淺談?chuàng)跬翂υ谏絽^(qū)公路中的應(yīng)用

淺談?chuàng)跬翂υ谏絽^(qū)公路中的應(yīng)用

1常見墻保護(hù)類型的適用性分析1.1前趾部位基底應(yīng)力不平衡的擋墻施工對(duì)于高度小于5m的道路過載，重力過載通常是首選結(jié)構(gòu)。該擋墻形式最為簡(jiǎn)潔,便于施工,缺點(diǎn)是基底應(yīng)力不平衡,靠前趾部位的基底應(yīng)力遠(yuǎn)大于靠后踵的基底應(yīng)力。當(dāng)擋土高度超過5m,重力式擋墻的前趾基底應(yīng)力有可能超過地基容許承載力,不得已可選用構(gòu)造稍復(fù)雜的衡重式擋墻。1.2擋土高度的平衡衡重式擋墻的最大優(yōu)點(diǎn)是可利用下墻的衡重平臺(tái)迫使墻身整體重心后移,使得基底應(yīng)力趨于平衡,這樣可適當(dāng)提高擋土高度。但從另一方面來看:衡重式擋墻的構(gòu)造形式又限制了擋墻基底寬度不可能做得很大(與重力式擋墻相比),因此就擴(kuò)散擋墻基底應(yīng)力而言,衡重式擋墻反不如重力式擋墻。所以采用衡重式擋土墻能夠提高的擋土高度也是比較有限的。1.3兩種擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算可進(jìn)一步提高擋墻砌筑高度,但擋墻底板必須有足夠的寬度,特別在前齒部位。否則基底應(yīng)力仍很大(見下述兩種擋墻穩(wěn)定驗(yàn)算的對(duì)比結(jié)果)。該擋土墻耗鋼量大,造價(jià)頗高;而且墻體均為立模現(xiàn)澆,施工不易。1.4創(chuàng)造性的突破之路是一種能適應(yīng)軟土地基砌筑高擋墻的理想結(jié)構(gòu)。它使原本作為擋墻外荷載的墻后填料轉(zhuǎn)化為墻體結(jié)構(gòu)的一部分無疑是一種創(chuàng)造性的突破。加筋土擋墻造價(jià)低廉具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,而且它的裝配式構(gòu)件十分有利于快速施工。盡管加筋土擋墻有諸多優(yōu)點(diǎn),但在蘇南城市用得還不多,主要原因是:城市道路敷設(shè)地下管線多,與擋墻筋帶形成垂直交叉互有干擾。此外,萬一今后路面開挖維修管道會(huì)影響到擋土墻的安全。2地質(zhì)及水文資料擋土墻設(shè)計(jì)時(shí),必須具備以下資料:路線平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖,地質(zhì)資料(包括工程地質(zhì)勘察報(bào)告、工程物探報(bào)告),地震勘探報(bào)告,水文資料,總體設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造物一覽表等。3支撐墻的準(zhǔn)備3.1圍比較廣泛漿砌片石擋土墻取材容易,施工簡(jiǎn)便,適用范圍比較廣泛。山區(qū)公路中,石料資源較為豐富,在擋土墻高≤10m時(shí),因地制宜,采用漿砌片石砌筑,可以較好地滿足經(jīng)濟(jì)、安全方面的要求。3.2仰斜式擋土墻根據(jù)擋土墻結(jié)構(gòu)類型及其特點(diǎn)分析,當(dāng)墻高<5時(shí),采用重力式擋土墻,可以發(fā)揮其形式簡(jiǎn)單,施工方便的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),由于山區(qū)公路地面橫坡比較陡峭,若采用仰斜式擋土墻,會(huì)過多增加墻高,斷面增大,造成浪費(fèi),采用俯斜式擋土墻會(huì)比較經(jīng)濟(jì)合理。一般在路塹墻、墻趾處地面平緩的路肩墻或路堤墻等情況下,才考慮采用仰斜式擋土墻。當(dāng)墻高≥5且地基條件較好時(shí),采用衡重式擋土墻,可以有效地減小截面,節(jié)省材料。4墻身、填土與地基擋土墻設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理,關(guān)鍵是正確地計(jì)算土壓力,確定土壓力的大小、方向與分布。土壓力計(jì)算是一個(gè)十分復(fù)雜的問題,它涉及墻身、填土與地基三者之間的共同作用。計(jì)算土壓力的理論和方法很多。由于庫倫理論概念清析,計(jì)算簡(jiǎn)單,適用范圍較廣,可適用不同墻背坡度和粗糙度、不同墻后填土表面形狀和荷載作用情況下的主動(dòng)土壓力計(jì)算,且一般情況下計(jì)算結(jié)果均能滿足工程要求,因此庫倫理論和公式是目前應(yīng)用最廣的土壓力計(jì)算方法。5穩(wěn)定驗(yàn)算及強(qiáng)度驗(yàn)算擋土墻的設(shè)計(jì)應(yīng)保證其在自重和外荷載作用下不發(fā)生全墻的滑動(dòng)和傾覆,并保證墻身截面有足夠的強(qiáng)度、基底應(yīng)力小于地基承載力和偏心距不超過容許值。因此在擬定墻身斷面形式及尺寸之后,應(yīng)進(jìn)行墻的穩(wěn)定及強(qiáng)度驗(yàn)算。擋墻的驗(yàn)算方法有二種:一種是采用分項(xiàng)安全系數(shù)的極限狀態(tài)法,另一種是總安全系數(shù)的容許應(yīng)力法。