水工挡土墙设计、计算及在工程应用中需注意的几个问题
水利工程挡土墙设计的缺陷及解决措施

水利工程挡土墙设计的缺陷及解决措施文章根据水利工程挡土墙设计中常见问题及存在的缺陷,分析研究了挡土墙设计形式及稳定性,以及在施工过程中采取的措施。
标签:水利工程;挡土墙设计;缺陷措施1 水利工程挡土墙的型式1.1 重力式挡土墙重力式挡土墙多采用混凝土和浆砌石建造,用自身的重量平衡外力保证其稳定性。
根据墙背倾角的不同,可选择仰斜、竖直和俯斜三种类型。
由于结构简单、便于施工、取材方便,得到广泛应用,但当墙高较高时断面较大,材料用量较多,成本较高且地基承载力受到限制,故一般高度在6米以下较为经济。
1.2 衡重式挡土墙衡重式挡土墙多采用混凝土或浆砌石建造。
主要是靠墙身自重和衡重台上填土重来保证稳定性。
由于衡重台以下墙背为仰斜,其土压力值也大为减少,其断面一般比重力式小。
因此其应用高度较重力式大。
1.3 悬臂式和扶壁式挡土墙悬臂式与扶壁式挡土墙均属钢筋混凝土轻型结构,是钢筋混凝土挡土墙中常用的两种形式,依靠底板上的填土重量保证其稳定性。
扶壁式挡土墙特点是构造简单、施工方便,墙身断面较小,自身质量轻,可以较好的发挥材料的强度性能。
悬臂式挡土墙由立墙和底板构成,能适应承载力较低的地基。
2 工程实例某市处于三江交汇处,为了抵御洪水的侵袭,通过对河段的调查与复核,建造水利枢纽。
工程选择地理位置较适宜,四周环水的某段河道河床处建设水电站。
将河道隔开分为南北两条,市内老城商业区在南河岸,市政中心在北河岸。
经过勘察与设计,把厂房设置在南岸,河床上设置28孔溢流闸坝,装置四台机组单机容量13MW,用土堤封堵北河岸河床,上游可以形成十几公顷的水面便于航运,设置船闸在北河左岸,闸坝上可以作为交通桥,方便两岸的车辆行驶。
南北河床与岸坡高差在15.5~20.5m之间,连接船闸、厂房、闸坝和岸坡。
为满足排洪、泄洪、防洪要求,须在闸坝以上45m处建造防洪墙,设计约21m高的挡土墙将坝体与岸坡连接,南河右岸的坝区由于地质条件复杂,挡土墙的高度较大。
浅析水工挡土墙设计要点

浅析水工挡土墙设计要点较为简单,因此在大型建设项目中,其设计优化经常很容易被忽略。
设计一个挡土墙很简单,但是要设计出既能满足建设要求而又合理经济的水工挡土墙,不仅断面需选择合适的工况、几何学、物理学参数,计算出较切合实际的土压力,还要考虑在浸水条件下,要确定特征水、考虑浸水对墙后土压力的影响。
一、水工挡土墙设计考虑因素在工程实际应用中,水工挡土墙作为一种浸水挡土墙,其与一般的挡土墙的应力分析有所不同。
水工挡土墙的断面布置不仅需选择合适的工况、几何学、物理学参数,计算出较切合实际的土压力,还要考虑挡土墙在浸水条件下,浸水对墙后土压力的影响,而这一影响要依照特征水和水文条件进行综合考虑。
二、水工挡土墙的浸水作用原理由于考虑水工挡土墙必须有浸水效果,因此水对挡土墙的作用力以及水工挡土墙在有水条件下运用的影响情况分析,必须作为水工挡土墙结构设计考虑的重点。
根据建模分析及水工试验表明,水工挡土墙在浸水之后,将会收到以下各种因素的影响:①主动土压力减少。
②砂性土的内摩擦角在浸水情况下保持不变,受水的影响不大;但是粘性土在浸水后,其粘性指标值将会降低,造成主动土压力的增加。
③浸水部分的水工挡土墙墙背和墙面都受到静水压力作用,当挡土墙前后水一致时两者相互平衡,静水压力作用相互抵消;但是如果两者之间出现水落差时,墙身会受到静水压力差的作用,水工挡土墙的基底将受扬压力的作用。
