山区公路挡土墙设计浅析
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山区公路加筋格宾挡墙设计分析1. 引言1.1 研究背景山区公路加筋格宾挡墙设计是为了解决山区公路沿线地质条件复杂、易发生滑坡、塌方等自然灾害的问题,保障公路的安全通行。
随着社会经济的发展和交通建设的加快,山区公路建设对挡墙的需求逐渐增加。
目前,传统的挡墙设计存在着一些问题,如抗滑性能差、稳定性不足等。
对加筋格宾挡墙的设计进行分析和优化,具有重要的理论和实际意义。
山区公路加筋格宾挡墙设计需要考虑地质条件、荷载条件、挡墙高度等多方面因素,以确保挡墙在面对各种外部荷载作用时能够稳定可靠。
设计中还需要考虑到经济性和施工方便性,以提高挡墙的整体性能和使用寿命。
加筋格宾挡墙设计的研究和分析对于提高山区公路交通安全性,促进交通建设的可持续发展具有重要意义。
【字数:221】1.2 研究目的本文旨在通过对加筋格宾挡墙设计的深入研究,探讨其在山区公路建设中的应用和优化。
具体的研究目的包括以下几个方面:1. 分析加筋格宾挡墙设计原理,深入探讨其结构特点及原理,在实际工程中能够更好地理解其作用机理。
2. 探讨山区公路挡墙种类,比较不同类型挡墙的优缺点,为工程设计提供参考和选择依据。
3. 总结挡墙设计要点,分析设计过程中需要注意的关键问题和技术要求,提高设计质量和工程稳定性。
5. 探讨加筋格宾挡墙设计的可行性和实用性,为工程实践提供科学依据和建议,促进山区公路建设的规范化和标准化发展。
1.3 研究意义山区公路加筋格宾挡墙设计的研究意义主要体现在以下几个方面:加筋格宾挡墙的设计研究可以提高公路工程的技术水平。
通过深入研究挡墙的设计原理和要点,可以优化设计方案,提高挡墙的抗震、抗滑稳定性能,提升公路工程的建设质量和安全性。
加筋格宾挡墙设计的研究还可以促进科技创新和产业发展。
随着我国山区公路建设的不断推进,对挡墙设计的需求也在增加。
通过深入研究加筋格宾挡墙的设计分析及优化,可以为相关行业提供技术支持和参考,促进相关行业的发展和进步。
山区改扩建旅游公路挡土墙设计思考摘要:S216/217理塘至稻城亚丁公路是大香格里拉旅游环线公路的一段,改建过程中充分借鉴了“川九”理念,并结合当地藏区文化特点,致力于打造一条具有藏区特色的旅游示范公路。
改建设计时将经济、美观、因地制宜、环保等设计理念运用到山区改建公路挡土墙设计中,本文对挡土墙选型、结构设计、美化处理等总结,希望以后类似公路设计能起到参考作用。
关键词:山区;公路改建;挡土墙设计1引言本项目为藏区公路,起于理塘县城,止于稻城县香格里拉镇,全长约226km,属于大香格里拉风景区旅游环线的一部分,项目有著名的稻城风景区、亚丁风景区、佛教名山等旅游胜地,地处高山、高原、高寒,气候自然条件极差,施工条件极差,自然风光秀美。
现有公路等级较低,道路窄,地形复杂,全线地形起伏大,既有高原草甸较平坦地形,也有大量的高山峡谷沿溪地形,改建必须因地制宜,精细设计。
本项目改建按照二、三级公路标准建设,路基宽度为8.5m,既有老路宽6~7m,普遍存在局部加宽,综合考虑既有道路保通、节约造价、美观等因素选择合适的挡墙形式是设计的关键。
2既有挡墙的利用2.1旧挡墙检测和评估将挡土墙状态划分为稳定、基本稳定、欠稳定、不稳定四类,通过对挡土墙状态的安全评估,判定既有线挡土墙的安全性,为设计提供依据和支撑。
(1)根据上述挡土墙状态的影响因素,运用层次分析法、专家打分法、综合评估法识别出影响既有线挡土墙工程安全的主要风险因素。
(2)利用敏感性分析法得出典型风险因素对既有线挡土墙工程的影响,确定各风险因素的权重,建立既有线挡土墙工程安全评估模型。
(4)根据既有线挡土墙的安全评估结论,判定挡土墙的稳定状态,确定改建时是否予以利用。
考虑多种安全影响因素条件,根据挡土墙状态检测资料、稳定性分析结果等,采用定性和定量相结合综合安全评判分级方法,进行挡土墙状态的安全评估。
