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文檔簡介
1、擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的分類及用途為防止路基填土或山坡土體坍塌而修筑的承受土體側(cè)壓力的墻式構(gòu)造物,稱為擋土墻。在公路工程中,它廣泛地用于支撐路堤填土或路塹邊坡,以及橋臺(tái)、隧道洞口和河流堤岸等處。路基工程中,擋土墻的建筑費(fèi)用較高, 故路基設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)與其他可能的工程方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,擇優(yōu)選定。公路工程中的擋土墻主要按下述幾種方法進(jìn)行分類。按照擋土墻設(shè)置的位置,擋土墻可分為:路塹墻、路堤墻、路肩墻和山坡墻等類型,如圖2-5-1所示。圖231設(shè)置片土相的齒直泄肇墻法消堤培(虛關(guān)為鬲肩墻)加陋隔段水?dāng)r土臉。川始上雨比布上墻按照結(jié)構(gòu)形式,擋土墻可分為:重力式擋土墻、錨定式擋土墻、薄壁式擋土墻、加筋土擋土
2、墻等。按照墻體材料,擋土墻可分為:石砌擋土墻、混凝土擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻、鋼板擋土墻等。擋土墻各部分名稱如圖 2-5-1a)所示。靠回填土或山體的一側(cè)面稱為埔背;外露的一側(cè)面稱為墻面.也稱墻胸; 墻的頂面部分稱為墻頂;墻的底面部分稱為基底或墻底;墻面與墻底的交線稱為墻趾;墻背與墻底的變線稱為墻踵;墻背與鉛垂線的夾角稱為墻背傾角a。擋土墻設(shè)置位置不同,其用途也不相同。路塹墻設(shè)置在路塹邊坡底部,主要用于支撐開挖后不能自行穩(wěn)定的山坡,同時(shí)可減少挖方數(shù)量,降低挖方邊坡 的高度(圖2-5-1a)。路堤墻設(shè)置在高填土路提或陡坡路堤的下方,可以防止路堤邊坡或路堤沿基底滑動(dòng),同時(shí)可以收縮路堤坡腳, 減少填
3、方數(shù)量,減少拆遷和占地面積(圖2-5-1b)。路肩墻設(shè)置在路肩部位,墻頂是路肩的組成部分,其用途與路堤墻相同。它還可以保護(hù)臨近路線的既有的重要 建筑物(圖2-5-1c)。沿河路堤,在傍水的一側(cè)設(shè)置擋土墻,可以防止水流對(duì)路基的沖刷和侵蝕,也是減少壓縮河床 的有效措施(圖2-5-1d)。山坡墻設(shè)置在路塹或路堤上方,用于支撐山坡上可能坍滑的覆蓋層、破碎巖層或山體滑坡(圖2-5-1e、圖2-5-1f)。二、擋土墻的使用條件L重力式擋土墻處式揩土墻依靠墻分白重支撐土壓力來維特 其穩(wěn)定。一般多用片株)石切茵,在船乏石料的地區(qū) 有時(shí)也用混凝土修建“圖3*1所示的擋土幡均為重 力式巖土墻口重力式拮土墻形式商單
4、.St方便,可 就地取材,適應(yīng)性較強(qiáng),故被廣泛應(yīng)用/口其用r數(shù)反 較大,對(duì)地as的承載能力要求較高二2,加筋土擋土墻加筋上擋土墻是填上.拉筋、面板一者的結(jié)合 體,如圖2-5-3所示電鎮(zhèn)土料拉筋之間的摩擦力改 善了土的物理力學(xué)性質(zhì),而使用填土與拉筋結(jié)A®2 52加而上科上端為一個(gè)整體。在這個(gè)整體中起控制作用的是填土與拉筋之間的摩擦力。面板的作用是阻擋填 土坍落擠出,迫使填土與拉筋結(jié)合為整體。加筋土擋土墻屬于柔性結(jié)構(gòu),對(duì)地基變形適應(yīng)性大,建筑高度大,具有省工、省料、施工方便、快速等優(yōu)點(diǎn), 適用于填土路基。3.錨定式擋土墻錨定式擋土墻可分為錨桿式和錨定板式兩種。錨桿式擋土墻是由預(yù)制的鋼筋混
5、凝土立柱、擋土板構(gòu)成墻面,與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合 組成,如圖2-5-3a)所示。錨桿的一端與立柱連接,另一端被錨固在山坡深處的穩(wěn)定巖層或圖2-y3鋪定式將1塘帝片哀片土層;k;即定瓶式將1承土層中。墻后側(cè)向土壓力由擋土板傳結(jié)立柱,由錨桿與穩(wěn)定巖層或上層之間的錨固力,使墻獲得穩(wěn)定。它適用于墻 高較大,缺乏石料或挖基困難地區(qū),具有錨固條件的路塹擋土墻。錨定板式擋土墻是由鋼筋混凝土墻面、鋼拉桿、錨走板以及其間的填土共同形成的一種組合擋土結(jié)構(gòu),如圖 2-5-3b)所示。它借助于埋在填土內(nèi)的錨定板的抗拔力抵抗側(cè)土壓力,保持墻的穩(wěn)定。錨定式擋土墻的特點(diǎn)在于構(gòu)件 斷面小,工程量省,不受地基承載力的限制,構(gòu)
6、件可預(yù)制.有利于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕型化和施工機(jī)械化。它適用于缺乏石 料地區(qū)的路肩墻或路堤墻;4.薄壁式擋土墻薄壁式擋土墻屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),可以分為懸臂式和扶壁式兩種。懸背式n 土睛由立壁、瑞趾板和崎 出板三個(gè)部分組成,如留I 2-544所示 當(dāng)畸身較島時(shí)1沿墻長每冊 定地善加 沒扶壁(曲板)等接墻面板及躥板,構(gòu)成 執(zhí)壁式攔土墻,如圖2小仙)所示u薄壁 式擋土墻結(jié)構(gòu)的檢定下臬依靠本身的時(shí)器 重量,主要依靠堵葡甌上的填上正顯來 溫 保證u它R有斷面尺寸較小.自重輕. 能像建在較弱的地基上等優(yōu)點(diǎn),適用于立窣城市或缺乏石料的地區(qū).其馱點(diǎn)是需 耗用一定散殳的水泥和例筋,描TT.藝圖?!睌啾贙依土睦一周W#樽士
7、制曲)技"式抒1-4較為復(fù)雜。第8-2節(jié)重力式擋土墻的構(gòu)造與布置常用的重力式擋土墻,一般由墻身、基礎(chǔ)、排水設(shè)施和沉降、伸縮縫等幾部分組成。(一)墻身1 .墻背根據(jù)墻背傾斜方向的不同,墻身斷面形式可分為仰斜、垂直、俯斜、凸形折線式和衡重式等幾種.如圖2-5-5所示。以仰斜、垂直和俯斜式三種不同的墻背所受的土壓力分析,在墻高和墻后填料等條件相同時(shí),仰斜墻背所受的 土壓力為最小,垂直墻背次之,俯斜墻背較大;因此仰斜式的墻身斷面較經(jīng)濟(jì)。用于路塹墻時(shí),墻背與開挖的臨時(shí) 邊坡較貼合,開挖量與回填量均較小。但當(dāng)墻趾處地面橫坡較陡時(shí),采用仰斜式墻背會(huì)增加墻高,斷面增大。故仰 斜墻背適用于路塹墻及墻趾
