悬臂式挡土墙加筋体复合结构的设计论文
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悬臂式挡土墙设计方法探讨(全文)一.悬臂式挡土墙的定义和作用1.1 定义悬臂式挡土墙是一种由墙板、支撑结构和基础构成的挡土结构,其特点是挡土墙板在上部受到荷载作用而产生弯曲,而下部则通过支撑结构和基础来传递荷载,保证墙体的稳定性。
1.2 作用悬臂式挡土墙主要用于抵抗土体的侧方推力,能够有效防止土体滑动和变形,保护周围的建筑物、路基等。
二.悬臂式挡土墙的设计方法2.1 地质调查与分析在设计悬臂式挡土墙之前,需要进行详细的地质调查和分析,了解土体的性质、坡度、坡面的形态和土壤结构等,以便为后续的设计提供准确的数据。
2.2 挡土墙的几何尺寸确定根据地质调查和分析的结果,确定悬臂式挡土墙的几何尺寸,包括挡土墙的高度、宽度和墙板的厚度等。
2.3 荷载计算和结构设计根据土体的侧推力和荷载特性,进行对挡土墙的荷载计算,并根据计算结果进行结构设计,确定支撑结构和基础的尺寸和材料。
三.悬臂式挡土墙的施工工艺3.1 基础施工3.2 墙板施工3.3 支撑结构施工3.4 后期处理四.悬臂式挡土墙的监测与维护4.1 监测方法4.2 维护措施附件:本文档涉及的附件包括:地质调查报告、设计图纸、结构计算书等。
法律名词及注释:1. 悬臂式挡土墙:悬臂式挡土墙是一种由墙板、支撑结构和基础构成的挡土结构,其特点是挡土墙板在上部受到荷载作用而产生弯曲,而下部则通过支撑结构和基础来传递荷载,保证墙体的稳定性。
2. 土体侧推力:土体侧推力是指土体在某一方向上的侧向压力,即土体对挡土墙施加的推力。
3. 支撑结构:支撑结构是指支撑挡土墙板的结构,主要包括墙脚、支撑梁等。
4. 基础:基础是指挡土墙的承载结构,用于将挡土墙的荷载传递到地基中。
一.悬臂式挡土墙的简介悬臂式挡土墙是现代土木工程领域中常见的挡土结构,通过墙板和支撑结构的相互作用,可以有效地抵抗土体的侧方推力,保护周围环境和建筑物的安全。
本文将对悬臂式挡土墙的设计方法进行探讨,以便为相关工程提供参考。
2010年第4期TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY0引言悬臂式挡土墙以其结构轻型、配筋简单、承载能力较大为主要优点,深受设计人员青睐,在各类建设工程的设计中得到广泛应用。
在大多数建设工程中,挡土墙的规模和投资所占工程比例很小,因此,挡土墙设置常被一些设计人员忽视,致使计算简单化,断面尺寸过大,造成不应有的浪费,这些都必须引起我们的注意。
挡土墙设计,在依据计算结果合理选择断面尺寸的基础上,如果能优化结构,增加卸荷板和凸隼,既能确保工程安全,又能节约投资成本。
1计算程序对已建的天津市海河两岸基础设施项目中的悬臂式挡土墙进行计算,列出计算方式。
1.1已知条件本设计采用悬臂式结构,设计悬臂墙底板增加0.6m×0.6m的凸榫结构,并在立墙上设卸荷板,板宽1.0m,墙高图1挡土墙的断面尺寸4.7m,板宽3.1m,墙前基底以上水深1.5m,墙后水深距基底0.5m。
墙前卸荷板以下用碎石回填,其余素填土夯实,墙后回填土石屑,浇筑凸榫后,其两侧回填素混凝土垫层。
前墙填土表面布有人行道荷载q1=4kPa和路面荷载q2=20kPa。
挡土墙的断面尺寸如图1所示。
1.2采用计算数据回填的素填土内摩擦角φ1=200,粘聚力C1=0;碎石φ2=250,C2=0;土石屑φ3=200,C3=0;素混凝土垫层φ4= 200,C4=0。
水上填土重度γ=18kN/m3,水下填土浮重度γ'=18 kN/m3,水下填土饱和重度γsat=20kN/m3。
基底摩擦系数f=0.3,地基容许承载力[R]=220kN/mm3,容许应力大小比[η]=2.5,抗滑稳定系数[K c]=1.3。
1.3受力分析用郎肯土压力公式计算土压力。
Ka1=tg245°-φ1222=tg245°-20°222=0.490Ka2=tg245°-φ2222=tg245°-25°222=0.405在卸荷板的作用下可减少土压力,卸荷角度取为与水平方向成:45°+φ2/2=45°+25°/2=57.5°,减压范围为从卸荷板端起点到竖向方向的距离为H4=0.85×tan57.5°=1.254m。
加筋挡土墙合理设计方法的探讨摘要:本文对于土工格栅加筋土挡墙的设计方法和施工要求进行简要论述。