2.2既有挡墙加固2.2.1增建支撑墙加固法当公路一侧既有挡土墙基本完好,在地震或其他因数影响下出现轻微倾覆变形情况,设计尽量拟合老路,拓宽另一侧保证路基设计宽度,加固既有挡土墙。
公路挡土墙的设计摘要:公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体,防止填土或土体变形失稳的一种构造物。
在路基工程中,挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡,减少土石方工程量和占地面积,防止水流冲刷路基,并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。
1.常见挡墙类型的适用性分析1.1重力式挡墙:对于挡土高度不超过5米的路基挡墙,重力式挡墙常为首选结构。
该挡墙形式最为简洁,便于施工,缺点是基底应力不平衡,靠前趾部位的基底应力远大于靠后踵的基底应力。
当挡土高度超过5米,重力式挡墙的前趾基底应力有可能超过地基容许承载力,不得已可选用构造稍复杂的衡重式挡墙。
1.2衡重式挡墙:衡重式挡墙的最大优点是可利用下墙的衡重平台迫使墙身整体重心后移,使得基底应力趋干平衡,这样可适当提高挡土高度。
但从另一方面来看:衡重式挡墙的构造形式又限制了挡墙基底宽度不可能做得很大(与重力式挡墙相比),因此就扩散挡墙基底应力而言,衡重式挡墙反不如重力式挡墙。
所以采用衡重式挡土墙能够提高的挡土高度也是比较有限的。
1.3钢筋混凝土扶壁式挡墙:可进一步提高挡墙砌筑高度,但挡墙底板必须有足够的宽度,特别在前齿部位。
否则基底应力仍很大(见下述两种挡墙稳定验算的对比结果)。
该挡土墙耗钢量大,造价顿高;而且墙体均为立模现浇,施工不易。
1.4加筋土挡墙:是一种能适应软土地基砌筑高挡墙的理想结构。
它使原本作为挡墙外荷载的墙后填料转化为墙体结构的一部分无疑是一种创造性的突破。
加筋土挡墙造价低廉具有良好的经济效益,而且它的装配式构件十分有利于快速施工。
尽管加筋土挡墙有诸多优点,但在华南地区城市用得还不多,主要原因是:城市道路敷设地下管线多,与挡墙筋带形成垂直交叉互有干扰。
此外,万一今后路面开挖维修管道会影响到挡土墙的安全。
2.挡土墙的选型2.1材料选择浆砌片石挡土墙取材容易,施工简便,适用范围比较广泛。
山区公路中,石料资源较为丰富,在挡土墙高10米时,因地制宜,采用浆砌片石砌筑,可以较好地满足经济、安全方面的要求。
山地挡土墙设计要点学习山地挡土墙设计这么久了,今天来说说关键要点。
我理解啊,山地挡土墙首先得考虑这个墙的稳定性。
就像咱们搭积木一样,你要是底下没搭稳,那整个结构肯定就垮了。
山地有坡度,这个墙后面的土会有侧向压力,那怎么抵抗这些压力呢?这就涉及到墙的基础得设计得稳。
我总结呢,基础的埋深是个重要的点,要是埋得太浅,土一压就容易把墙推倒。
对了还有个要点,基础的宽度也很重要,你想啊,脚宽一点站得就更稳嘛。
然后就是墙体的材料选择。
这个我之前也很疑惑,到底用什么材料好呢?我就去查资料翻书,发现砖石、混凝土啊都有它们的适用场景。
如果当地石材资源比较丰富,用石头来砌墙可能还挺好,成本低又耐用。
就好比在那种山区农村,很多老房子旁边的挡土墙就是用石头一块一块垒起来的,能一直用到现在。
但是如果要求比较高,像一些景区或者对美观性有要求的地方,混凝土可能更好塑形,还能在表面做些装饰啥的。
说到排水,这可不能忽视。
在山上啊,水要是排不出去,积在墙后,就像给墙施加了一个额外的大力,这墙哪受得了。
我有一次看到一个小山坡的挡土墙塌了一部分,后来了解到就是因为墙后的排水系统没做好。
这排水系统怎么设计呢?有疏水孔,得让水能够流出去,还得有排水管道把流出来的水引到合适的地方。
我理解这里还有个反滤层很重要,就是防止水土流失,保证排水通畅的同时,不会让墙后的土跟着水流跑了。
还有墙体的坡度和高度也是要考虑的。
高度不能随心所欲地定,要根据实际的情况来。
如果墙太高了,稳定性肯定又会出问题。
那坡度呢,我觉得就像建梯子一样,合适的坡度它就能站得稳。