8、處地面平坦的路肩墻或路堤墻。仰斜墻背的坡度愈緩,所受的土壓力愈小,但施工愈困 難,故仰斜墻背的坡度不宜緩于 1: 0.3。俯斜墻背所受的土壓力較大,相對(duì)而言,俯斜墻背的斷面比仰斜式要大。但當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時(shí),俯斜式擋土墻可 采用陡直的墻面,從而減小墻高。俯斜墻背的坡度緩些固然對(duì)施工有利,但所受的土壓力亦隨之增加,致使斷面增 大,因此墻背坡度不宜過緩,通常控制 a<21°48'(即1: 0.4)。垂直墻背的持點(diǎn)介于仰斜和俯斜墻背之間。凸形折線墻背系將仰斜式擋土墻的上部墻背改為俯斜,以減小上部斷面尺寸,故其斷面較為經(jīng)濟(jì),多用于路塹 墻,也可用于路肩墻。衡重式墻背可視為在凸形折
9、線式的上下墻之間設(shè)一衡重臺(tái),并采用陡直的墻面。上墻俯斜墻背的坡度通常為 1: 0.251: 0.45,下墻仰斜墻背的坡度一般在1: 0.25左右,上下墻的墻高比一般為2: 3。適用于山區(qū)地形陡峻處的路肩墻和路堤墻,也可用于路塹墻。2 .墻面墻面一般為平面,墻面坡度除應(yīng)與墻背的坡度相協(xié)調(diào)外,還應(yīng)考慮到墻趾處地面的橫坡度(影響擋土墻的高度)。當(dāng)?shù)孛鏅M坡度較陡時(shí),墻面可直立或外斜1 : 0.051: 0.20,以減少墻高;當(dāng)?shù)孛鏅M坡平緩時(shí),一般采用1 : 0.201: 0.35較為經(jīng)濟(jì)。3 .墻頂重力式擋土墻可采用漿砌或干砌垮工。墻頂最小寬度,漿砌時(shí)邊不小于 50cm;干砌時(shí)應(yīng)不小于 60cm o干
10、砌擋 土墻的高度一般不宜大于 6m。漿砌擋土墻墻頂應(yīng)用5號(hào)砂漿抹平,或用較大石塊砌筑,并勾縫。漿砌路肩墻墻頂宜采用粗料石或混凝土彳物或頂帽,厚度取40cm o干砌擋土墻頂部 50cm厚度內(nèi),宜用5號(hào)砂漿砌筑,以求穩(wěn)定。4 .護(hù)欄為增加駕駛員心理上的安全感,保證行車安全,在地形險(xiǎn)峻地段的路肩墻,或墻頂高出地面6m以上且連續(xù)長度大于20m的路肩墻,或彎道處的路肩墻的墻頂應(yīng)設(shè)置護(hù)欄等防護(hù)設(shè)施。護(hù)欄分墻式和柱式兩種,所采用的材料,護(hù)攔高度、寬度,視實(shí)際需要而定。護(hù)欄內(nèi)側(cè)邊緣距路面邊緣的距離,應(yīng)滿足路肩最小寬度的要求。(二)基礎(chǔ)地基不良和基礎(chǔ)處理不當(dāng),往往引起擋土墻的破壞,因此,應(yīng)重視擋土墻的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。
11、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的程序是:首 先應(yīng)對(duì)地基的地質(zhì)條件作詳細(xì)調(diào)查,必要時(shí)須做挖探或鉆探,然后再來確定基礎(chǔ)類型與埋置深度。1 .基礎(chǔ)類型當(dāng)?shù)鼗休d力不足且墻趾處地形平坦時(shí),擋土墻大多數(shù)都是直接砌筑在天然地基上的淺基礎(chǔ)。為減少基底應(yīng)力和增加抗傾覆穩(wěn)定性,常常采用擴(kuò)大基礎(chǔ),如圖2-5-6a)所示,將墻趾部分加寬成臺(tái)階,或墻趾墻踵同時(shí)加寬,以加大承壓面積。加寬寬度視基底應(yīng)力需要減少的程度和加寬后的合力偏心距的大小而定,一船不小于 20cmo臺(tái)階高度按基礎(chǔ)材料的剛性角的要求確定,對(duì)于磚、片石、塊石、粗料石砌體,當(dāng)用低于5號(hào)的砂漿砌筑時(shí),用J性角應(yīng)不大于35° ;對(duì)混國工5由門1堵基岸麻武G/人展播J)洌箱
12、但焚土設(shè)板*;白成尊基咄,出梅巾翦MH劇即當(dāng)?shù)鼗粦?yīng)力超過地基承載力過囪 時(shí),需要的加寬值較大,為避免加寬部分的 臺(tái)階過高,可采用鋼筋混齪上底板基礎(chǔ),如 工54所示.其厚度由5)力和主拒應(yīng)力 控制當(dāng)擋上墻修筑在陡坡上,而地基又為 糠定、堅(jiān)硬的巖石時(shí),為節(jié)省用和草坑開 挖數(shù)量,可采用官階形基礎(chǔ),如圖所示。臺(tái)階的高寬比應(yīng)不大于2: 1.臺(tái)階寬度不宜小于 50cm。最下一個(gè)臺(tái)階的寬度應(yīng)滿足偏心距的有關(guān)規(guī)定,并 不宜小于1.5。如地基有短段缺口 (如深溝等)或挖基因難(如局部地段地基軟弱等),可采用拱形基礎(chǔ),如圖 2-5-6d)所示,以石 砌拱圈跨過,再在其上砌筑墻身。但應(yīng)注意土壓力不宜過大。以免橫向
13、推力導(dǎo)致拱圈開裂。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)拱圈予以驗(yàn)算。當(dāng)?shù)鼗鶠檐浫跬翆樱缬倌唷④浾惩恋?,可采用砂礫、碎石、礦渣或石灰土等材料予以換填,以擴(kuò)散基底壓應(yīng)力,使之均勻地傳遞到下臥軟弱土層中。2 .基礎(chǔ)埋置深度擋土墻基礎(chǔ),應(yīng)視地形、地質(zhì)條件埋置足夠的深度,以保證擋土墻的穩(wěn)定性。設(shè)置在土質(zhì)地基上的擋土墻,基底埋置深度應(yīng)符合以下要求:無沖刷時(shí),一般應(yīng)在天然地面下不小于m;有沖刷時(shí),應(yīng)在沖刷線下不小于m;受凍脹影響時(shí),應(yīng)在冰陳線以下不小于。非冰脹土層中的基礎(chǔ),例如巖石、卵石、礫石、中砂或粗砂等,埋 置深度可不受凍深的限制。擋土墻基礎(chǔ)設(shè)置在巖石上時(shí),應(yīng)清除外表風(fēng)化層;當(dāng)風(fēng)化層較厚難以全部清除時(shí),可根據(jù)地基的風(fēng)化程度及其
14、 相應(yīng)的容許承載力將基底埋在風(fēng)化層中。當(dāng)墻趾前地面橫坡較大時(shí),基礎(chǔ)埋置深度用墻趾前的安全襟邊寬度l來控制,以防地基剪切破壞。襟邊寬度見表2-5-1。(三)排水設(shè)施擋土墻的排水處理是否得當(dāng),直接影響到擋土墻的安全及使用效果。因此,擋土墻應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施,以疏干墻 后坡料中的水分,防止地表水下滲造成墻后積水,從而使墻身免受額外的靜水壓力;消除粘性土填料因含水量增加 產(chǎn)生的膨脹壓力;減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力。擋土墻的排水設(shè)施通常內(nèi)地面排水和墻身排水兩部分組成。地面排水可設(shè)置地面排水溝,引排地面水;夯實(shí)回填土頂面和地面松土,防止雨水和地面水下滲,必要時(shí)可加 設(shè)鋪砌;對(duì)路塹擋土墻墻趾前的邊溝應(yīng)予以