在加筋挡土墙的合理设计方法上进行研究,目的是要确保挡土墙施工后整体结构性质稳定。
近年来,通过加筋土挡墙的施工案例的增多,进行了大量的经验的积累以及技术的提升,目前对于土工栅格栅加筋土挡墙的施工机理已经予以了掌握。
结合理论分析,对原型实验和数据模拟等结果发现,在进行土挡墙的设计和单体挡墙的施工的过程中,要针对不同的格栅刚度、加筋长度等指标要求,确定施工方案。
期望本文针对加筋土挡墙工作机理和合理设计方法的论证,能够为类似工程提供参考资料。
关键词:加筋挡土墙;合理设计;方法论证加筋土挡墙结构是一种新型的挡土结构,这种结构抗震性能好,造价低,同时具有结构稳固、材料节约的优势。
目前无论是在公路和铁路建设中应用都较为广泛。
由于加筋土挡墙的结构包含了墙面、筋体、土体等各种组成,要求土地必须具有抗剪力和抗压力,但是在进行施工中往往发现当在土弄土内插入适当的精彩之后,其抗大强度相对降低,使得土底的应力扩散,增加了土体变形的概率。
因此在施工中通过对土体和其他材料之间摩阻力的限制,使得土底侧墙位移减少,以提高涂底的稳定性。
1、加筋挡土墙试验通过对加筋挡土墙的实验分析,得到相应的基本原理和精确的数据,发现在准确的试验结果的论述下,才能让具有质量保证的施工方案实现[1]。
1.1加筋挡土墙施工基本原理论述:加筋土结构是包含了各种复杂的材料,拉筋的弹性模型模量以及添土共同作用。
在相互模组的情况下,强度会有有所提高,因此借助于拉筋,将所填的土的抗剪强度进行提高,就能保证土底维持稳定。
其所依据的原理包含了摩擦加金和距离原理等。
摩擦加筋原理是通过将拉筋从土中拉出,使得拉筋材料拥有足够的强度,建议将土压力传递给拉近,从而产生足够的摩阻力,保持土体稳定。
理论上,可以将土体和拉筋材料看成一个承板单元,通过承板单元的有限层的组合确定材料性质,用于增量分析。
某公路改建工程钢筋混凝土悬臂式挡土墙设计商兆娟【摘要】Combining with the engineering examples of the reconstruction of Liufeng road in Shanghai,the paper undertakes the various calculation and checking of the cantilevel retaining walls,including the calculation of soil pressure,the checking of sliding stability,the foundation stress,the checking of eccentricity,and concludes the reinforced concrete cantilevel retaining walls has little coverage and they are attractive with short construction period,so it can be further extended.%结合上海六奉公路改建工程的工程实例,对悬臂式挡土墙支护结构进行了各项计算与验算,包括土压力计算、滑动稳定性验算、地基应力及偏心距验算等,通过计算总结得出钢筋混凝土悬臂式挡土墙占地少、美观、工期快,值得推广。
【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)036【总页数】2页(P132-133)【关键词】钢筋混凝土悬臂式挡墙;路基;稳定性;偏心距【作者】商兆娟【作者单位】中国华西工程设计建设有限公司,上海200434【正文语种】中文【中图分类】U417.111 概述上海六奉公路(沪南公路—汇技路)改建工程全长402.712 m,为城市次干路Ⅰ级,计算行车速度为50 km/h,由于本次改建工程沿线多为工业区和居民区,从美观的角度考虑选择了钢筋混凝土悬臂式挡墙。
软土地基条件下悬臂式挡土墙设计摘要:针对天津港区内某重载铁路软土地基条件下侵限路基,分析了软土地基条件下各种病害问题及其原因,研究设计采用钢筋混凝土悬臂式挡土墙支挡结构,采用双向水泥搅拌桩进行地基处理。
钢筋混凝土悬臂式挡土墙占地少、美观、施工周期短,造价适中,便于施工过程控制及管理,能较好的满足工程实际要求。