我总结一个学习的技巧就是,在设计的时候多参考一些已有的成功案例,看看人家是怎么做的。
比如说我看到过一些山区公路旁边的挡土墙,都是依据实际的地形和交通需求来设计高度和坡度的。
另外我觉得啊,在山地挡土墙设计的时候也要考虑到和周围环境的协调性。
不能说你建个挡土墙,在那边格格不入啊。
这就跟咱们穿衣服一样,要整体搭配才好看。
对山区公路挡土墙设计的探讨摘要:公路挡土墙具有防止土坡坍塌,承受侧向压力的功能。
是土木工程中解决地形变化、地平高差的重要手段。
在山区公路中,由于地形条件更为复杂,地势更为陡峭,因此,挡土墙的应用更为广泛。
本文从对公路挡土墙的设计原则分析入手,具体论述和讨论了山区公路挡土墙的设计要点。
关键词:山区公路、挡土墙、设计1、概述为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物,称为挡土墙。
在公路工程中,它广泛地用于支撑路堤填土或路堑边坡,以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。
在山区公路中,挡土墙的应用更为广泛。
挡土墙的建筑费用较高,故路基设计时,应与其他可能的工程方案进行技术、经济比较,择优选定。
在本文中,笔者主要针对山区石料丰富的特点,以在山区公路挡土墙设计中常用的重力式挡土墙为例,在此提出一些自己所积累的挡土墙设计的经验和体会,希望对内业同行及同类工程设计有所裨益。
2、挡土墙的设计原则1)挡土墙设计有“容许应力法”和“分项安全系数极限状态法”两种方法。
过去设计采用“容许应力法”计算挡土墙,而目前交通部颁发的《公路挡土墙设计与施工技术规范》则明确挡土墙采用分项系数的极限状态法进行设计。
本章将遵循(墙规》设计原则进行叙述。
2)挡土墙分承载能力极限状态和正常使用极限状态a、承载能力极限状态。
当挡土墙出现以下任何一种状态,即认为超过了承载能力极限状态:①整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体体失去平衡。
②挡土墙构件或联结部件因材料强度被超过而破坏,或因过度塑性变形而不适于继续承载。
③挡土墙结构变为机动体系或局部丧失稳定。
b、正常使用极限状态,当挡土墙出现下列状态之一时,即认为超过了正常使用极限状态:①影响正常使用或外观变形。
②影响正常使用或耐久性的局部破坏(包括裂缝)。
③影响正常使用的其它特定状态。
3、山区公路重力式挡土墙的设计要点分析3.1、重力式挡土墙的构造设计常用的重力式挡土墙,一般由墙身、基础、排水构造物和沉降缝与伸缩缝等几部分组成。
分析山区公路挡土墙施工及注意事项摘要:在山区公路的施工中,其地形条件非常复杂,且地势陡峭,这些原因使挡土墙在公路工程施工中得到广泛的应用。
挡土墙工程具有要求地基承载力高和石材丰富等特点。
在深入的研究和分析多个山区公路项目中挡土墙工程的施工后,总结出了一些相关的实践经验和施工中存在的问题等。
本文将简单介绍山区公路挡土墙的施工和需要注意的问题,以及针对一些问题所做的相应的改善措施等,此可供类似的工程在施工时进行参考。
关键词:山区公路,挡土墙,施工,注意事项Abstract: in the mountainous area highway construction, the terrain conditions are very complex, and steep topography, these reasons that retaining wall in highway engineering construction widely applied. Retaining engineering with high bearing capacity and stone material requirements foundation rich etc. Characteristics. The deep research