衡重式擋土墻在市政道路拓寬改建中的應用

衡重式擋土墻在市政道路拓寬改建中的應用

1加固薄弱地基對承載力的影響重力墻是由于地板材料的選擇、成本低、施工方便等特點的?，F(xiàn)在是支撐結構中使用時間最長、應用最廣泛的類型。由于重力式擋土墻靠自重維持平衡穩(wěn)定,因此體積、質量均較大,在軟弱地基上修建往往受到承載力的限制。如果墻太高,則耗費材料過多,也不經濟。在《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2011)吳海根在前人研究的基礎上,通過理論分析與數(shù)值分析相結合的方法對受地下管線限制條件下衡重式擋土墻進行優(yōu)化設計,通過在墻頂處增加鋼筋混凝土卸荷板,降低了墻身土壓力,進而減小了墻身的尺寸,避免了現(xiàn)場管線的遷改,而且壓縮了施工工期,取得了良好的工程效益。2方案4:衡重式擋土墻+扶壁式擋墻某市山區(qū)道路在拓寬改建過程中,道路兩側形成高陡坡路基,該段道路上覆層為砂質粘土,下伏基巖為強風化泥巖夾砂巖,基巖風化情況嚴重。由于現(xiàn)狀地面橫坡較陡,為確保道路路基的穩(wěn)定性,在道路右側路肩處考慮設置支擋結構。根據工程實際情況,業(yè)主及設計、地勘等各方經過討論,初步擬定采用衡重式擋土墻作為推薦方案。在現(xiàn)場勘查過程中發(fā)現(xiàn),路基底部存在大型通信光纜,根據計算,無論是采取衡重式擋墻還是扶壁式擋墻,其基礎墻趾處均與現(xiàn)有通信光纜沖突,沖突區(qū)段長達50m左右?？紤]到如果遷改通信光纜,一方面工程造價將大大增加,另一方面,也將嚴重影響到施工的進度。因此,必須在現(xiàn)有方案的基礎上對擋土墻進行優(yōu)化設計,減小擋墻墻趾處的寬度,以便在不改遷光纜的基礎上進行施工?，F(xiàn)場實際情況如下圖所示:3擋土墻土壓力及滑動面的計算分析優(yōu)化后的衡重式擋墻,在原卸荷臺處增加了一個L型懸臂板,整個懸臂板采用鋼筋混凝土材料澆筑,通過該鋼筋混凝土卸荷板,大大減小了作用在擋土墻上的土壓力,故擋土墻的斷面面積得以減小,同時整個擋墻的高度可降低2m左右,節(jié)省了大量圬工材料。針對優(yōu)化后的擋墻設計方案,對整個高邊坡進行穩(wěn)定分析,確保邊坡在施工與運營期整體穩(wěn)定性滿足要求。(1)計算參數(shù)根據現(xiàn)場資料,擋土墻墻背填料為砂石土及強風化泥巖夾砂石,設計參數(shù)分別為:ue788=32°,γ=19KN/m結構計算斷面如圖2所示:(2)計算方法優(yōu)化后方案臺后土壓力的計算采用折線形墻背土壓力的計算方法,分為上墻和下墻兩部分來分別計算(1)作用在墻背上的主動土壓力按庫倫理論進行計算,其中上墻按第二破裂面法計算,兩破裂面交點在卸荷板懸臂端;下墻按力多邊形法進行計算,土壓力強度按矩形分布,作用點為下墻墻高1/2處;(2)計算作用于卸荷板上的豎向壓力時,可先計算第二破裂面上的豎向分力,卸荷板承受其長度相應部分投影的應力,再計算第三破裂面及以上土體的自重,兩者疊加即為卸荷板的豎向壓力,在板上均勻分布。(3)擋墻計算結果實際計算結果如下:(1)擋墻基最大壓應力σ=496.3kPa:(2)基底抗滑穩(wěn)定系數(shù):K(3)抗傾覆穩(wěn)定系數(shù):K計算結果滿足要求。(4)邊坡整體穩(wěn)定性采用極限平衡法對邊坡的整體穩(wěn)定性進行分析。根據數(shù)值分析結果可知,邊坡滑動最小安全系數(shù)為1.499。邊坡最不利滑動面上的有效正應力和有效剪應力如圖4、圖5所示。該邊坡為一級邊坡,邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)限值為1.30(5)邊坡潛在滑動面預測采用有限元方法計算得到該邊坡滑動安全系數(shù)K<1.6的潛在滑動面如圖6所示:通過對邊坡潛在滑動面的分布進行分析,對現(xiàn)場施工監(jiān)控與后期運營期高邊坡的安全監(jiān)測提供理論依據。(6)工程措施(1)擋土墻沿道路前進方向每隔10m設置一道伸縮縫;墻背后設置泄水孔,墻背泄水孔處設置0.5m后碎石反濾層,以減少降水對擋墻穩(wěn)定性的影響。(2)施工過程中,先對墻身片石混凝土進行連續(xù)澆筑,待其強度達到設計強度90%后,進行懸臂下墻后土體的回填;回填完畢后進行上部懸臂板施工,新增加L型懸臂板與墻身間設置分布鋼筋進行連接,整個擋墻修筑完畢后,進行懸臂板上填土的分層填筑。(3)根據邊坡潛在滑動面分布圖,在安全系數(shù)K<1.6的滑動區(qū)內,埋設監(jiān)測設備,以便對邊坡運營期穩(wěn)定性狀況進行監(jiān)測。4經濟效益分析(1)采用原設計方案,需片石混凝土約3050m(2)此外,優(yōu)化后方案還進一步縮減了施工工期,具有顯著經濟效益;(3)項目自施工完成投入使用至今,使用情況良好。5擋墻墻體優(yōu)化后的經濟效益(1)通過對原有衡重式擋墻后增設L型懸臂板,對原有擋墻進行優(yōu)化,設置懸臂板后,大大減小了作用在擋墻后的土壓力,使擋墻自身尺寸減小,繼而減小擋墻墻趾處的寬度,以便避讓開墻趾處已有光纜設備。(2)經綜