关键词: 钢筋混凝土悬臂式挡墙,复合地基,设计Abstract: aiming at the tianjin port area a heavy soft soil foundation under the condition of railway subgrade invaded the limit, this paper analyzes the conditions of soft soil foundation of all the disease problem and its reason, the study design using reinforced concrete cantilever retaining wall retaining structure, adopts two-way cement mixing pile in the treatment of foundation. Reinforced concrete cantilever retaining wall occupies little space, beautiful, construction period is short, cost moderate, facilitating the construction process control and management can better meet the engineering actual requirements.Keywords: reinforced concrete cantilever retaining wall, composite foundation, the design1 引言悬臂式挡土墙作为挡土墙结构的主要形式之一,主要作用为支撑天然边坡或人工填土边坡,以保持土体稳定。
挡土墙设计毕业设计论文【正文】挡土墙设计1. 简介挡土墙是一种用于抵御土壤侧向压力和控制土壤侵蚀的结构工程,广泛应用于道路、铁路、建筑、堤坝等领域。
挡土墙的设计和施工对于工程的稳定性和安全性至关重要,本篇毕业设计论文旨在探讨挡土墙的设计原理、方法以及相关的施工技术。
2. 挡土墙的分类挡土墙可根据其结构形式和材料特性进行分类。
在结构形式上,常见的挡土墙包括重力式挡土墙、捆绑式挡土墙、钢板桩挡土墙等。
在材料特性上,挡土墙可分为混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、砖石挡土墙等。
不同类型的挡土墙在设计和施工上存在一定的差异,因此需要针对具体情况选择最适合的挡土墙类型。
3. 挡土墙设计原理挡土墙的设计原理主要包括土体力学原理和结构力学原理。
土体力学原理涉及土壤的力学性质,包括土体的侧向压力、摩擦力等;结构力学原理则关注挡土墙本身的荷载、应力及变形等方面。
挡土墙的设计需要综合考虑土壤力学特性、结构强度以及工程经济性等因素,以确保挡土墙具有足够的稳定性和安全性。
4. 挡土墙设计方法挡土墙的设计方法包括平衡切坡法、承重式挡土墙设计法等。
平衡切坡法是最常用的设计方法之一,其原理是通过切削和回填土体,使得挡土墙整体上保持处于平衡状态。
承重式挡土墙设计法则采用钢筋混凝土桩或预应力锚杆等辅助结构,以增强挡土墙的抗侧向压力能力。
设计方法的选择需要根据具体工程条件和要求进行合理的判断。
5. 挡土墙的施工技术挡土墙的施工技术包括基础处理、挡土墙结构体的施工以及排水系统的建设等。
基础处理是挡土墙施工的关键环节,包括地基平整、土壤固结等工作。
挡土墙结构体的施工需要严格按照设计要求进行,确保结构的稳定性和强度。
排水系统的建设对于挡土墙的长期稳定性至关重要,合理的排水方案能够减少水压对挡土墙的影响。
6. 挡土墙的监测与维护挡土墙的建设完成后,需要进行定期的监测和维护工作,以确保其长期的稳定性和安全性。
监测内容包括挡土墙的位移、应力、水位等,可以采用传感器等设备进行实时监测。
混凝土长悬臂结构设计论文摘要:对于地处地震高烈度区的大跨度钢筋混凝土悬挑梁结构,除了满足强度要求外,变形和裂缝控制也是至关重要的,采用有粘结预应力技术和型钢混凝土组合技术,可有效地解决好这类技术问题。
随着我国经济的快速发展,现代高层建筑如雨后春笋般地大量出现在我们的城市中,其中一些凭借着巨大的尺度及其震撼人心的视觉冲击力,影响着周围的环境与事务,甚至成为一个城市的形象标志。
由于现代建筑功能的多样性,建筑造型的奇特性,使新材料、新结构、新技术的特性在结构设计中得以发挥和应用,大跨度悬挑结构已经成为解决结构专业对建筑设计提供复杂方案可实现性的重要技术手段之一,有粘结预应力技术和型钢混凝土组合结构技术的引入更为悬挑结构向更大跨度的延伸提供了安全、可靠、先进、合理的技术上的有力保证。