15、鋪砌加固,以防止邊溝水滲入基礎(chǔ)。墻身排水主要是為了迅速排除墻后積水。漿砌擋土墻應(yīng)根據(jù)滲水量在墻身的適當(dāng)高度處布置泄水孔。如圖2-5-7所示。泄水孔尺寸可視泄水量大小分別采用5cmX 10cm> 10cmX 10cm、15cm X20cm的方孔,或直徑510cm的圓孔。泄水孔間距一般為23M,上下交錯(cuò)設(shè)置。最下排泄水孔的底部應(yīng)高出墻趾前地面;當(dāng)為路塹墻時(shí),出水口應(yīng)高出邊溝水位:假設(shè)為浸水擋土墻.則應(yīng)高出常水位以上,以防止墻外水流倒灌。為防止水分滲入地基,在最下一排泄水孔的底部應(yīng)設(shè)置30cm厚的粘土隔水層。在泄水孔進(jìn)口處應(yīng)設(shè)置粗粒料反濾層,以防止堵塞孔道。當(dāng)墻背填土透水性不良或有凍脹可能時(shí),
16、應(yīng)在墻后最低一排泄水孔到墻頂之間設(shè)置厚度不 小于的砂、卵石排水層或采用土工布。干砌擋土墻圍墻身透水可不設(shè)泄水孔。擋墻排水孔(四)沉降縫和仲縮縫為了防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂,應(yīng)根據(jù)地基的地質(zhì)條件及墻高、 墻身斷面的變化情況設(shè)置沉降縫;為了防止垮工砌體因砂漿硬化收縮和溫度變化而產(chǎn)生裂縫,須設(shè)置伸縮縫。通常把沉降縫與伸縮縫合并在一起,統(tǒng)稱為沉降伸縮縫或變形縫。沉降伸縮縫的間距按實(shí)際情況面定,對(duì)于非巖石地基,宜每隔1075m設(shè)置一道沉降伸縮縫;對(duì)于巖石地基,其沉降伸縮縫間距可適當(dāng)增大。沉降伸縮縫的縫寬一般為23cm。漿砌擋土墻的沉降伸縮縫內(nèi)可用膠泥填塞,但在滲水量大、凍害嚴(yán)重的地區(qū),宜用瀝青
17、麻筋或?yàn)r青木板等材料,沿墻內(nèi)、外頂三邊填塞,填 深不宜小于15m;當(dāng)墻背為填石且凍害不嚴(yán)重時(shí),可僅留空隙,不嵌填料。對(duì)于干砌擋土墻,沉降伸縮縫兩側(cè)應(yīng)選平整石料砌筑,使具形成垂直通縫。沉降縫二、擋土墻的布置擋土墻的布置是擋土墻設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容,通常是在路基橫斷面圖和墻趾縱斷面圖上 進(jìn)行,個(gè)別復(fù)雜的擋土墻尚應(yīng)作平面布置。(一)橫向布置橫向布置主要是在路基橫斷面圖上進(jìn)行,其內(nèi)容有:選擇擋土墻的位置、確定斷面形式、繪制擋土墻橫斷面圖 等。1 .擋土墻的位置選擇路塹擋土墻,大多設(shè)置在邊溝的外側(cè)。路肩墻應(yīng)保讓路基寬度布設(shè)。路堤墻應(yīng)與路肩墻進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,以確定墻的合理位置。當(dāng)路堤墻與路肩墻的墻高或垮工
18、數(shù)量相近,其基礎(chǔ)情況亦相仿時(shí),宜做 路肩,因?yàn)椴捎寐芳鐗蓽p少填方和占地;但當(dāng)路堤墻的墻高或垮工數(shù)量比路肩墻顯著降低,且基礎(chǔ)可靠時(shí),則宜 做路堤墻。浸水擋土墻應(yīng)結(jié)合河流情況布置,以保持水流順暢,不致擠壓河道而引起局部沖刷。山坡?lián)跬翂?yīng)考慮 設(shè)在基礎(chǔ)可靠處,墻的高度應(yīng)保證墻后墻頂以上邊坡的穩(wěn)定性。2 .確定斷面形式,繪制擋土墻橫斷面圖不管是路堤墻,還是路肩墻.當(dāng)?shù)匦味妇r(shí),可采用俯斜式或衡重式;地形平坦時(shí),則可采用仰斜式。對(duì)路塹 墻來說,宜采用仰斜式或折線式。擋土墻橫斷面圖的繪制,選擇在起訖點(diǎn)、墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式變異處,以及其他必須樁號(hào)處的橫 斷面圖上進(jìn)行。根據(jù)墻身形式、墻高和地基與
19、填料的物理力學(xué)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料,進(jìn)行設(shè)計(jì)或套用標(biāo)準(zhǔn)圖,確定墻身 斷面尺寸,基礎(chǔ)形式和埋置深度,布置排水設(shè)施,指定墻背填料的類型等。(二)縱向布置縱向布置主要在墻趾縱斷面圖上進(jìn)行,布置后繪制擋土墻正面圖,如圖 2-5-8所示。分球K產(chǎn)柱2-5-8排上墻正面陶1 .確定擋土墻的起訖點(diǎn)和墻長,選擇擋土墻與路基或其他結(jié)構(gòu)物的連接方式。路肩墻與路塹連接應(yīng)嵌入路塹中23m;與路堤連接采用錐坡和路堤銜接;與橋臺(tái)連接時(shí).為了防止墻后回填土從橋臺(tái)尾端與擋土墻連接處的空隙中溜出,應(yīng)在臺(tái)尾與擋土墻之間設(shè)置隔墻及接頭墻。路塹擋土墻在隧道洞口比結(jié)合隧道洞門、翼墻的設(shè)置情況平順銜接;與路塹邊坡銜接時(shí),一般將墻頂逐漸降低到
20、2m以下,使邊坡坡腳不致于伸人邊溝內(nèi),有時(shí)也可用橫向端墻連接。2 .按地基及地形情況進(jìn)行分段,布置沉降伸縮縫的位置。3 .布置各段擋土墻的基礎(chǔ)。沿?fù)跬翂﹂L度方向有縱坡時(shí),擋土墻的縱向基底宜做成不大于5%的縱坡。當(dāng)墻址地面縱坡不超過 5%時(shí).基底可按此縱坡市置;假設(shè)大于 5%時(shí),應(yīng)在縱向挖成臺(tái)階,臺(tái)階的尺寸隨地形而變化,但其高寬比不宜大于1: 2。地基為巖石時(shí),縱坡雖不大于 5%,為減少開挖,也可在縱向做成臺(tái)階。1.布置泄水孔和護(hù)欄(護(hù)樁或護(hù)墻)的位置,包括數(shù)量、尺寸和間距。5.標(biāo)注各特征斷面的樁號(hào),及墻頂、基礎(chǔ)、基底、沖刷線、冰凍線相設(shè)計(jì)洪水位的標(biāo)高等。(二)平面布置對(duì)于個(gè)別復(fù)雜的擋土墻,如高
21、的、長的沿河擋土墻和曲線路段的擋上墻.除了橫、縱向布置外,還應(yīng)作平面布 置,并繪制平面布置圖。在平面圖上,應(yīng)標(biāo)示擋土墻與路線平面位置的關(guān)系,與擋土墻有關(guān)的地物、地貌等情況,沿河擋土墻還應(yīng)標(biāo)示 河道及水流方向,以及其他防護(hù)、加固工程等。在擋土墻設(shè)計(jì)圖紙上,應(yīng)附有簡要說明,說明選用擋土墻設(shè)計(jì)參數(shù)的依據(jù),主要工程數(shù)量,對(duì)材料和施工的要 求及注意事項(xiàng)等.以利指導(dǎo)施工。1 .根據(jù)具體情況,通過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較,確定墻趾位置;2 .測繪墻趾處的縱向地面線,核對(duì)路基橫斷面圖,收集墻趾處的地質(zhì)和水文等資料;3 .選擇墻后填料,確定填料的物理力學(xué)計(jì)算參數(shù)和地基計(jì)算參數(shù);4 .進(jìn)行擋土墻斷面形式、構(gòu)造和材料設(shè)計(jì),確