④如果墙外水发生骤降,或者雨后雨水下渗在墙后填料内出现渗流时,土层填料还会受到渗流动水压力的作用。
综合以上这四种情况,除了按照非水工环境条件下的挡土墙进行土力学分析计算以外,还要考虑这四种情况同时出现或者部分出现时,对于挡土墙安全系数的确认,取得最优值参数。
三、水工挡土墙的设计演算水工挡土墙的设计布置计算一般分为荷载组合选取及计算、工况条件分析等等,必须经过多种环境因素的建模分析,才能最终得出最优化的参数值。
1.水工挡土墙在浸水条件下的荷载及组合情况分析作用在水工挡土墙边墙上的荷载可分为基本荷载和特殊荷载,基本组合由基本荷载组成,特殊组合由基本荷载和一种或几种特殊荷载组成。
水工挡土墙设计中的问题及对策

水工挡土墙设计中的问题及对策水工挡土墙设计在水库枢纽、水电站和引水枢纽等工程设计中比较广泛应用。
水工建筑物的设计基本上都会有挡土墙设计。
本文论述了水工挡土墙的设计内容,就水工挡土墙设计中常见的问题,提出了相关的对策。
标签:挡土墙;设计;对策一、水工挡土墙设计的内容和步骤1.水工挡土墙设计的要求水工挡土墙的结构应该根据工程的总体布局进行设计,要考虑的条件包括地基、墙高、材料以及施工状况。
其中断面的设计应该考虑几点。
首先,要合理选取填土和地基的强度指标。
其次,要根据水工挡土墙的结构、填土的性质以及施工的开挖边坡条件,选择土压力的计算公式。
最后,要进行荷载的计算域组合,根据相关规范,确定比较安全强度系数。
2.水工挡土墙设计的内容水工挡土墙设计的内容通常都有稳定验算包括抗滑的稳定验算、地基的应力验算、抗倾的稳定验算以及应力的大小比。
水工挡土墙详细结构的设计包括合理的分缝和止水等。
3.水工挡土墙设计的步骤首先,要收集相关的资料。
根据建筑物和两岸的连接,进行挡土、防渗水等平面与里面的布置。
然后要进行水工挡土墙结构的选择,并且对典型部位设计断面进行选择,将断面的尺寸初步拟定好。
最后,根据设计和施工等进行荷载计算、稳定验算和配筋计算。
二、水工挡土墙设计中应当注意的问题1.衡重式水工挡土墙中,上墙和下墙的高度比关于水工挡土墙中,上墙和下墙的高度比,很多书中都有提到,并且说法也相对统一,通常是采取4比6,这样最为经济、合理。
这其实是一种经验值,但并不是说在所有的情况下,这种方式都最合理。
那么到底多少是最经济合理的取值呢?根据工程的事例和结构的计算,上墙的高度是下墙高0.4到0.5倍时,最为合理。
着和地基的承受能力有关系。
地基允许的承载力比较低的时候,应该采用0.4,比较高时,应该采取0.5。
当然,这种承载力的高低是相比较而言的,和水工挡土墙设计的高度有关系。
2.垫层法的设计(1)换土垫层法的概念垫层法是通过挖出建筑物底部的软弱土和不良图,将其换成好的材料,通过一定程度的措施,从而满足建筑物的地基要求。
剖析水利工程中挡土墙设计的常遇问题

剖析水利工程中挡土墙设计的常遇问题摘要::近几年来,我国的经济水平逐渐提高,水利工程建设也随之得到比较快速的发展,水利工程挡土墙的安全是水利工程中的一项重要工作。
在水利工程中挡土墙的应用比较多,挡土墙的运用与整个工程的安全性有关联。
如果挡土墙的设计存在有缺陷,会产生比较严重的后果。
本文通过对水利工程在挡土墙设计中经常遇到的问题进行了研究和分析,提出了几点相应的设计建议,希望对水利工程相关行业和员工有所借鉴。
关键词:水利工程;挡土墙设计;常遇问题引言工程建设的质量直接关系到国家的经济建设和国民经济的可持续发展,特别是水利工程与人们的生活息息相关。
