不良土質(zhì)地基、表土下為傾斜基巖地基及斜坡上的擋土墻,應(yīng)對(duì)擋土墻地基及填土的整體穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算,其穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于1.25,其他情況不做整體穩(wěn)定性驗(yàn)算要求。本文中擋土墻驗(yàn)算不考慮整體穩(wěn)定性要求。4支撐墻的選擇、計(jì)算和分析為方便對(duì)比分析,本文計(jì)算中將模擬條件盡量簡(jiǎn)化。一般截面強(qiáng)度檢算中截面上的偏心距e4.1衡重式擋土墻設(shè)計(jì)路塹擋土墻中一般以仰斜式較為適宜,多采用面坡1:0.2、背坡1:0.2,按照?qǐng)D2中模擬條件(LQY模型),經(jīng)計(jì)算優(yōu)化后的設(shè)計(jì)墻型如表1。以上述模擬條件設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),取邊坡高8m進(jìn)行對(duì)比,按照?qǐng)D3中衡重式型式(LQH模型)進(jìn)行試算,結(jié)果如表2所示。由表2可知,從空間利用和對(duì)地基的要求方面考慮,衡重式擋土墻按LQH1-6、LQH1-7尺寸設(shè)計(jì)時(shí),方案較為合理,縱向?qū)Ρ燃磯π驮较蜓鲂笔绞諗吭胶侠怼５庵厥降腖QH1-6、LQH1-7與重力式的LQY1-3對(duì)比,經(jīng)濟(jì)成本明顯升高。此外,當(dāng)墻背巖土條件較好時(shí),臨時(shí)開(kāi)挖坡面可與墻背一致,能有效減少超挖量及超挖回填土達(dá)不到密實(shí)度要求的帶來(lái)的不利影響,故一般路塹邊坡?lián)跬翂σ匝鲂笔綖橐恕?.2路肩擋土墻設(shè)計(jì)道路工程中路堤重力式擋土墻分為路肩墻和坡腳墻,路肩擋土墻一般多采用衡重式,以圖3(LJH模型)、圖4(LJY模型)模擬條件做分析對(duì)比。由表3可知,在滿足穩(wěn)定性要求條件下,調(diào)節(jié)墻身截面尺寸可優(yōu)化基底的壓力分布,降低對(duì)地基的要求。整體而言,衡重式墻型較仰斜式墻型對(duì)基底承載力要求稍高,但其分布均勻性更好,從占地范圍看,衡重式墻型明顯優(yōu)于仰斜式。道路工程中,道路紅線寬度往往受限,當(dāng)不同車道間存在高差,高差為直立橫斷面時(shí)采用路肩衡重式擋土墻成為較為優(yōu)選的支擋措施。對(duì)于路堤放坡空間不夠時(shí),可在坡腳設(shè)置擋土墻,其計(jì)算原理同路塹邊坡,本文不再展開(kāi)論述。值得注意的是,路堤直接承受車輛荷載,墻背填土質(zhì)量直接影響路基質(zhì)量,故擋土墻選型或設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)在保障墻背填土壓實(shí)度方面多做考慮,如選用直立或俯斜式的墻背,或在墻背一定范圍采用易于壓實(shí)的填料回填等。5基于巖土力學(xué)的設(shè)計(jì)方法本文以簡(jiǎn)單條件模擬計(jì)算,分析了仰斜式、衡重式分別貫用于路塹和路肩邊坡支擋的原因,所論述的內(nèi)容是巖土力學(xué)應(yīng)用中較為淺顯基礎(chǔ)的部分應(yīng)用。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,