22、定有關(guān)計(jì)算參數(shù);5 .進(jìn)行擋土墻的縱向布置;6 .用計(jì)算法或套用標(biāo)堆圖確定擋土墻的斷面尺寸;7 .繪制擋土墻立面、橫斷面和平面圖。第8-3節(jié) 重力式擋土墻計(jì)算當(dāng)擋土墻的位置、墻高和斷面形式確定后,擋土墻的斷面尺寸可通過試算的方法確定,其程序是:根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 或標(biāo)準(zhǔn)圖,初步擬定斷面尺寸;計(jì)算側(cè)向土壓力;進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算和基底應(yīng)力與偏心距驗(yàn)算;當(dāng)驗(yàn)算結(jié)果滿 足要求時(shí),初擬斷面尺寸可作為設(shè)計(jì)尺寸;當(dāng)驗(yàn)算結(jié)果不能滿足要求時(shí),采取適當(dāng)?shù)拇胧┦蛊錆M足要求,或重新擬 定斷面尺寸,重新計(jì)算,直至滿足要求為止。一、庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算擋土墻是支擋土體的結(jié)構(gòu)物,它的斷面尺寸與穩(wěn)定性主要取決于土壓力;擋土墻的位移情況不同,
23、可以形成不同性質(zhì)的士壓力。當(dāng)擋土墻受土體側(cè)壓力作用向外位移或傾覆時(shí),土壓力隨之減小,直到墻 后土體到達(dá)向下滑動(dòng)的極限平衡狀態(tài)時(shí). 作用于墻背的土壓力稱為主動(dòng)土壓力; 當(dāng)擋土墻由于外力作用(如拱橋橋臺(tái) 受到拱圈的推力)向土體擠壓移動(dòng)時(shí),土壓力隨之增大,直到墻后土體到達(dá)向上滑動(dòng)的極限平衡狀態(tài)時(shí), 土體對(duì)墻的 抗力稱為被動(dòng)土壓力;當(dāng)擋土墻在原來位置面不產(chǎn)生位移時(shí),作用于墻背的土壓力稱為靜止土壓力。路基擋土墻都可能向外位移或傾覆,墻背受到的土壓力為主動(dòng)土壓力。對(duì)于墻趾前土體的被動(dòng)土壓力(即墻前土的反推力),為偏于安全,往往略去不計(jì)。擋土墻承受的主動(dòng)土壓力, 一般可按庫侖理論計(jì)算。 庫侖土壓力理論假定:
24、 墻后填土是松散的、 勻質(zhì)的砂性土;墻體產(chǎn)生位移.使墻后填土到達(dá)極限平衡狀態(tài),將形成一個(gè)滑動(dòng)土楔體ADC,如圖2-5-9所示;其滑裂面是通過墻腳的兩個(gè)平面,一個(gè)是墻背 AD面.另一個(gè)是通過墻腳的 AC面;滑動(dòng)土楔體是一個(gè)剛性整體。根據(jù)土楔體靜力平 衡條件,可解出墻背上的土壓力。本節(jié)結(jié)合路基擋土墻的設(shè)計(jì),介紹庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算方法的具體應(yīng)用。(一)二腫空見邊界條件下士用土壓力的計(jì)算I踣載搐或路堤墻,破袈雨交于邊被內(nèi)N算圖式及土壓力分布用根如圖*9所示口瞪輟角;2=既F-E(2-5-)/ iati( c - H J fv - j?) + colt 卯-a) I + tafif a + )cut(
25、5 - ct) - i+ CO(F-C2-5-2) 主動(dòng)土壓力:E =£仃匐b *酊,跖=屈口+捫(2-5-3)主動(dòng)土壓力系數(shù)尸位3(”品4仃+川1癡噌:乏喂譚土壓力作用點(diǎn):,.二;ff.Zj = B-了J«HQ式中:7埠后峙料的容重,kWmA中填科的內(nèi)摩擦用6啃W與箱料間的摩擦珀.(心);?播后填科表面的履斜伯電堵背慎斜角,-】,附斜均皆上為山.抑斜墻野口為負(fù):/-普士崎鬲度E”2.路肩墻,餓裂面交于荷載內(nèi)計(jì)算圖式以土壓力分布圖形如圖2 5 1。所示,EX2 59爵重安成埠堤堵;班到面食于前境內(nèi)P 7 >10第口鼐:噴轉(zhuǎn)麻交干荷我內(nèi)tanfl = - lanw tJ
26、 (tanm - tain ) t =9 + ti + #(2-5年)5 < 時(shí)時(shí)取正號(hào)W> 時(shí)取負(fù)號(hào)n£ - yH2KA l . Ek - P(o +,/),&二 在 +。)f 2-5-7)K -yST .( f tanfl + laia) , Kt =】+(2-5-S)/一日 + 后? , Z - H - Zntan。J 具I式中:人一等代均布土層厚索,嘰其他符號(hào)點(diǎn)義同前23.路堤端,破裂面交于荷就內(nèi)il其圖式及上壓力分七國形如圖工失11所赤。皿田" - luiiuj ± / 1cut 芋 + Lulled)(laiiuj I A) r 3
27、二甲+我 +. <班時(shí)取正號(hào)t”如忸取負(fù)號(hào)%aft + 忒 6 +)一斤(W + ?開十 2/vy)r.uiffA = 一面而 * ci +£后£三 濃上心口均二月沖仁+日),£尸/而(q + 4)K =吁心,1 H (taa& + tantr), Ar = 1 + l - 碧)小 斗段ff + at)' H 上 H", 力一 mian5 Ldi u i卜、=二, Az x - -, h- = H - A - Aatfin? + t*iQ ntnff + 打 tn(? ,(泰5,9)(2-5-10)95-L1)(2-542»
28、;(2-5-田帥式孫川, 府,其他邊界條件及第二破箱由土壓力計(jì)算公式可, 參閱g公路設(shè)計(jì)手冊路鼠冥(二)粘質(zhì)土土壓力計(jì)鼻庫侖士壓力理論假定墻后填料只市內(nèi)摩擦角再 無粘結(jié)力.它適用于中、粗粒土壤料的指土堵,,為r 省虐粘結(jié)力對(duì)土壓力的既響,可歿以下方法近似計(jì) 算粘性土的主動(dòng)土刖力:L換算內(nèi)摩擦角法E1前,由于粘腦力的數(shù)值群以恰當(dāng)旭確定,同時(shí) 又缺乏粘性土計(jì)算方法設(shè)計(jì)擋土墻的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通 常都采用換算內(nèi)摩擦角法來計(jì)算粘性土的主動(dòng)土壓 人亦即增大內(nèi)岸擦角的數(shù)值,把粘結(jié)力的影響居m2-sii蝎墻忱,:硬提而上r商扶內(nèi)慮在內(nèi)摩擦角這一參數(shù)內(nèi),按砂性土的公式計(jì)算其 主動(dòng)土壓力??梢园磽Q算前后土的抗剪強(qiáng)度相