近年来,中国市场经济发展迅速,开始大兴水利工程的建设,但在水利工程中,任然存在许多人为或自然原因所造成的质量问题,如设计合理,环境微小波动,操作的细微差别,使用材料存在的细微差别和机械设备的正常磨损等等,这些问题的存在可以在一定程度上威胁到水利工程的挡土墙,导致相关的质量事故发生,严重时会对国家和人民的生命财产安全构成威胁。
在此情况下,水利工程中挡土墙的优化设计凸显的越来越重要,因此,挡土墙设计中需要解决设计中的常见问题,合理进行设计,从根本上消除了水利工程挡土墙存在的质量缺陷问题。
1.水工挡土墙的分类水利工程中的挡土墙是被用来防止土体坍塌滑落,承受塌落土体的一种当涂建筑物,按照水利工程中挡土墙的设计规范,可以将挡土墙分为以下几类:在水利水电工程建设和维护过程中使用和构建的挡土建筑物称为临时性水利工程挡土墙;在水利水电工程应用期间长期进行使用的当涂建筑物成为永久性水利工程挡土墙;为了减少砌工砌筑量,将墙背建造成折线形的重力式挡土建筑物被称为半重力式挡土墙;在临土侧倾斜连续性拱圈所组成的空箱式当涂建筑物被称为连拱式挡土墙;由墙体和底板所组成的挡土墙,主要依靠自身的重量维持稳定的建筑物,其被称为重力式挡土墙;在挡土墙的背部设有减荷台的重力式挡土建筑物称为衡重式挡土墙。
谈水利工程中挡土墙的设计应用

谈水利工程中挡土墙的设计应用水利工程中的挡土墙是一种用来抵抗土体的侧压力,保护工程或者道路稳定的重要结构。
挡土墙的设计应用在水利工程中非常广泛,包括水库、河道、港口、堤坝等项目中。
挡土墙的设计应用需要考虑以下几个方面:1. 土体力学特性:挡土墙承受土体的侧压力,所以需要对土体的力学特性进行研究,包括土体的粘聚力、内摩擦角、饱和度等参数。
这些参数将对挡土墙的稳定性、变形等产生重要影响。
2. 墙体结构形式:挡土墙的结构形式有多种,包括重力墙、加筋挡土墙、钢筋混凝土挡土墙等。
根据实际情况,选择适当的结构形式是进行设计的重要步骤。
3. 设计参数:挡土墙的设计需要考虑地基条件、设计的使用年限、地震影响等因素。
根据这些参数,进行挡土墙结构的设计计算。
4. 材料选择:挡土墙的材料选择也很重要,通常使用的材料包括混凝土、钢筋、预应力钢束等。
根据设计要求和现场条件,选择合适的材料是确保挡土墙长期稳定运行的关键。
5. 施工技术:挡土墙的施工技术也是设计应用中需要考虑的重要方面。
施工过程需保证挡土墙的质量和稳定性,同时也要考虑施工的时机、施工方法等因素。
挡土墙的设计应用还需要根据实际情况进行详细的工程勘察和分析。
在水库工程中,需要进行水平和垂直的地质勘察,确定地下水位、土体层次、土质等情况。
根据实地勘察结果,进行土体力学参数的实测或者室内试验,进一步了解土体的特性。
然后,根据勘察和试验结果进行挡土墙结构的设计,包括墙体的高度、厚度、坡度等参数的确定。
挡土墙是水利工程中非常重要的一项技术应用。
在设计中,需要综合考虑土体力学特性、墙体结构形式、设计参数、材料选择和施工技术等方面的因素。
通过详细的工程勘察和分析,确保挡土墙在水利工程中的稳定和可靠应用。
水利工程中挡土墙的设计与施工技术要点

水利工程中挡土墙的设计与施工技术要点水利工程的挡土墙结构是基本的维稳结构,是提升工程安全*的主要方法之一,下面是小编搜集整理的一篇探究水利工程中挡土墙的设计应用的论文范文,供大家阅读参考。
在水利施工中,施工人员常常遇到建筑场地不平整、起伏较大的情况。
在这种不利于水利施工的情况下,常常要引用挡土墙。