地处地震高烈度区的大跨度悬挑结构,不仅要充分考虑水平地震力作用对其产生的破坏效应,还应根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.3.2.3条,计算竖向地震作用对其产生的破坏效应,以保证建筑结构的安全。
下面以位于某8度区的某科技公司商务楼为实例,对混凝土大悬挑的设计方法进行讨论。
1 工程概况介绍本工程为某科技公司商务楼,位于某市级经济技术开发区兴国路西侧2号地块,兴国路与龙船坞路交叉口西北角。
该地块场地较平整,南北长66m,东西宽93m,楼电梯间、强弱电井等附属用房集中布置于核心筒,塔楼标准层办公房间沿核心筒周围布置。
地下1、2层为六级人员掩蔽部和六级人防车库及设备用房,平时为汽车库。
1~3层(包括东侧裙房)为商业用房,4~23层为办公用房,24层为员工食堂、会议及多功能、活动室,25层为机房层。
本工程总用地面积6665.2m2,总建筑面积36888m2;地下10420m2,地上26468m2,占地面积2480.4m2,其中商业部分建筑面积7152m2,办公部分建筑面积19316m2,其余建筑面积10420m2。
地下二层,地上二十五层,地下1、2层层高4.5m,1~3层层高4.9m,4~11层层高3.9m,12~23层层高3.8m,24层层高4.7m,25层层高3m,建筑总高度99.650m。
摘要加筋土挡墙是由拉筋、墙面板和填土构成的一种新型复合支挡结构物。
相对于传统的重力式挡土墙,加筋土挡墙为一种柔性结构,具有较好的变形协调性和抗震性能,对地基的承载能力要求也不高,且具有很好的经济性和造型美观性等一些其他结构无法比拟的优越性。
因此,被广泛应用与公路、水利、城市建设和铁路等工程中。
加筋挡土墙虽有较好的抗震性能,但并非能够抵抗任何等级的地震作用。
对于规范要求的抗震设计加筋土挡墙工程,在设计计算时须考虑地震力对其的影响。
根据现行相关规范,地震烈度在6度以上的地区,加筋土挡墙应进行抗震设计。
采用拟静力法来考虑地震作用,不计竖向地震力的影响,只需考虑水平地震力作用。
本文对加筋挡土墙的构造、特点及其发展应用状况作了概述。
通过加筋挡土墙的构造,分析了加筋挡土墙的加固机理和破坏模式。
加筋土本身是一种复合结构,在工作态下,各组成部分之间的相互影响使其具有一定的复杂性。
关键词:加筋土挡墙;地震力;稳定性分析与计算AbstractReinforced earth retaining wall is a new composite supporting structure comprised of reinforcement, wall sheathing and filling. Compared with traditional gravity retaining wall, the reinforced earth retaining wall is a flexible structure with better deformation compatibility and seismic behavior.Moreover, the reinforced earth retaining wall requires low foundation bearing capacity and has advantages like economical efficiency as well as better appearance which are incomparable to other structures. Therefore, it is widely used in the construction of road, water conservancy, city construction and railway.The reinforced earth retaining wall having good seismic behavior does not mean it can resist the earthquake effect of any grade. To reinforced earth retaining wall with seismic design