29、等的原則或土壓力相等的原則來計(jì)算換算內(nèi)摩擦角WD值;通常把粘性土的內(nèi)摩擦角值增大5° 10°。作為換算內(nèi)摩擦角,或取換算內(nèi)摩擦角值為30° 35° 。此法雖然簡單,但是,由于影響土壓力數(shù)值的因素是多方面的,采用上述換算內(nèi)摩擦角值,只與某一特定的墻高相適應(yīng),對(duì)于墻高小于6m的矮墻是偏于安全的,對(duì)于墻高大于6m的高墻則偏于危險(xiǎn)。因此,對(duì)于矮墻尚可采用這個(gè)數(shù)值,而對(duì)于高墻則應(yīng)按墻高酌情降低換算內(nèi)摩擦角,最好核實(shí)際的c、W值計(jì)算粘性土的主動(dòng)土應(yīng)力。1 .力多邊形法(數(shù)解法)圖“心的性1.&門”笄國試芍慮凝聚力的土壓力計(jì)笄方法,,可仍 以庫侖理論為基礎(chǔ),假
30、設(shè)破裂曲為平面自 當(dāng)墻號(hào)向外有足夠的位移時(shí),粘性土土層 的頂部會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力,并進(jìn)而產(chǎn)生豎宜裂 縫:裂縫的深度達(dá)拉應(yīng)力若十等姓,可按 式(2546)確定口4=rtan(45* + f(2-5-16)f'式中:e斌科的單位粘結(jié)力,kN/m%在垂直裂區(qū)機(jī)的毯圍內(nèi),豎直面上的惻壓力等于零,因此在此他題內(nèi)不計(jì)土壓力。以庫侖理論為班礎(chǔ),按靜力平穩(wěn)條件,出力多邊形可求得作用于墉背的主動(dòng)土用力層, 如圖2-5J2所示。(2-5-17?P jn if* - rJ土史Mco&''a r=<ZSin(T.y)式中:E不計(jì)粘結(jié)力時(shí)的主動(dòng)土IE力,kN;因配r粘結(jié)力的作用而減少的土
31、壓力,kN;G 土楔重力±提上有荷載附,包括荷載亞力)40.墻背行填料之間的凝聚力由于難以如實(shí)確定,在上述算式中均忽略不計(jì)。粘性土 土庫力 計(jì)算公式可閱公路設(shè)計(jì)手冊路基八(三)汁算參數(shù)在土壓力計(jì)算中,計(jì)算參數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果影響很大,應(yīng)盡量根據(jù)填科試驗(yàn)測定的物理力學(xué)教 據(jù)進(jìn)行計(jì)算當(dāng)無試照資料時(shí),可參照表2-5-2選用.各種填料的將和計(jì)*內(nèi)*擦靠或2-y2埴f*類型計(jì)算內(nèi)摩擦角爭催遁kN/mJ枯質(zhì)土微高 /bill心。<r17港&>6m3(r- W17砂類土療18砂礫即日七35* 好18- 19碎石十城不同風(fēng)生的右石牌決14T - 45-19的石感不同風(fēng)化的石塊-I好-好
32、20注港后為非回單七時(shí),應(yīng)聚兆天魅上的落單及內(nèi)摩擦布.見現(xiàn)行t公國橋魅地甚占拄礎(chǔ)卷訃規(guī)范A2 .賽中帖質(zhì)L的計(jì)算內(nèi)序推刖為攪算內(nèi)審擦角.卷背打填料之間的摩擦角工視墻背粗糙程度和排水條件而定,無反猿資料時(shí),可按下式 計(jì)算;石砌墻背或混凝土墻背,排水良好:丹二(2-5-181二、車輛荷8t換算軍輛荷戟在擋土墻后填料的破壞樓體上引起的側(cè)壓力,可按下苴換算成等代均布土層厚 度加計(jì)算;品工制(25式中;%等代均布土提厚度,叫/墻后填料容重,kN/n?:”墻后填料,不計(jì)車輛或履帶荷載)的破壞校體長度,孫 對(duì)于路堤式揩士瑞,加為 破壞椽體范圍內(nèi)的路基疏度部分,Zo二(+ 口)皿8+ Hlaim - b.對(duì)于
33、路肩堵, Lq -帆即1 + tailer);S擋士增的i|噌長度,叫HR布皆在“乂端”闔積內(nèi)的輪藏或履帶荷載,kN,如圖2 5-13所示二田&M3車別荷載橫算布置f尺寸單值:4心擋土城計(jì)算長發(fā)、的汽車前后輯之間般富海端fli面弟上在度湖邊跳水平竟度通E車商越橫向介布徵博擋土墻的計(jì)算長度,取下述兩種長度的較大者:1 .取擋土墻的分段長度(系指兩沉降伸縮縫間的距離 ),但應(yīng)不大于15m。2 .取一輛重車的擴(kuò)散長度,擴(kuò)散長度可按以下兩式計(jì)算,但當(dāng)擴(kuò)散長度大于15m時(shí),仍用15m(汽車一超20級(jí)作用時(shí),重車的擴(kuò)散長度以不超過20m為度)。對(duì)于汽車一10級(jí)或汽車一15級(jí): B= 4.2 十(2
34、a 十 H)tan30 °(2-5-20)對(duì)于汽車一20級(jí)和汽車一超20級(jí)分別按下式計(jì)算:B=5.6+(2a 十 H)tan30 ° , B=13.0+(2a 十 H)tan30 °(2-5-21)式中:B一輛重車的擴(kuò)散長度,m;H擋土墻tWj度,m;a擋土墻頂面以上的填料高度,m。擋土墻上汽車荷載的布置及驗(yàn)算等代均布土層厚度確實(shí)定,應(yīng)符合以下要求:1 .汽車荷載縱向:當(dāng)取擋土墻的分段長度時(shí).為分段長度內(nèi)可能布置的車輪;當(dāng)取用一輛重車的擴(kuò)散長度時(shí),為一輛重車。橫向:上述L。范圍內(nèi)可能布置的車輪。當(dāng)為路肩墻時(shí),車后輪外緣應(yīng)靠墻頂內(nèi)緣布置;假設(shè)為路堤墻時(shí),車輛外側(cè)后輪
35、中心至路基邊緣的距離應(yīng)不小于m。2 .驗(yàn)算荷載荷載應(yīng)在路面寬度內(nèi)居中行駛,其等代均布土層厚度規(guī)定如下:掛車一 100為,掛車一80為,履帶一50為(單車道路基為)。三、擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算為保證擋土墻在土壓力及外荷載作用下,有足夠的強(qiáng)度及穩(wěn)定性,在設(shè)計(jì)擋土墻時(shí),應(yīng)驗(yàn)算擋土墻沿基底的抗 滑動(dòng)穩(wěn)定性.繞墻趾的抗傾覆穩(wěn)定性,基底應(yīng)力和偏心距,以及墻身強(qiáng)度等。一般情況下,主要由基底承載力和滑 動(dòng)穩(wěn)定性來控制設(shè)計(jì),墻身應(yīng)力可不必驗(yàn)算。擋土墻的力學(xué)計(jì)算取單位長度計(jì)算。(一)作用于擋土墻的力系擋土墻設(shè)計(jì)所用的荷裁與荷載組合按交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)(JTJ021-89)公路橋涵設(shè)計(jì)通用 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采用。一般地區(qū)的心土墻,