and analysis in the mountainous area highway project more than retaining engineering construction, summarizes some related practice experience and the problems in the construction of etc. This article briefly introduce mountainous highway construction of the retaining wall and the problems to be pay attention to, and the view of the problems of the corresponding improvement measure and so on, this of the similar project construction in the reference.Keywords: mountain area highway, retaining wall, construction, the matters needing attention一、公路挡土墙的概况公路挡土墙的主要作用是支承山坡土体或路基土体,防止土体或填土发生变形失稳。
浅谈公路工程挡土墙设计在公路工程中,挡土墙是一种常见的构造物,它起着稳定土体、支撑路堤、减少占地等重要作用。
合理的挡土墙设计不仅能够保障公路的安全与稳定,还能有效降低工程造价、提高土地利用率。
接下来,让我们一起深入探讨公路工程挡土墙设计的相关要点。
一、挡土墙的作用与分类挡土墙的主要作用是抵抗土体的侧压力,防止土体坍塌和滑坡,从而保持土体的稳定性。
根据其结构形式和受力特点,挡土墙可以分为重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆式挡土墙、加筋土挡土墙等多种类型。
重力式挡土墙依靠自身的重力来维持稳定,通常由块石、混凝土或毛石等材料砌筑而成,结构简单,施工方便,但自重大,对地基承载力要求较高。
悬臂式挡土墙由立壁和底板组成,通过悬臂的抗弯能力来抵抗土压力,适用于地基承载力较低的情况。
扶壁式挡土墙则是在悬臂式挡土墙的基础上增加了扶壁,以提高其抗弯性能,适用于更高的墙高。
锚杆式挡土墙通过锚杆将墙面板与稳定的地层连接在一起,利用地层的锚固力来维持墙体的稳定,适用于岩质边坡和高陡边坡。
加筋土挡土墙则是在土中加入拉筋,通过拉筋与土之间的摩擦力来抵抗土压力,具有良好的抗震性能和适应性。
二、挡土墙设计的基本原则1、安全性原则挡土墙设计首先要确保其在各种工况下的安全性,能够承受土体的侧压力、水流的冲击力以及地震等自然灾害的影响,保证公路的正常运行和行人车辆的安全。
2、稳定性原则挡土墙自身必须具备足够的稳定性,包括抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和地基承载力稳定性。
在设计过程中,要合理确定墙体的尺寸、基础的形式和埋深,以满足稳定性要求。
3、经济性原则在保证挡土墙安全和稳定的前提下,要尽量降低工程造价。
通过优化设计方案、合理选用材料、减少土方开挖和回填等措施,降低工程成本。
4、美观性原则挡土墙作为公路沿线的景观元素之一,其外观应与周围环境相协调,尽量减少对自然景观的破坏,达到美观、实用的效果。
三、挡土墙设计的主要内容1、墙型选择根据工程地质条件、地形地貌、墙高、填土性质、工程造价等因素,综合选择合适的挡土墙类型。
山区公路挡土墙设计浅析- 结构综合资料简介:挡土墙是公路工程中广泛采用的一种构造物,特别在山区公路中,应用更为广泛。
本文主要介绍采用容许应力法进行挡土墙设计的情况,分析山区公路挡土墙设计中的重点问题,并提出了较为合理可行的建议与措施。
