道路工程中重力式擋土墻設置條件分析

道路工程中重力式擋土墻設置條件分析

1重力式擋土墻的施工方案在道路工程中，重力墻具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、交通廣泛等特點，被廣泛使用。邊坡支擋設置擋土墻很大部分原因是受地界限制,放坡空間不足,故在有限的投資成本下,做出既安全又節(jié)省的方案是對設計人員的首要要求,同時也要結(jié)合現(xiàn)場施工條件,確保實施方案優(yōu)質(zhì)可行。重力式擋土墻可采用塊石、片石、混凝土預制塊作為砌體,或采用片石混凝土、混凝土進行整體澆注。隨著機械化程度的日益普及,受人力作業(yè)局限性和適用條件限制,干砌、漿砌片石重力式擋土墻使用頻率下降,相比片石混凝土,素混凝土墻在工程中的使用日益廣泛。故本文以素混凝土重力式擋土墻展開論述,從技術(shù)與經(jīng)濟角度進行分析對比,為工程技術(shù)人員在設計施工中做一參考借鑒。2幾種常用的平面式重力式擋土墻按墻背常用線型,可分為仰斜式、垂直式、俯斜式、凸折式、衡重式、臺階式等類型,如圖1所示。本文對公路、城市等道路工程中采用較為普遍的仰斜式與衡重式展開分析。3支撐墻試驗指標3.1限狀態(tài)下作用或荷載效應組合擋土墻設計與施工中,對地基的承載力有明確要求,一般按正常使用極限狀態(tài)下作用(或荷載)效應標準組合,相應的抗力采用地基承載力特征值。設計中要求擋土墻基底所受的最大壓應力不應小于承載力特征值(或修正值),與此息息相關(guān)的是對其垂直于基礎底面的合力的偏心距e3.2抗滑動穩(wěn)定驗算,抗傾覆穩(wěn)定性驗算。請看(1)一般要求擋土墻穩(wěn)定性應同時滿足抗滑動和抗傾覆穩(wěn)定,本文中計算按作用(或荷載)組合Ⅰ、Ⅱ的情況要求:抗滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc≥1.3,抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)≥1.5。(2)整體穩(wěn)定性驗算設置于不良土質(zhì)地基、表土下為傾斜基巖地基及斜坡上的擋土墻,應對擋土墻地基及填土的整體穩(wěn)定性進行驗算,其穩(wěn)定系數(shù)不應小于1.25,其他情況不做整體穩(wěn)定性驗算要求。本文中擋土墻驗算不考慮整體穩(wěn)定性要求。4支撐墻的選擇、計算和分析為方便對比分析,本文計算中將模擬條件盡量簡化。一般截面強度檢算中截面上的偏心距e4.1衡重式擋土墻設計路塹擋土墻中一般以仰斜式較為適宜,多采用面坡1:0.2、背坡1:0.2,按照圖2中模擬條件(LQY模型),經(jīng)計算優(yōu)化后的設計墻型如表1。以上述模擬條件設計為基礎,取邊坡高8m進行對比,按照圖3中衡重式型式(LQH模型)進行試算,結(jié)果如表2所示。由表2可知,從空間利用和對地基的要求方面考慮,衡重式擋土墻按LQH1-6、LQH1-7尺寸設計時,方案較為合理,縱向?qū)Ρ燃磯π驮较蜓鲂笔绞諗吭胶侠怼５庵厥降腖QH1-6、LQH1-7與重力式的LQY1-3對比,經(jīng)濟成本明顯升高。此外,當墻背巖土條件較好時,臨時開挖坡面可與墻背一致,能有效減少超挖量及超挖回填土達不到密實度要求的帶來的不利影響,故一般路塹邊坡?lián)跬翂σ匝鲂笔綖橐恕?.2路肩擋土墻設計道路工程中路堤重力式擋土墻分為路肩墻和坡腳墻,路肩擋土墻一般多采用衡重式,以圖3(LJH模型)、圖4(LJY模型)模擬條件做分析對比。由表3可知,在滿足穩(wěn)定性要求條件下,調(diào)節(jié)墻身截面尺寸可優(yōu)化基底的壓力分布,降低對地基的要求。整體而言,衡重式墻型較仰斜式墻型對基底承載力要求稍高,但其分布均勻性更好,從占地范圍看,衡重式墻型明顯優(yōu)于仰斜式。道路工程中,道路紅線寬度往往受限,當不同車道間存在高差,高差為直立橫斷面時采用路肩衡重式擋土墻成為較為優(yōu)選的支擋措施。對于路堤放坡空間不夠時,可在坡腳設置擋土墻,其計算原理同路塹邊坡,本文不再展開論述。值得注意的是,路堤直接承受車輛荷載,墻背填土質(zhì)量直接影響路基質(zhì)量,故擋土墻選型或設計時,應在保障墻背填土壓實度方面多做考慮,如選用直立或俯斜式的墻背,或在墻背一定范圍采用易于壓實的填料回填等。5基于巖土力學的設計方法本文以簡單條件模擬計算,分析了仰斜式、衡重式分別貫用于路塹和路肩邊坡支擋的原因,所論述的內(nèi)容是巖土力學應用中較為淺顯基礎的部分應用。實際工程設計中,