36、作用于墻上的力系有二1 .擋土墻自重及位于浦上的恒我:2 .作用于堵背上的主動(dòng)土壓力(包括墻后填料蕨壞校體上的荷載);工基底的法向反力及摩阻力。各種力的取舍應(yīng)根據(jù)擋土墻所處的具體工作條件,按最不利的組合 作為設(shè)計(jì)的依據(jù)C(二)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算圖2-5/4再上墻的附 血與腎槽墓如圖2514所示,在主動(dòng)上壓力的水平分力以作用"使擋土堵向外 猾動(dòng),抵抗滑動(dòng)的是基礎(chǔ)底面與地基之間的摩阻力??够εc滑動(dòng)力的比 值稱為抗滑穩(wěn)定系數(shù),用k表示,在一般情況下!.=(田.”蕓1(2-5-22)式中:印擋,墻自重.kbiEx、段主動(dòng)土壓力的水平與垂直分力JN;/基礎(chǔ)底面(用工)與地基土之間的摩擦系數(shù)八可
37、通過現(xiàn)場房驗(yàn)確定當(dāng)無實(shí)測資 料時(shí),可賽考表2-5-3選用;K容許的抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù),對(duì)于荷載組合”TV為1.3,有教組合V為L2?;妆遣料禂?shù)我35.3地基士金都f題基十,篇稱F軟里跳卷U.25即靈土fen r硬組就充0 JO附卵)在荒土02 案干理狀態(tài)0.M-0-40軟質(zhì)界十f0輕函融上0.30-0.40硬甑力打0 6-0,T當(dāng)KcKc,說明擋土墻的抗滑穩(wěn)定性不足,可考慮采用以下措施,以增加其抗滑動(dòng) 穩(wěn)定性。1 .采用傾斜基底,設(shè)置向內(nèi)傾斜的基底,可以增加抗滑力和減少滑動(dòng)力,從而增加抗滑穩(wěn)定性?;變A角, 對(duì)于土質(zhì)地基不陡于 1:5;對(duì)于巖石地基不陡于 1 : 3。2 .采用凸棒基礎(chǔ),在擋土墻
38、基礎(chǔ)底面設(shè)置混凝土凸棒,與基礎(chǔ)連成整體,利用凸棒前土體所產(chǎn)生的被動(dòng)土壓 力以增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。3 .更換基底土層,以增大基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦系數(shù)。4 .改變墻身斷面形式和尺寸,以增大垂直力系,但單純擴(kuò)大斷面尺寸,收效不大,也不經(jīng)濟(jì)。(三)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算墻趾總的穩(wěn)定力矩與總的傾覆力矩之比稱為抗傾覆穩(wěn)定系數(shù).用K0表示。X 也 IFZ. + 人"So = 一£*/式中士 £對(duì),一穩(wěn)定力系對(duì)幡趾的椽定力矩,kNim >;帆怖需力系對(duì)墻趾的簡覆力建 kN 皿 4、人一一分別為工、與對(duì)培趾的力臂.3 工.一燔重印樹培趾的力郭,如容許的抗面質(zhì)穩(wěn)定性系數(shù),對(duì)于
39、荷載紐合I加=1.5、荷載組合n - V為L3;荷載好合V為j當(dāng)及 < 左時(shí),表明巖上培的抗做穗穩(wěn)定性不足.此時(shí),町考慮柔用下如措施,以增加抗 頌覆穩(wěn)定性。1 .加寬墻趾,即在墻趾處加寬基礎(chǔ),以憎大力臂=但當(dāng)崎趾前地面 橫坡較陡時(shí),會(huì)因加寬墻趾而便增高情加*2 .臧緩墻面坡度.以增加力曾口3 .改陡墻背坡度,以減小土壓力口4 .墻背設(shè)置衡重臺(tái),增加抗恤看力矩(四)基底應(yīng)力及偏心距奧算IlfP T堊底應(yīng)力行相用由圖25.15可知,作用于壁底的垂直力為"=甲* ",基底合力的 偏心距為飛,技力矩平衡辟理H計(jì)算N對(duì)墻趾。的力臂Zh :(2-5-24?合力的偏心距與按F式求得
40、;在偏心荷載作用下,基底的最大應(yīng)力和最小應(yīng)力為:工三兩=B "士下:(2-5-26)式中:Ar基底合力垂直干成底面的分力,“bS肘作用于揩士瑞卜的水平力和豎向力時(shí)基底電心的官矩,N皿A基礎(chǔ)宸面的面積,曲對(duì)I in氏擋土增而言,A二H;社基底寬度用;%神底面的瞌面抗抵矩,小訐“ 七吟飛基底合力的偏心距4in地基容許承我力4時(shí),按現(xiàn)行公路橋涵地基與基礎(chǔ)沒計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用口當(dāng)用卷時(shí),冉為負(fù)值,即基底墻踵一惻出現(xiàn)拉應(yīng)力,這是不容許的,可僅按壹?jí)簠^(qū)計(jì)算基底最大年應(yīng)力.不考虐禁悵承受拉應(yīng)力,見圖其最大應(yīng)力加迷按下式計(jì)算:2 N 2 W 一 &1gme= $下一 5.27)亍一 %從上述分
41、析可知,合力偏心距 e0直接影響到基底應(yīng)力的大小和性質(zhì)(拉或壓),如e0過大,即使基底應(yīng)力小于地基容許承載力,但由于墻趾壓應(yīng)力(T 1與墻踵壓應(yīng)力(T 2相差過大,亦可能引起基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉陷,從而導(dǎo)致墻身過分傾斜,為此應(yīng)控制偏心距。偏心距eo應(yīng)符合以下要求:土質(zhì)地基:eoWB/6;石質(zhì)較差的巖石地基:eo< B/5 ;堅(jiān)硬的巖石地基:eow B/4。(五)墻身斷面強(qiáng)度計(jì)算重力式擋土墻一般均屬于偏心受壓,故截面強(qiáng)度應(yīng)按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算:通常選擇一兩個(gè)控制性斷面進(jìn)行墻身應(yīng)力和偏心距驗(yàn)算,如墻身底部、二分之一墻高和斷面形狀突變處。1 .法向應(yīng)力驗(yàn)算如圖2-5-17所示,斷面1 1為驗(yàn)算截
42、面。假設(shè)截面以上墻背受的主動(dòng)土壓力為Ei,其水平與明偏心電過大時(shí)的生底廟 力分布網(wǎng)墻丹斷面瓠堆計(jì)算垂直分力分別為吊八此截面以上的墻重為防,這時(shí)作用于慚面1-1的合力偏心矩臼為:(2-5-2S)0 1即 1 4. + Z|F - EiNh由二可一/v亍- 叫+修,-斷面兩邊緣的去向應(yīng)力為:(229)式中:%斷面11處墻身寬度,皿%3 Hx'分別為膜算斷面的最大與最小法向應(yīng)力J電;|九1用工砌體的容許壓力應(yīng)力,苗,按現(xiàn)行公路跨石段混醯土橋洞沒計(jì)規(guī)苑 的規(guī)定采用.,切應(yīng)力驗(yàn)算J 1斷面上的切應(yīng)力為:(2530)片.門=瓦工'式中工TJ厲工砌體的容許切應(yīng)力,苗.按有關(guān)規(guī)范采用.當(dāng)墻身斷