required in the specification, the effect of seismic force should be taken into account in design calculation. According to the current standard, in the area where seismic intensity is level six or above, the reinforced earth retaining wall should be designed to resist earthquake. If adopting pseudo-static method to calculate seismic effect, the effect of vertical seismic force should be neglected, only calculating the effect of horizontal seismic force.This thesis gives a brief introduction to the structure, characteristics, development and application of the reinforced earth retaining wall, at the same time, analyzes its reinforcement mechanism and failure modes through the structure of the reinforced earth retaining wall. Reinforced earth is a composite structure itself, and interrelationship of each component makes it relatively complex in the working state.Key words:Reinforced earth retaining wall; Seismic force ; Stability analysis and calculation目录第1章绪论 (1)1.1 支挡结构与挡土墙 (1)1.1.1 支挡结构 (1)1.1.2挡土墙 (1)1.2加筋土挡墙的特点和适用性 (2)1.2.1 加筋土挡墙的特点 (2)1.2.2 加筋土挡墙的适用性 (2)1.3加筋土挡墙的应用与发展 (2)1.3.1国外发展概况 (2)1.3.2 国内发展概况 (3)1.3.3 加筋土技术的不足 (4)1.4 本课题设计的背景、目的及意义 (4)1.4.1 背景 (4)1.4.1 目的与意义 (5)第2章加筋土挡墙的设计原理 (6)2.1 加筋土挡墙的构造 (6)2.1.1 墙面板 (6)2.1.2 拉筋 (6)2.1.3 填料 (7)2.2 加筋土挡墙的设计原理 (8)2.2.1 摩擦原理 (9)2.2.2 准粘聚力原理 (10)2.3加筋土挡墙的破坏模式 (11)2.4 破裂面的确定 (13)2.5 加筋土挡墙设计计算时的基本假定 (15)第3章加筋土挡墙的设计理论和计算方法 (16)3.1 稳定性分析计算方法 (16)3.1.2 数值分析法 (17)3.2 内部稳定性分析计算 (18)3.2.1 土压力计算 (18)3.2.2 作用在拉筋上的竖向压应力计算 (21)3.2.3 地震力计算 (22)3.2.4 拉筋拉力计算 (23)3.2.5 拉筋抗拔力计算 (23)3.2.6 拉筋长度的确定 (23)3.2.7 拉筋抗拔稳定检算 (24)3.2.8 拉筋抗拉强度检算 (24)3.2.9 墙面板内力检算 (25)3.2.10 连接件内力检算 (26)3.3 外部稳定性分析计算 (27)3.3.1 基底抗滑稳定性计算 (27)3.3.2 倾覆稳定性计算 (28)3.3.3 基底承载能力计算 (28)第4章加筋挡土墙设计 (30)4.1 工程资料 (30)4.1.1 工程概况 (30)4.1.2 工程条件 (30)4.2设计方案 (31)4.2.1 加筋土挡墙方案的选择 (31)4.2.2 填料与拉筋的选取 (32)4.3 初步确定拉筋长度 (33)4.3.1 墙后总地震主动土压力计算 (33)4.3.2 基底抗滑稳定 (33)4.3.3 抗倾覆稳定 (34)4.4 荷载计算 (34)4.4.2 竖向压力 (36)4.4.3 拉筋拉力 (37)4.5 拉筋长度计算 (38)4.5.1 无效长度 (38)4.5.2 有效长度 (38)4.5.3 拉筋全长 (39)4.6 拉筋抗拔力计算 (39)4.7 拉筋抗拔稳定检算 (40)4.7.1 有荷载作用的抗拔稳定检算 (40)4.7.2 无荷载作用的抗拔稳定检算 (41)4.8 外部稳定性检算 (42)4.8.1 基底滑动稳定检算 (42)4.8.2 全墙倾覆稳定检算 (43)4.8.3 基底承载力检算 (44)4.9 截面及结构设计 (44)4.9.1墙面板 (44)4.9.2基础 (45)4.9.3帽石 (45)4.10 内部稳定性检算 (45)4.10.1 拉筋强度检算 (45)4.10.2 墙面板及连接件内力检算 (46)4.11 小结 (47)结论 (48)参考文献 (50)附录 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
挡土墙设计毕业论文设计摘要:本文详细阐述了挡土墙的设计过程,包括其类型选择、稳定性分析、结构计算以及施工要点等方面。
通过对实际工程案例的研究,结合相关理论和规范,为挡土墙的设计提供了全面而实用的指导。
一、引言挡土墙作为一种常见的支挡结构,广泛应用于道路、桥梁、水利等工程领域。
其主要作用是防止土体坍塌或滑坡,保持土体的稳定性,保障工程的安全和正常使用。
随着工程建设的不断发展,对挡土墙的设计要求也越来越高,因此,深入研究挡土墙的设计具有重要的现实意义。
二、挡土墙的类型(一)重力式挡土墙重力式挡土墙依靠自身的重力来维持稳定,通常由块石、混凝土或毛石混凝土等材料砌筑而成。
其优点是结构简单、施工方便、造价较低,但缺点是体积较大、占地面积多。
(二)悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙由立壁、趾板和踵板三部分组成,其稳定性主要依靠墙身的悬臂部分和踵板上的填土重量来维持。
这种挡土墙结构轻巧、施工方便,但对地基承载力要求较高。
(三)扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙是在悬臂式挡土墙的基础上,增设扶壁以增强其稳定性。
它适用于较高的挡土墙,具有较好的经济性能。
(四)锚杆式挡土墙锚杆式挡土墙通过锚杆将墙面板与稳定的地层相连,利用锚杆的抗拔力来维持挡土墙的稳定。
这种挡土墙适用于岩石地基或土质地基较好的情况。
(五)加筋土挡土墙加筋土挡土墙是在土中加入拉筋,利用拉筋与土之间的摩擦力来提高土体的稳定性。
其具有良好的抗震性能和适应性。
三、挡土墙的稳定性分析(一)抗滑移稳定性分析挡土墙在土压力作用下,可能会沿基底产生滑移。
抗滑移稳定性分析的目的是确保挡土墙在水平力作用下不会发生滑移破坏。
(二)抗倾覆稳定性分析挡土墙在土压力作用下,可能会绕墙趾发生倾覆。
抗倾覆稳定性分析的目的是确保挡土墙在土压力作用下不会发生倾覆破坏。
(三)地基承载力验算挡土墙的基底压力应小于地基的承载力,以保证挡土墙的地基不会发生破坏。
四、挡土墙的结构计算(一)土压力计算土压力的计算是挡土墙设计的关键。
悬臂式挡土墙加筋体复合结构的设计摘要:车站结构设计一般服从于建筑布局,高速铁路线侧下式落地车站通常需要在站台侧设置高直立支挡结构收坡,以满足线上式站台与线侧下式站房有机衔接。
以某高速铁路车站为例,采用悬臂式挡土墙包裹式加筋体复合结构进行收坡,充分发挥悬臂式挡墙和加筋土的优点,既满足建筑布局要求,又方便填料的碾压作业,为类似的工程设计提供参考。
关键词:悬臂式挡土墙加筋土挡土墙悬臂式挡土墙包裹式加筋体复合结构
abstract: the station structure design general subject to the architectural layout, high-speed rail lines under side be born type usually requires at the station platform side high settings upright retaining structures the slope to meet online type platform and line side of organic link under 18.