关键字:山区公路挡土墙设计土压力库伦理论稳定截面强度措施1 前言公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体,防止填土或土体变形失稳的一种构造物。
在路基工程中,挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡,减少土石方工程量和占地面积,防止水流冲刷路基,并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。
挡土墙的形式多种多样,按其结构特点,可分为:石砌重力式、石砌衡重式、加筋土轻型式、砼半重力式、钢筋砼悬臂式和扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型;按其中路基横断面上的位置,又可分:路肩墙、路堤墙及路堑墙;按所处的环境条件,又可分为:一般地区挡墙、浸水地区挡土墙及地震地区挡土墙。
考虑挡土墙设计方案时,应与其他工程方案进行技术经济比较,分析其技术的可行性、可靠性及经济的合理性,然后才确定设计方案,并根据实际情况进行挡土墙的选型。
在山区公路中,由于地形条件更为复杂,地势更为陡峭,因此,挡土墙的应用更为广泛。
近几年来,笔者参加了二十多段、共三百多公里的山区公路(二、三级)的设计,主要负责路基防护工程,特别是挡土墙的设计,对山区公路挡土墙的设计积累了一定的经验与体会,在此提出,仅供同类工程设计时参考。
2 挡土墙设计的基础资料及设计参数2.1 基础资料挡土墙设计时,必须具备以下资料:路线平面图、纵断面图、横断面图,地质资料(包括工程地质勘察报告、工程物探报告),地震勘探报告,水文资料,总体设计资料及构造物一览表等。
2.2 设计参数的选取2.2.1 墙背填料的物理力学性质对于山岭重丘二、三级公路的挡土墙设计,当缺乏试验数据时,填料的计算内摩擦角及容重可参照表1及表2选用:表1 填料内摩擦角ψ参考值土的种类块石大卵石、碎石类土小卵石、砾石、粗砂、石屑中、细砂、砂质土粉砂粘土内摩擦角(°)454035302614-21表2 填料标准容重土的种类砾石、碎石、砾质土砂、砂质土粉土、粘性土(ωlB/6时,基底出现拉应力,考虑到一般情况下地基与基础间不能承受拉力,故不计拉力而按应力重分布计算基底最大拉应力:σ1=2(W+Ey)/ 3Zn≤[σ]若出现负偏心,则上式的Zn改为(B-Zn)。
公路路基工程施工中的挡土墙工程设计与施工研究公路建设是一个综合工程,其中路基工程起着至关重要的作用。
而在路基工程中,挡土墙的设计与施工显得尤为重要。
挡土墙作为公路路基工程的一部分,主要用于固定边坡和抵御土体的侵蚀力,保证公路的稳定性和安全性。
下面,本文将从挡土墙工程的设计与施工两个方面进行深入研究。
首先,挡土墙工程的设计是确保工程质量的关键之一。
在设计中,需要考虑以下几个方面。
首先是挡土墙的结构设计。
挡土墙的结构形式多种多样,常见的有重力式挡土墙、加固式挡土墙和混凝土面板挡土墙等。
在选择挡土墙结构时,需要根据地质条件、土壤类型、挡土墙高度和坡度等因素进行合理选择。
此外,还需要考虑挡土墙的强度、稳定性等方面的设计,确保其能承受土体侵蚀力和自重。
其次是挡土墙的材料选择。
在设计中,需要选择适合的材料来构建挡土墙。
常见的挡土墙材料有砂石、混凝土、钢筋等。
不同的材料有不同的特点和适用范围,需要根据工程实际情况进行选择。
同时,还需要考虑材料的耐久性、抗风化性等因素,确保挡土墙能够长期稳定运行。
此外,还需要考虑挡土墙的排水设计。
挡土墙的排水设计是防止水分渗透和积聚的关键。
在设计中,需要设立合理的排水系统,确保挡土墙背后的土体能够得到有效排水,避免土体的液化和失稳。
在挡土墙工程施工过程中,确保施工质量和工期的两个方面同样重要。
下面,我们将重点讨论挡土墙工程施工的几个关键问题。
首先是土体的加固处理。
在施工中,土体加固是保证挡土墙工程质量的关键。
常见的土体加固措施有土工格栅、钢钉墙和钢筋混凝土墙等。
通过加固处理,可以增加土体的抗侵蚀性和稳定性,提高挡土墙的整体稳定性。