水利工程中的挡土墙不仅可以保持场地平整,改变不利的施工环境,还可以降低工程造价,保*施工安全。
挡土墙结构是水利施工中较为常见的施工结构,在设计和施工中应注意技术要求,以此保*施工顺利进行。
1、挡土墙概述挡土墙是建筑*中常常用到的**用语。
挡土墙的主要功能是挡住泥土,保护坡体和维持山体结构的建筑物体。
挡土墙主要由墙背、墙面、基底、墙顶、墙趾和墙踵几部分组成。
挡土墙虽是建筑中较为常见的一种构筑物,但其有着不可替代的作用。
挡土墙依据设计的位置不同也可以分为不同的结构,例如:山坡墙、路堤墙、路肩墙。
2、水利工程中挡土墙的设计应用2.1挡土墙形式的选择水利工程中的挡土墙分为多种形式。
笔者认为,在选择挡土墙结构时应该依据施工环境和土壤的*质,其次还需要考虑工程造价等因素。
在水利施工中,设计人员常常选用重力式挡土墙。
这种类型的挡土墙主要是利用自身的重量来保障工程的安全*,以此防止水利工程坍塌。
重力式挡土墙又可以分为以下几种,如图1所示。
【1】重力式挡土墙中的每一类都有各自的优势,设计者应该依据现场情况选择适宜的结构形式。
例如:仰斜式挡土墙的主要优点是对坡体的保护程度较强。
笔者认为,在设计中先选择保护*能较强的仰斜式重力挡土墙;然后再选择保护*次之的俯斜式重力挡土墙。
虽然重力式挡土墙的保护*能较强,结构用料也十分简单,但此种类型的挡土墙也存在一定的缺陷。
例如:重力式挡土墙的有效高度不能超过5米,在实际施工中挡土墙的高度超过5米就需要消耗更多的材料加固地基,以此保*墙体的整体牢固*。
这会增加挡土墙的造价费用和施工难度,不如选择其他形式的挡土墙。
挡土墙设计和施工中应注意的问题

挡土墙设计和施工中应注意的问题摘要:挡土墙是工程建设中较为常见的构筑物,由于其一般情况下是作为建设项目的附属部分出现的,因此在设计与施工过程中往往被忽视。
如果在挡土墙设计或施工过程中出现问题,就会影响到挡土墙的质量,形成各种隐患。
由此引起的各安全事故并非少数。
本文对挡土墙设计和施工中应注意的问题进行了简单的探讨。
关键词:挡土墙;设计;施工;问题挡土墙设计中应注意的问题(一)挡土墙类型的选取挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。
挡土广泛应用于水利、水电、公路、铁路、桥梁、房屋、矿山、码头、船坞等工程建设中。
挡土墙常分为重力式挡土墙、衡重式挡土墙、扶壁式挡土墙、悬臂式挡土墙、孔格式挡土墙等。
如何在具体工程中做到技术合理,经济实用、并与环境相协调,挡土墙类型的选择是设计人员必须考虑的问题。
而类型的选取是要根据工程地质、水文地质、冲刷深度、荷载作用情况、环境条件、施工条件、工程造价等因素决定的。
除此之外,环境和社会的效益也是挡土墙类型选择的重要依据,这对于大型的挡土墙更加重要。
(二)计算荷载的选取相关文献规定,作用于墙顶或填土人群荷载为3kPa;车辆荷载附加荷载强度为10kPa~20kPa。
在挡土墙的设计中对于每段挡土墙的长度都应该予以考虑,除此之外,还要对在施工过程中挡土墙墙顶的附加荷载进行考虑。
若墙顶为建筑物,且建筑物为桩基础时,需要考虑桩基础施工时挡土墙墙顶的施工附加荷载,该荷载值远远大于20kPa,设计时应予以充分考虑。
另外,墙后路堤填土、地震作用等对挡土墙的影响也要考虑进去。
(三)挡土墙工程的不确定性挡土墙施工完成后,其质量是很难检验的,主要是由于挡土墙属于隐蔽工程。
挡土墙与人们的生活密切相关,如果施工质量出现问题,那么会造成无法预估的损失。