a high-speed railway station as an example, the cantilever retaining wall packaged geotextile compound structure of the slope, give full play to the cantilever retaining wall and the advantages of the reinforced, which can meet the architectural layout requirements, and convenient packing rolling assignments, for similar engineering design to provide the reference.
keywords: cantilever retaining wall reinforced soil
retaining wall cantilever retaining wall packaged geotextile compound structure
中图分类号: tu476+.4 文献标识码:a文章编号:
1 概述
车站结构设计一般服从于建筑布局,高速铁路线侧下式落地车站通常需要在站台侧设置高直立支挡结构收坡,以满足线上式站台与线侧下式站房有机衔接。
而往往为了满足出站通道的净空高度,站台面与站房场坪高差较大,导致支挡结构难以设计。
本文以某高速铁路车站为例,介绍了悬臂式挡土墙包裹式加筋体复合结构的设计,较好的解决了上述难题,为类似的工程设计提供参考。
2 车站概况
某高速铁路地面站,按照两台三线站场规模设计,站房位于线路的右侧,采用线侧下式站房形式。
地质情况为:上覆第四系全新统人工填土(q4ml)0~1m,上更新统冰水-流水堆积层(q3fgl-al)及中更新统冰水-流水堆积层(q2fgl-al)的粉质黏土0~2m、下伏卵石土。
站场路基以填方通过,站台顶高程为673.619m,场坪回填线高程为665.852m,高差7.767m,根据车站建筑总体布局及美观要求,需在线路右侧设置高直立支挡结构收坡。
3 支挡方案拟定
方案一:采用悬臂式挡土墙。
根据tb10025—2006《铁路路基支挡结构设计规范》5.1.2条:悬臂式挡土墙高度一般不宜大于6m。
因此在场坪标高及站台面标高不能改变的情况下,单纯采用悬臂式挡土墙不满足高差要求。
方案二:采用扶壁式挡土墙,扶壁式挡土墙结构高度可以达到10m,但鉴于以往工程实践经验,扶壁式挡墙由于肋板的存在,在靠近立壁处填料不易碾压密实,本线为时速200km/h的无砟轨道铁路,沉降标准高,故此方案未予采用。
方案三:采用在悬臂式挡土墙墙后设置包裹式加筋体,充分发挥加筋土限制侧向变形和悬臂式挡墙美观、稳定性好的优点,将悬臂式挡土墙高度适当提高,该方案既方便机械化填料碾压作业,又满足建筑布局及车站美观要求,予以采用。
4 悬臂式挡墙包裹式加筋体复合结构的设计
悬臂式挡墙包裹式加筋体复合结构的设计包括:结构布置;悬臂式挡土墙的结构及稳定设计;墙后包裹式加筋体的内外部稳定性设计。
4.1 结构布置
悬臂式挡墙包裹式加筋体复合结构包括悬臂式挡土墙和在其立臂板内侧分层填筑的填料,填料内水平、相间、成层地布置拉筋,各拉筋靠近立臂板的端部翻卷形成回折段,回折段内包裹有由压实填料构成的包裹体。
如图1、图2,悬臂式挡土墙包裹式加筋体结构代表性断面见图3。
图1 悬臂式挡土墙包裹式加筋体复合结构图2加筋体填土详图图3悬臂式挡土墙包裹式加筋体结构代表性断面图
4.2 包裹式加筋体设计