其次是挡土墙结构的施工。
挡土墙结构的施工需要严格按照设计要求进行,确保施工质量和结构稳定性。
在施工过程中,需要注意挡土墙每个部分的连接和密实性,避免出现结构缝隙和空隙,以免影响结构的整体稳定性。
同时,还需要合理安排挡土墙施工的工期和组织方式。
在施工过程中,需要考虑挡土墙的高度、长度以及施工条件等因素,在排除安全隐患的前提下,合理安排施工进度,确保施工的顺利进行。
山区公路挡土墙设计浅析挡土墙是公路工程中广泛采用的一种构造物,特别在山区公路中,应用更为广泛。
本文主要介绍采用容许应力法进行挡土墙设计的情况,分析山区公路挡土墙设计中的重点问题,并提出了较为合理可行的建议与措施。
关键词:山区公路挡土墙设计土压力库伦理论稳定截面强度措施1 前言公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体,防止填土或土体变形失稳的一种构造物。
在路基工程中,挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡,减少土石方工程量和占地面积,防止水流冲刷路基,并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。
挡土墙的形式多种多样,按其结构特点,可分为:石砌重力式、石砌衡重式、加筋土轻型式、砼半重力式、钢筋砼悬臂式和扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型;按其中路基横断面上的位置,又可分:路肩墙、路堤墙及路堑墙;按所处的环境条件,又可分为:一般地区挡墙、浸水地区挡土墙及地震地区挡土墙。
考虑挡土墙设计方案时,应与其他工程方案进行技术经济比较,分析其技术的可行性、可靠性及经济的合理性,然后才确定设计方案,并根据实际情况进行挡土墙的选型。
在山区公路中,由于地形条件更为复杂,地势更为陡峭,因此,挡土墙的应用更为广泛。
近几年来,笔者参加了二十多段、共三百多公里的山区公路(二、三级)的设计,主要负责路基防护工程,特别是挡土墙的设计,对山区公路挡土墙的设计积累了一定的经验与体会,在此提出,仅供同类工程设计时参考。
2 挡土墙设计的基础资料及设计参数 2.1 基础资料挡土墙设计时,必须具备以下资料:路线平面图、纵断面图、横断面图,地质资料(包括工程地质勘察报告、工程物探报告),地震勘探报告,水文资料,总体设计资料及构造物一览表等。
2.2 设计参数的选取2.2.1 墙背填料的物理力学性质对于山岭重丘二、三级公路的挡土墙设计,当缺乏试验数据时,填料的计算内摩擦角及容重可参照表1及表2选用:表1 填料内摩擦角参考值土的种类块石大卵石、碎石类土小卵石、砾石、粗砂、石屑中、细砂、砂质土粉砂粘土内摩擦角(#176;)45 40 35 30 26 14-21 表2 填料标准容重土的种类砾石、碎石、砾质土砂、砂质土粉土、粘性土(l50%)石灰土(石灰10%)粉煤灰容重(KN/m3)20 19 18 18 15 2.2.2 墙背摩擦角填土与墙背间的摩擦角应根据墙背的粗糙程度及排水条件确定。
山区公路中,对于浆砌片石墙体、排水条件良好,均可采用=/2。
2.2.3 基底摩擦系数基底摩擦系数应依据基底粗糙程度、排水条件和土质确定。
2.2.4 地基容许承载力地基容许承载力可按照《公路设计手册#183;路基》及有关设计规范规定选取。
2.2.5 建筑材料的容重根据有关设计规范规定选取。
2.2.6 砌体的容许应力和设计强度根据有关设计规范规定选取。
2.2.7 砼的容许应力和设计强度根据有关设计规范规定选取。
3 挡土墙的选型3.1 材料选择浆砌片石挡土墙取材容易,施工简便,适用范围比较广泛。
山区公路中,石料资源较为丰富,在挡土墙高10米时,因地制宜,采用浆砌片石砌筑,可以较好地满足经济、安全方面的要求。
3.2 截面形式选择根据挡土墙结构类型及其特点分析,当墙高<5时,采用重力式挡土墙,可以发挥其形式简单,施工方便的优势。