目前國內(nèi)多數(shù)應(yīng)用容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)擋土墻。下面是采用容許應(yīng)力法進(jìn)行擋土墻驗(yàn)算的簡(jiǎn)介。5.1擋土墻體結(jié)構(gòu)擋土墻沿基底的滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc應(yīng)不小于1.3。計(jì)算公式為Kc=(W+Ey)f/Ex式中:W———擋土墻自重,衡重式時(shí),包括衡重臺(tái)上的土重(KN),Ex,Ey———主動(dòng)土壓力的水平和垂直分力(KN),f———基底摩擦系數(shù)。設(shè)計(jì)中,為增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性,常將基底做成向內(nèi)傾斜,以增大滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)?；仔逼缕露纫话悴怀^1:5。5.2wzw+eyzx/emzy式擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定系數(shù)Ko應(yīng)不小于1.5。計(jì)算公式為:Ko=(WZw+EyZx)/(ExZy)式中:Zx——Ey對(duì)墻趾O點(diǎn)的力臂(m),Zy——Ex對(duì)墻趾O點(diǎn)的力臂(m),Zw——W對(duì)墻趾O點(diǎn)的力臂(m)。5.3巖石地基上,eb/5在土質(zhì)地基上,e≤B/6;在軟弱巖石地基上,e≤B/5;在不易風(fēng)化的巖石地基上,e≤B/4。當(dāng)e≤B/6時(shí),墻趾和墻踵處的法向壓應(yīng)力為:σ5.4墻體龍型、墻厚高或上下墻2020通常選取一、兩個(gè)截面進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算截面可選在基礎(chǔ)底面、1/2墻高處或上下墻交界處等。墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算包括法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的驗(yàn)算。剪應(yīng)力包括水平剪應(yīng)力和斜剪應(yīng)力兩種,重力式擋土墻只驗(yàn)算水平剪應(yīng)力,而衡重式擋土墻還需進(jìn)行斜截面剪應(yīng)力的驗(yàn)算。6采取措施防止和懲罰完成了擋土墻截面設(shè)計(jì)及穩(wěn)定、強(qiáng)度驗(yàn)算之后,必須采取必要的措施,以保證擋土墻的安全性。6.1臺(tái)階,以拓寬基底6.1.1為減少基底壓應(yīng)力,增加抗傾覆的穩(wěn)定性,在墻趾處伸出一臺(tái)階,以拓寬基底。墻趾臺(tái)階的寬度不小于20cm,臺(tái)階高寬比可采用3:2或2:1。6.1.2地基為軟弱土層時(shí),可用砂礫、碎石、礦渣或灰土等質(zhì)量較好的材料換填,以擴(kuò)散基底壓應(yīng)力,滿足設(shè)計(jì)要求。6.2加泄水孔的設(shè)置對(duì)于漿砌石擋土墻,應(yīng)在墻前地面以上設(shè)置一排泄水孔。墻較高時(shí),可在墻上部加設(shè)泄水孔。泄水孔采用10×10cm的方孔或圓孔,孔眼間距2~3m,上下排泄水孔錯(cuò)開設(shè)置。泄水孔進(jìn)水口應(yīng)設(shè)置反濾材料。6.4連接墻和地板6.5擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算及支護(hù)措施公路擋土墻是路基防護(hù)工程的重要組成部分。擋土墻設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查、勘測(cè),確定構(gòu)造物的形式與尺寸,運(yùn)用合適的理論計(jì)算土壓力,并進(jìn)行穩(wěn)定性和截面強(qiáng)度方面的驗(yàn)算,采取合理、可行的措施,以保證擋土墻的安全性。3.3支擋可能坍滑的邊坡土體在挖方邊坡比較陡峭時(shí),采用路塹擋土墻,可以降低邊坡高度,減少山坡開挖,避免破壞山體平衡;在地質(zhì)條件不良情況下,還可以支擋可能坍滑的山坡土體。對(duì)于采用路肩擋土墻或路堤擋土墻,應(yīng)結(jié)合具體條件考慮,必要時(shí)應(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。因?yàn)槁返虛跬翂Τ惺芎奢d較大,受力條件較為不利,截面尺寸也較大,所以路堤墻與路肩墻的墻高或截面污工數(shù)量較為接近,基礎(chǔ)情況相仿時(shí),采用路肩墻比較有利?；椎暮狭ζ木鄀。計(jì)算公式為:e=B/2-Zn=B/2-(WZw+EyZx-ExZy)/(W+Ey)6.3伸縮縫的設(shè)置為避免地基不均勻沉降引起墻身開裂,需按墻高和地基性質(zhì)的變異,設(shè)置沉降縫,同時(shí),為了減少圬工砌體因收縮硬化和溫度化作用而產(chǎn)生裂縫,需設(shè)置伸縮縫。擋土墻的沉降縫和伸縮縫設(shè)置在一起,每隔10~15m設(shè)置一道,縫寬2~3cm,自墻頂做至基