因此,在挡土墙设计时,各类型挡土墙的施工的可行性以及施工质量的可靠性必须考虑。
对于大部分挡土墙来讲,其都属于永久性工程,承受载荷主要是土压力和相关的外来载荷,挡土墙的稳定性随着其使用时间的增长、以及外部载荷和地震、水灾等自然因素的影响而减弱。
水利工程挡土墙设计常见问题及对策

水利工程挡土墙设计常见问题及对策摘要:水利工程建设过程中,设计和施工历来都是项目建设团队关注的重点。
如何结合项目区实际情况进行挡土墙设计并有效运用常见类型的挡土墙,是有效确保水利工程整体设计质量的关键。
基于此,本文简要分析了水利工程挡土墙设计过程中需要注意的事项,并对挡土墙设计中的常见问题以及解决这些问题的对策进行了探讨,以供同行参考。
关键词:水利工程;挡土墙;常见问题;对策1.挡土墙概述1.1挡土墙挡土墙具有防止土体坍塌的作用。
水利工程挡土墙的设计主要是为了维持土压力测的结构稳定。
挡土墙主要由墙顶、墙背、墙面、墙趾和基底构成。
挡土墙的结构较为简单、施工方便、占地面积较小且工程造价低,所以在水利工程建设中,挡土墙有着广泛应用。
1.2水利工程挡土墙的常见类型挡士墙除可按结构型式划分为重力式、悬臂式、扶壁式、空腹式等类型, 又可按材质分为砖砌、块石、混凝土和钢筋混凝土等类型。
实际选用时应根据工程需要、土质情况、材料供应、施工技术及造价等因素综合确定。
2.水利工程挡土墙设计要点2.1土压力计算水利工程中,计算挡土墙压力的理论主要包括库仑理论及朗肯理论。
计算挡土墙压力时,可假定挡土墙与回填土之间的摩擦力为零,计算结果若显示主动土压力过大时,则可根据此压力设计挡土墙,以有效保证挡土墙的安全性能,当计算结果显示主动土压力较小时,若依然根据此压力进行设计,挡土墙就会失去保护土体的设计初衷。
其次,库仑理论及朗肯理论还明确指出了墙体内的受力规律,当摩擦角、墙体后壁的倾角和填土表面的倾角较大时,产生的主动土压力也会越大,反之主动土压力则会越小。
2.2稳定性验算挡土墙的稳定性验算包括抗倾覆验算和抗滑移验算。
挡土墙的截面尺寸一般按试算法确定,即先根据挡土墙的工程地质、填土性质以及墙身材料和施工条件等凭经验初步拟定截面尺寸,然后进行验算并不断修改截面尺寸以符合验算要求。
特别需要注意的是在软弱地基上倾覆时,墙趾可能陷入地基中,力矩中心点内移,导致抗倾覆安全系数降低,有时甚至会沿圆弧滑动而发生整体破坏。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
水工挡土墙设计、计算及在工程应用中需注意的几个问题
简要介绍挡土墙在工程实际中设计、计算过程,并总结了在挡土墙计算及应用过程中需注意的几个问题。
标签:水工;挡土墙;设计;计算;问题
1 研究背景
改革开放以来,水利投资不断加大。
随着投资不断加大,近年来修建了大量水工建筑物,这些水工建筑物为社会经济发展及保护人民群众生命财产安全发挥了巨大作用。
在兴建的各种水工构筑物中,挡土墙在各种水利水电工程及各种渠系建筑物中有着广泛的应用,在其中大部分的水工构筑物设计中,都会遇到有关挡土墙的设计内容。
下面将水工挡土墙计算及在各种水工建筑物中实际应用经验总结如下。
水工挡土墙有多种形式。
其中主要和常用的结构形式有重力式、衡重式、半重力式、悬臂式、扶臂式、板桩式和空箱式等。
其中,在水工建筑物中应用最为广泛的为重力式、悬臂式和扶臂式。
重力式挡土墙以墙体本身重量平衡外力以满足稳定的要求,大多采用混凝土和浆砌石建造。