同时,由于山区公路地面横坡比较陡峭,若采用仰斜式挡土墙,会过多增加墙高,断面增大,造成浪费,采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。
一般在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下,才考虑采用仰斜式挡土墙。
当墙高5且地基条件较好时,采用衡重式挡土墙,可以有效地减小截面,节省材料。
3.3 位置选择在挖方边坡比较陡峭时,采用路堑挡土墙,可以降低边坡高度,减少山坡开挖,避免破坏山体平衡;在地质条件不良情况下,还可以支挡可能坍滑的山坡土体。
对于采用路肩挡土墙或路堤挡土墙,应结合具体条件考虑,必要时应作技术经济比较。
因为路堤挡土墙承受荷载较大,受力条件较为不利,截面尺寸也较大,所以录路堤墙与路肩墙的墙高或截面污工数量较为接近,基础情况相仿时,采用路肩墙比较有利。
4 土压力的计算挡土墙设计的经济合理,关键是正确地计算土压力,确定土压力的大小、方向与分布。
土压力计算是一个十分复杂的问题,它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。
计算土压力的理论和方法很多。
由于库伦理论概念清析,计算简单,适用范围较广,可适用不同墙背坡度和粗糙度、不同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计算,且一般情况下计算结果均能满足工程要求,因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。
4.1 库伦主动土压力计算公式及计算简图主动土压力计算公式:E=1/2H 2 Ka 式中:E主动土压力(KN),土的容重(KN/m 3 ),H挡土墙高(m) ,Ka库伦主动土压力系数。
《公路设计手册#183;路基》中,以库伦理论为基础,按墙后填土表面的形状和车辆荷载分布情况的不同,推导出各种情况下的主动土压力计算公式,设计时可根据实际情况查表计算。
4.2 第二破裂面土压力的计算在挡土墙设计中,当墙背或假想墙背的倾角 1 或 1 大于第二破裂面的倾角i,或作用于墙背或假想墙背的土压力对墙背法线的倾角小于或等于墙背摩擦角时,就会出现第二破裂面,这种情况下,应按破裂面出现的位置来求算土压力。
对于一般常用的俯仰式挡土墙,不会出现第二破裂面,对于衡重台较宽的衡重式挡土墙,则较易出现第二破裂面。
各种边界条件的第二破裂面主动土压力计算公式详见《公路设计手册#183;路基》。
因此设计过程中,应先采用试算的方法,判别第一破裂面出现的位置,计算破裂角,并根据计算所得的第二破裂面倾角判断是否会出现第二破裂面,然后再选用合适的公式计算主动土压力。
5 挡土墙的稳定验算及强度验算挡土墙的设计应保证其在自重和外荷载作用下不发生全墙的滑动和倾覆,并保证墙身截面有足够的强度、基底应力小于地基承载力和偏心距不超过容许值。
因此在拟定墙身断面形式及尺寸之后,应进行墙的稳定及强度验算。
挡墙的验算方法有二种:一种是采用分项安全系数的极限状态法,另一种是总安全系数的容许应力法。
目前国内多数应用容许应力法设计挡土墙。
下面是采用容许应力法进行挡土墙验算的简介。
5.1 滑动稳定验算挡土墙沿基底的滑动稳定系数Kc应不小于1.3。
计算公式为:Kc=(W+Ey)f / Ex 式中:W挡土墙自重,衡重式时,包括衡重台上的土重(KN),Ex,Ey主动土压力的水平和垂直分力(KN),f基底摩擦系数。
设计中,为增加挡土墙的抗滑稳定性,常将基底做成向内倾斜,以增大滑动稳定系数。
基底斜坡坡度一般不超过1:5。
5.2 倾覆稳定验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定系数Ko应不小于 1.5。
计算公式为:Ko=(WZw+EyZx)/(ExZy)式中:ZxEy对墙趾O点的力臂(m),ZyEx 对墙趾O点的力臂(m),ZwW对墙趾O点的力臂(m)。