43、面出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí).應(yīng)考慮裂縫對(duì)受剪面積的折減。一般情況下,由于墻身截面的切應(yīng)力遠(yuǎn)小于其容許 值,可不進(jìn)行這方面的驗(yàn)算。第8-4節(jié)加筋土擋土墻一、加筋土的特點(diǎn)與基本原理加筋土擋土墻自20世紀(jì)60年代初問世以來,以其顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,被廣泛地應(yīng)用于土木工程中,同時(shí)加 筋土技術(shù)本身也逐漸地完善成熟。加筋土擋土墻的基本構(gòu)造如圖2-5-2所示。加筋土擋土墻加筋土工程有以下特點(diǎn):1 .可以做成很高的垂直填土,從而減少占地面積,這對(duì)不利于開挖的地區(qū)、城市道路以及土地珍貴地區(qū)而言, 有著很大的經(jīng)濟(jì)效益。2 .面板、筋帶可以在工廠中定形制造、加工,在現(xiàn)場可以用機(jī)械分層施工。這種裝配式施工方法簡便快速, 并且節(jié)省
44、勞動(dòng)力和縮短工期。3 .加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物,能夠適應(yīng)地基較大的變形,因而可用于較軟的地基上。同時(shí),由于加筋土結(jié)構(gòu)所特 有的柔性能夠很好地吸收地震的能量,故其抗震性好。4 .造價(jià)低廉,據(jù)國內(nèi)部分工程資料統(tǒng)計(jì),加筋土擋土墻的造價(jià)一般為鋼筋混凝土擋墻的50%,重力式擋土墻的 60%80%。加筋土的基本原理是借助于拉筋與填土間的摩擦力來提高填土的抗剪強(qiáng)度,從而保證土體平衡。加筋土體工作時(shí),土和拉筋一起承受外部和內(nèi)部的荷載,由于土與拉筋之間的摩擦作用,將士中的應(yīng)力傳遞給拉筋,而拉筋所產(chǎn)生的拉應(yīng)力抵抗了土體的水平位移,就好似在土體中增加了一個(gè)內(nèi)聚力,從而改良了土體的力學(xué)特性。因此,土與拉筋間的摩擦作用是加
45、筋土體能否穩(wěn)定的一個(gè)重要因素。土體與拉筋間的摩擦作用是很復(fù)雜的,不僅取決于土壤成分、顆粒粒徑級(jí)配、拉筋種類及其斷面形狀相尺寸,而且與環(huán)境狀況、結(jié)構(gòu)類型、荷載方式等有關(guān)。取拉筋小的一個(gè)微段dL分析,如圖2-5-18所示,設(shè)此微段的拉力變化為dT,拉筋寬度為b,作用于拉筋外表土的單位壓力為M那么在拉筋上下兩面的垂苗力相等.均為 但方向相反,欲使拉筋不被拔出,應(yīng)使將筋與七的摩擦系數(shù) 滿足下列關(guān)系;(2-5-31)dT2.V6d£式中:/土與拉筋間的摩擦系數(shù)占由上式可知,在某一拉力兀下,為了充分發(fā)揮土與拉筋的摩擦作用,拉筋必須有足夠的長度;為了承受拉力,拉筋又必須有足夠的強(qiáng)度。二、加筋土的材
46、料與構(gòu)造(一)加筋土填料填料是加筋土工程的主體材料,對(duì)填料的一般要求如下:易壓實(shí);能與拉筋產(chǎn)生足夠的摩擦力;滿足化學(xué)和電化學(xué)標(biāo)準(zhǔn);水穩(wěn)定性好(浸水工程)。有一定級(jí)配的礫類土、砂類土,與拉筋之間的摩擦力大,是透水性能好,應(yīng)優(yōu)先選用;碎石土、結(jié)土、中低液限粘質(zhì)土和穩(wěn)定土也可采用;腐質(zhì)土、凍結(jié)土等影響拉筋和面板使用壽命的應(yīng)禁止采用。填料的設(shè)計(jì)參數(shù)包括容重 r、計(jì)算內(nèi)摩擦角W和摩擦系數(shù)f等,應(yīng)由試驗(yàn)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。當(dāng)無上述條件時(shí),可參照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn) (JTJ 01591)公路加筋土工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)表選用。(二)筋帶拉筋的主要作用是與填料產(chǎn)生摩擦力,并承受結(jié)構(gòu)內(nèi)部的拉力。因此,拉筋必須具有以下特
47、性;具有較高的強(qiáng) 度,受力后變形小;較好的柔性與韌性:外表粗糙,能與填料產(chǎn)生足夠的摩擦力;抗腐蝕性和耐久性好;加工、接 長和與面板的連接簡單。筋帶可以分為鋼帶、鋼筋混凝土帶和聚丙烯土工帶三種。高速公路和一級(jí)公路上的加筋 土工程應(yīng)采用鋼帶或鋼筋混凝土帶。1 .扁鋼帶扁鋼帶一般用軟鋼(3號(hào)鋼)軋制而成,按其外形又可分為光面帶和有肋帶兩種,斷面為扁矩形,寬度不應(yīng)小于30mm ,厚度不應(yīng)小于 3mm。鋼帶埋在土中容易銹蝕,出此,鋼帶外表一般應(yīng)鍍鋅或采取其他措施進(jìn)行防銹處理。2 .鋼筋混凝土帶鋼筋混凝土帶的平面為長條形或楔形,斷面為扁矩形,寬1025cm,厚610cm。為了施工方便,鋼筋混凝土帶應(yīng)分節(jié)頂
48、制,分節(jié)長度一般宜小于300cm o為防止混凝土斷裂可在混凝土內(nèi)布設(shè)鋼絲網(wǎng)。頂制件所用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于Ca),鋼筋直徑不得小于 8mm o預(yù)制件的接長或與面板連接,可采用焊接或螺栓結(jié)合,結(jié)點(diǎn)處應(yīng)做防銹處理。筋帶設(shè)計(jì)拉力由鋼筋承擔(dān),鋼筋截面應(yīng)考慮銹蝕影響。3 .聚丙烯土工帶聚丙烯土工帶的寬度應(yīng)大于18mm,厚度應(yīng)大于 mm。為提高土工帶與填土之間的摩擦力,其外表應(yīng)壓有粗糙花紋。填料中有尖銳棱角的粗粒料會(huì)刺穿或割斷土工帶,因此,在含有尖銳棱角的粗粒料中不得使用聚丙烯土工帶作 為拉筋。(三)面板面板的主要作用是防止端部土體從拉筋間擠出。1 . 一般規(guī)定(1)面板設(shè)計(jì)應(yīng)滿足堅(jiān)固、美觀、運(yùn)輸方便
49、和易于安裝等要求。(2)面板一般采用混凝土頂制件,其強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C18,厚度不應(yīng)小于8cm。(3)面板上的筋帶結(jié)點(diǎn),可采用預(yù)埋鋼拉環(huán)、鋼板錨頭或頂留穿筋孔等形式。鋼拉環(huán)應(yīng)采用直徑不小于10mm的I級(jí)鋼筋;鋼板錨頭應(yīng)采用厚度不小于3mm的鋼板。露于混凝土外部的鋼拉環(huán)、鋼板錨頭應(yīng)做防銹處理,聚丙烯土工帶與鋼拉環(huán)的接觸面應(yīng)做隔離處理。(4)面板四周應(yīng)設(shè)企口和相互連接的裝置。當(dāng)采用插銷連接裝置時(shí),插銷直徑不應(yīng)小于10mm。2 .混凝土面板的外形混凝土面板的外形可選用十字形、槽形、六角形、L形和矩形等,一般尺寸見表 2-5-4。墻頂和角隅處可采用異形面板和角隅面板。弟 串藺 時(shí)1高理1 .厚度十字拶