重力式挡土墙由于体积、重量较大,在地基上往往由于受地基承载力限制,不宜太高,一般高度以6m以下较为经济。
由于重力式挡土墙多就地取材、施工方便、构造简单、造价相对较低,故在中、小型水工建筑物或一些不宜修建混凝土部位广泛应用。
悬臂式挡土墙由断面较小的立墙身和底板(前趾板和踵板)组成,属于轻型钢筋混凝土结构。
其稳定性主要靠踵板上填土重来保证。
悬臂式挡土墙可以在较高范围内应用。
一般8米以下高度范围内应用较多。
扶臂式挡土墙由墙面板、底板(前趾板和踵板)和扶臂三部分组成,属轻型钢筋混凝土结构。
其稳定性主要靠踵板以上填土重来保证。
高度大于10m的挡土墙多采用这种形式。
扶臂式挡土墙一般在大型水利水电工程中有较广泛的应用。
2 挡土墙设计的基本内容
2.1 挡土墙的稳定性验算
挡土墙的稳定性验算包括以下内容:(1)抗滑稳定性验算。
(2)抗倾稳定性验算。
(3)地基应力验算和应力大小比、偏心距控制。
2.2 挡土墙的结构设计
对混凝土、浆砌石挡土墙进行截面的压应力、拉应力及剪应力验算,对钢筋混凝土挡土墙各部分结构进行强度和配筋的计算。
2.3 挡土墙的细部构造
挡土墙细部构造主要包括挡墙合理分缝及止水、排水设计等。
3 挡土墙设计基本步骤
以前挡土墙稳定计算均采用手工计算,其基本步骤为:首先初步拟定断面尺寸,根据挡土墙断面尺寸及水位、填土和地基强度指标等相关条件,参考已有工程建设经验,初拟出断面轮廓尺寸及各部分的结构尺寸;根据正常运用、设计、校核、施工及建成等各种情况分别进行相应外荷载计算,然后列表求出各种荷载组合情况下的水平力、垂直力及对前趾端点产生的力矩;挡土墙稳定性验算,根据上述计算结果,对各种设计情况分别进行抗滑、抗倾稳定和地基应力的验算,要求稳定安全系数、地基应力满足相关规范要求;如不满足上述要求,应改变断面轮廓尺寸或采用增加稳定措施,重新进行稳定验算,直到满足要求为止;选择出最不利设计和荷载组合情况对各截面强度进行验算或配筋计算;最后进行相应的细部构造设计。
4 计算实例
由于篇幅所限,文章仅以悬臂式钢筋混凝土挡土墙在工程实际中稳定计算及应用举例说明。
某堤防工程,防洪标准为50年一遇,工程等别为Ⅱ等,主要建筑物级别为2级。
沿河两侧修建钢筋混凝土悬臂式挡土墙,墙身结构尺寸见表1。
挡土墙计算已知条件:墙后填土水平,中等密实粘土地基,回填砂砾土,地基容许承载力[R]=180KN/m2,容许应力大小比[η]=2.5,基地摩擦系数f=0.4,抗滑稳定系数KC≥[KC]=1.3,抗倾稳定系数K0 ≥[K0]=1.5,其他计算参数见挡土墙计算参数表(表2)。
挡土墙稳定计算公式与整体稳定计算公式相同,采用理正计算机软件计算。
采用软件计算具有修改简便、计算效率高、可采用多种工程措施、多种情况设计等多项优点,并且可针对多种挡土墙形式进行计算,可涵盖大多数现阶段在工程中应用的挡土墙计算。
荷载组合见表3。
其中
(1)土压力采用库伦土压力公式计算。
计算公式:
(2)抗倾覆稳定计算公式:
式中:K0-挡土墙抗倾覆稳定安全系数;∑My-对挡土墙基地前趾的抗倾覆力矩(KN/m);∑Mh-对挡土墙基底前趾的倾覆力矩(KN/m)。
(3)抗滑稳定计算公式:
KC-挡土墙沿基底面的抗滑稳定安全系数;f-挡土墙基底面与地基之间的摩擦系数,取0.4。
(4)挡土墙基地应力计算:
Pmax/min-挡墙基底应力最大值或最小值;∑G-作用在挡土墙上的全部垂直于基底面的荷载(KN);∑M-作用在挡土墙上全部荷载对于基底面平行前墙墙面方向形心轴的力矩之和(KN/m);A-挡墙基底面的面积(m2);W-挡墙基底面对于基底面平行前墙墙面方向形心轴的截面积矩(m3)。