包裹式加筋体主要进行内部稳定性检算,内部稳定性计算主要包括拉筋强度检算、抗拔稳定性检算、包裹体的设计,按照《铁路路基支挡结构设计规范》(tb10025-2006)中加筋土挡墙进行个别设计。
(1)设计活载:考虑站台面上部荷载换算成均布荷载,荷载土柱高1.1m。
(2)包裹式加筋土挡墙墙高8m,根据内部稳定性检算结果,设计拉筋采用单向拉伸聚丙烯高强土工格栅,拉筋长度为9.0m,拉筋竖向间距0.3m,单向拉伸聚丙烯高强土工格栅每延米拉伸强度
160kn/m,纵向屈服伸长率不大于10%,拉筋高强度方向为横断面方向,靠近l型挡墙侧包裹0.2m厚填土后回折长度不小于2.0m。
(3)经过检算抗滑动稳定性kc=1.32>1.3,抗倾覆稳定性
ko=5.5>1.6,满足规范要求,地基承载力210kpa,结合悬臂式挡墙设计,地基承载力设计要求大于250kpa。
4.3悬臂式挡墙的设计
悬臂式挡土墙按《铁路路基支挡结构设计规范》(tb10025-2006)进行个别设计。
(1)设计活载:轨道及列车荷载在悬臂上产生的侧向土压力及在踵板上产生的竖向土压力按弹性理论条形匀布荷载作用下的土
压力进行计算。
(2)设计土压力:填料采用抗剪强度较高的卵石土,由于土工
格栅表面与土体摩擦作用,提高填料的强度和整体性,限制了土体变形,本文加筋卵石土填料物理力学指标按φ=40°,γ=20kn/m3 进行检算,同时将加筋土视为无筋土,产生的土压力按库仑土压力理论计算,出现第二破裂面时,按第二破裂面法计算,第二破裂面不能形成时,用墙踵下缘与墙顶内缘的连线作为假想墙背进行计算。
(3)立臂、趾板、踵板均按悬臂梁计算内力,按极限状态法进行结构设计。
4.4 地基处理及施工要求
(1)悬臂式挡墙包裹式加筋体填土结构基底彻底挖除松软土、粉质粘土换填合格填料,悬臂式挡土墙基础范围内换填0.6m厚掺3%水泥改良的砂砾石垫层夹铺一层土工格栅,并于砂砾石垫层顶浇灌一层c15素混凝土垫层,厚0.1m,要求地基承载力不小于250kpa。
(2)加筋体填土在悬臂式挡土墙施工完成后采用卵石土填筑,严禁采用块石类土填筑。
要求填料分层填筑压实,压实方式可采用振动式压路机或重型碾压机械充分碾压,临近墙身2.0m范围内不能有大型机械行驶或作业,墙后2.0m范围内宜采用小型机械压实或人工夯实达到设计要求的密实度;填料的摊铺、碾压应从拉筋的中部开始平行于墙面碾压,先向拉筋尾部逐步进行,然后再向墙面方向进行,严禁平行拉筋方向进行。
填料中最大粒径不大于10cm,且不大于单层填料压实厚度的1/3。
拉筋应平直铺设于密实填土上,底部应与填土密贴,填料与筋带直接接触部分不能含有尖锐棱角的
块体。
拉筋顶面填土时,严禁沿拉筋方向推土和施工车辆直接碾压拉筋,碾压前拉筋顶面的填土厚度不应小于0.2m。
(3)悬臂式挡土墙墙背设置一层复合排水网,沿墙长底部墙趾回填线以上设置一排泄水孔,间距2m,其余沿墙面每隔2~3m交错设置,将墙后渗水排出,在墙顶以及地面附近应设置隔水层,采用混凝土封闭。
为了防止表水下渗,施工完成后在站台铺装面以下设置混凝土防水层将表水永久隔离。
5 结语
结合某高铁车站高直立支挡结构的设计,采用悬臂式挡土墙包裹式加筋体复合结构进行收坡,充分发挥了加筋土限制土体侧向变形和悬臂式挡土墙美观、稳定性好的的优点,且方便填料的机械化碾压作业,有效的解决了线上式站台与线侧下站房的有机衔接,为类似的工程设计提供参考。
参考文献
[1] tb10025—2006《铁路路基支挡结构设计规范》[s].
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。