50、005J-50 - 15>招-22格昭. r1 _r i r5rii Fi.q q %A J1O 0tin-120 , L形L也30- SOI 箝J甑用50IWIUU1A r ”由板尺寸表注:LL超而相下冷寬度一般采用用有皿,厚度* IZe;L槽形面板的底板租翼林厚度小后小/ 5c叫三、加筋土擋土墻的構(gòu)造加筋土擋土墻一般由加筋體、基礎(chǔ)、排水設(shè)施和沉降伸縮縫等幾部分構(gòu)成。(一)加筋體加筋體墻面的平面線形可采用直線、折線和曲線。相鄰墻面的內(nèi)夾角不宜小于70。加筋體筋帶一般應(yīng)水平布設(shè)并垂直于面板,當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)有兩條以上筋帶時(shí),應(yīng)扇狀分開。當(dāng)相鄰墻面的夾角小于90。時(shí),宜將不能垂直布設(shè)的筋帶逐漸斜
51、放,必要時(shí)在角隅處增設(shè)加強(qiáng)筋帶。當(dāng)雙面加筋土擋土墻的筋帶相互插入時(shí),應(yīng)錯(cuò)開鋪設(shè)防止重疊。 在拱涵頂部的雙面加筋土擋土墻,其下部宜增加筋帶用量或采用防止拱兩端墻面變位的其他措施。加筋體的橫斷面形式一船應(yīng)采用矩形。當(dāng)?shù)匦?、地質(zhì)條件限制時(shí)也可采用上寬下窄或上窄下寬的階梯形。斷面尺寸由計(jì)算確定,底部筋帶長度不應(yīng)小于3mH。加筋土擋土墻頂部一般應(yīng)按路線要求設(shè)置縱坡;路堤式擋土墻,也可調(diào)整兩端與路線水平距離,變更墻高,將 墻項(xiàng)設(shè)計(jì)成平坡。設(shè)置縱坡的加筋土擋土墻頂部可按縱坡要求設(shè)置異形面板,也可將需設(shè)異形面板的缺口用漿砌片 石或現(xiàn)澆混凝土補(bǔ)齊。加筋體填料的壓實(shí)度是保證加筋體穩(wěn)定性的重要因素之一,應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
52、的要求采用。浸水地區(qū)的加筋體應(yīng)采用滲水性良好的土做填料。在面板內(nèi)側(cè)應(yīng)設(shè)置反濾層或鋪設(shè)透水土工織物。季節(jié)性冰涼地區(qū)的加筋體宜采用非凍脹性土填料,否則應(yīng)在墻面板內(nèi)側(cè)設(shè)置不小于的砂礫防凍層。加筋土擋土墻高度大于 12m時(shí),填料應(yīng)慎重選擇。墻高的中部宜設(shè)寬度不小于1m的錯(cuò)臺(tái)。墻高大于20m時(shí),應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。(二)基礎(chǔ)加筋體墻面下部應(yīng)設(shè)置寬度不小于.厚度不小于m的混凝土基礎(chǔ),但屬以下情況之一者可不設(shè):1 .面板筑于石砌垮工或混凝土之上;2 .地基為基巖。加筋體面板基礎(chǔ)底面的埋置深度,對(duì)于一般土質(zhì)地基不應(yīng)小于m,當(dāng)設(shè)置在巖石上時(shí)應(yīng)清除外表風(fēng)化層。當(dāng)風(fēng)化層很厚難以全部清除時(shí), 可采用土質(zhì)地基的埋置深度。浸
53、水地區(qū)和冰凍地區(qū)的基礎(chǔ)埋置深度要求同重力式擋土墻。軟弱地基上的加筋土擋土墻,當(dāng)?shù)鼗休d力不能滿足要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行地基處理。加筋土擋土墻的基底可做成水 平或結(jié)合地形做成臺(tái)階形。(三)排水設(shè)施對(duì)可能危害加筋體的地面水和地下水,應(yīng)采取適 當(dāng)?shù)呐潘蚍浪胧┊?dāng)加筋體背后有地下水港入 時(shí)J近設(shè)置通向加筋體的排水層.如圖2519所示q措 水層采用砂礫,其厚度不小F 0.5m當(dāng)加箭體原面有滲水可能晡,應(yīng)采用防澹封閉措 施、(四)沉降伸縮縫加筋土擋土墻應(yīng)根據(jù)地封、地股、璃高等條件設(shè)置* 2-5 19排水后承意圖沉降整,沉降縫間距:土質(zhì)地基為1030m,巖石地基 可適當(dāng)增大口當(dāng)設(shè)置整體式路檐板時(shí)應(yīng)酌情設(shè)置仲縮縫,
54、其間距一般與沉降縫一致。沉降縫、伸縮縫寬度一放為12cm,可采用瀝青板、軟木板或?yàn)r青麻絮等填塞。四、加筋土擋土墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算(一)車輛荷載換算(2332)車輛荷載換算的等代均布土層厚度h按下式計(jì)算:式中:修荷載布置氏度,加 瓜荷載布置寬度.職r加筋體填土容重,kN / m3 ;匯G 布置在B x L 0面積內(nèi)的輪載或履帶荷載,KN。1. B的取值規(guī)定汽車一10級(jí)或汽車一15級(jí)作用時(shí),取擋土墻分段長度,但不大于15m。汽車一20級(jí)作用時(shí),取重車的擴(kuò)散長度,當(dāng)擋土墻分段長度在 10m及以下時(shí),擴(kuò)散長度不越過10m;擋土墻分段長度在 10m以上時(shí),擴(kuò)散長度不超過15m。汽車一超20級(jí)作用時(shí),取重車的擴(kuò)
55、散長度,但不超過20m o平板掛車或履帶車作用時(shí),取擋土墻分段長度和車輛擴(kuò)散長度兩者之較大值,但不超過15m。車輛的擴(kuò)散長度 B按下式計(jì)算:B=L 十 a 十(2H 十 H)tan30 °式中:L'汽車或平板車的前后相距(履帶車為零),m;a車輪或履帶白著地長度,m;H加筋體上路提高度,m,如圖2-5-2所示;H 加筋體tWj度,m o2. L0的取值規(guī)定在內(nèi)部穩(wěn)定性分析中,當(dāng)活動(dòng)區(qū)進(jìn)入路基寬度時(shí),分別用路基寬度和活動(dòng)區(qū)寬度計(jì)算等代土層厚度h,取h較大者所對(duì)應(yīng)的Lo;當(dāng)活動(dòng)區(qū)未進(jìn)入路基寬度時(shí),取路基寬度。外部穩(wěn)定性驗(yàn)算取路基寬度。3. 車輛荷載布置汽車荷載縱向布置:當(dāng) B值取擋土墻分段長度時(shí),為分段長度內(nèi)可能布置的車輪;當(dāng)取重車的擴(kuò)散長度時(shí),為 一輛重車。汽車荷載的橫向布置:Lo范圍內(nèi)可能布置的車輪。車輪中線距路面硬路肩或安全帶的距離為。平板掛車或履帶車荷載在縱向只布置一輛。橫向?yàn)長o范圍內(nèi)可能布置的車輪或履帶,輪中線距路面(硬路肩)或安全帶邊緣的距離為 m。(二)加筋土擋土墻的破壞形式加筋
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