(5)地基应力不均匀系数。
Pmax-挡土墙基底应力的最大值;Pmin-挡土墙基底应力的最小值。
以上(2)-(5)公式中的计算参数如下:
[η]-基底应力最大值与最小值之比的允许值,[η]=2.5;[σ]-地基允许承载力;[KC]-允许的抗滑稳定系数,[KC]=1.3;[K0]-允许的抗倾覆滑稳定系数,[K0]=1.5。
经计算各项系数均满足稳定要求。
5 计算及实际应用中需注意问题
5.1 基础资料收集
由于挡土墙应用广泛,受力复杂,所以在计算之前,应做好基础资料收集工作,包括地基参数选择、填土参数选择、合理确定强度安全系数等。
应注意在计算前期收集齐需要用的计算资料,并且保证资料的正确,这样才能做到事半功倍,为接下来的计算打好基础。
5.2 挡土墙运用情况选择
作用在挡土墙上的荷载主要有挡墙自重及填土重、在填土面上恒载及汽车、人群等临时的活荷载、土压力、静水压力、扬压力(包括基地浮托力和渗透压力)、浪压力等,挡土墙在施工、建成、检修和运用时期,上述各种荷载会产生不同组合情况,在设计中需要将同时作用的各种荷载进行组合,并将水位作为组合的主要条件来考虑。
一般在整体稳定验算中,选择以下三种情况:(1)完建期,作用于挡土墙的荷载,主要有挡土墙自重和土压力,挡墙后地下水位高时,墙后受静水压力,底部受扬压力作用;此种情况最危险,相当于挡墙前无水墙后填土为水平填土,易形成倾覆破坏,在计算时一定要注意;(2)正常运用期,上游为正常挡水位,下游为相应的低水位,此种情况为正常运用时的一般情况,此时作用挡土墙上荷载有自重、土压力、水重、静水压力、扬压力、浪压力等;(3)非常挡水期,上游为校核挡水位,下游为相应低水位,作用荷载类型与正常运用期荷载类型相同,只是具体荷载大小不同;一般在挡墙计算中取前两种情况作为计算工
况来考虑。
还有一个重要的问题就是墙前墙后水位的确定。
要根据作用不同荷载不同组合,来确定墙前墙后水位。
墙前一般为正常挡水位,需注意的是正常运用期墙后水位确定,一定要慎重。
经过大量计算发现,墙后水位大于墙前水位则挡墙极易发生倾覆破坏,地基应力也不满足要求,这在计算中需要格外注意。
5.3 墙后填土内摩擦角确定
大多数挡土墙其稳定性主要靠踵板上填土重来保证,其中墙后填土内摩擦角是一项很重要的参数,一般由土工试验确定。
在这一过程中应保证实验数据准确,因为这一数据直接影响到挡土墙稳定性计算。
5.4 细部构造设计
挡土墙的细部构造设计同样重要,如合理确定挡墙的分缝位置、止水、排水设计等内容。
一般在混凝土结构挡土墙15m-20m设一道伸缩缝,浆砌石结构挡土墙10m左右设一道伸缩缝,伸缩缝用沥青木板或者橡塑闭孔发泡板处理,缝宽2cm;为防止墙后水位过高,在适当位置应设置一排或者几排排水孔,以排泄墙后水位,以利稳定;一般排水管使用PVC管,内填砂砾石,在排水管后部用无纺布包裹,以防止带走墙后填土。
6 结束语
挡土墙应用范围较广、受力复杂、结构形式多种多样,文章仅是在计算及实际应用中总结出几点经验。
挡土墙计算及运用是一个非常复杂的过程,在工程实践中还有许多不同情况没有发现,需日后不断完善。
参考文献
[1]水工挡土墙设计[M].中国水利水电出版社,1996.
[2]SL379-2007.水工挡土墙设计规范[S].
李辉(1985,10-),男,本科,2007年毕业于内蒙古农业大学,学士学位,现就职于赤峰市水利规划设计研究院,中级工程师。