5.3 基底应力及偏心验算基底的合力偏心距e。
计算公式为:e=B/2-Zn=B/2-(WZw+EyZx-ExZy)/(W+Ey)在土质地基上,eB/6;在软弱岩石地基上,eB/5;在不易风化的岩石地基上,eB/4。
当eB/6时,墙趾和墙踵处的法向压应力为:1,2 =(W+Ey)(1#177;6e/B)/B[] 式中,[] 地基土修正后的容许承载力(KPa)[]= [ o ]+K 1 1 (B-2)式中,[ o ] 地基土的容许承载力(KPa),K 1 地基土容许承载力随基础宽度的修正系数,1 地基土的天然容重(KN/m 3 )。
当eB/6时,基底出现拉应力,考虑到一般情况下地基与基础间不能承受拉力,故不计拉力而按应力重分布计算基底最大拉应力: 1 =2(W+Ey)/ 3Zn[] 若出现负偏心,则上式的Zn改为(B-Zn)。
5.4 墙身截面强度验算通常选取一、两个截面进行验算。
验算截面可选在基础底面、1/2墙高处或上下墙交界处等。
墙身截面强度验算包括法向应力和剪应力的验算。
剪应力包括水平剪应力和斜剪应力两种,重力式挡土墙只验算水平剪应力,而衡重式挡土墙还需进行斜截面剪应力的验算。
6 采取措施完成了挡土墙截面设计及稳定、强度验算之后,必须采取必要的措施,以保证挡土墙的安全性。
6.1 基础加固措施 6.1.1 为减少基底压应力,增加抗倾覆的稳定性,在墙趾处伸出一台阶,以拓宽基底。
墙趾台阶的宽度不小于20cm,台阶高宽比可采用3:2或2:1。
6.1.2 地基为软弱土层时,可用砂砾、碎石、矿渣或灰土等质量较好的材料换填,以扩散基底压应力,满足设计要求。
6.2 排水措施对于浆砌石挡土墙,应在墙前地面以上设置一排泄水孔。
墙较高时,可在墙上部加设泄水孔。
泄水孔采用10#215;10cm的方孔或圆孔,孔眼间距2~3米,上下排泄水孔错开设置。
泄水孔进水口应设置反滤材料。
6.3 沉降缝与伸缩缝的设置为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂,需按墙高和地基性质的变异,设置沉降缝,同时,为了减少圬工砌体因收缩硬化和温度化作用而产生裂缝,需设置伸缩缝。
挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起,每隔10~15m设置一道,缝宽2~3cm,自墙顶做至基底,缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青的木板等具有弹性的材料,沿墙的内、外、顶三侧填塞,填塞深度不小于15cm。
6.4 墙顶与路面的衔接当墙顶宽大于土路肩宽度时,挡土墙侵入土路肩部分应预留出相当于路面结构厚度部分以铺筑路面。
6.5 车辆安全行驶保障措施对于路肩墙,其墙顶面以下50cm采用C20砼浇筑,并预埋钢筋,在其上设置防撞栏或防撞墙。
7 材料要求7.1 石料须经过挑选,质地均匀,无裂缝,不易风化。
7.2 石料的抗压强度应不低于30MPa。
7.3 尽量采用较大的石料砌筑,块石应大致方正,其厚度不小于15cm,宽度和长度相应为厚度的1.5~2.0倍和1.5~3.0倍。
7.4 采用7.5号砂浆砌筑,10号砂浆勾缝。
8 设计体会8.1 设计参数的选取因用于计算主动土压力的库伦理论较适用于砂性土,而对于粘性土的压力计算会存在一定的误差,所以对于以粘性土做填料的挡土墙计算,设计参数如填料的内摩擦角等的取值应相对保守。
由于库伦理论是一种简化的土压力计算方法,所以对于以砂性土做填料的挡土墙,设计参数也应根据实际情况取相对保守值。
8.2 安全系数的选取对墙高6m的挡土墙,实际设计时建议将安全系数提高20%,以保证其安全性。
8.3 墙面坡的选取出于美观和施工方便的考虑,一段挡土墙通常都采用一个墙面坡。
对于山区公路挡土墙,采用较陡的墙面坡,可有效减小墙高,节省材料。
一般情况下,重力式挡土墙(俯倾式)、衡重式挡土墙墙面坡取1:0.05,仰斜式挡土墙的墙面坡取1:0.25,均能满足设计要求。