浅谈浸水地区挡土墙设计
浸水区悬臂式挡墙结构设计探讨

浸水区悬臂式挡墙结构设计探讨摘要:以合肥市某河道挡墙加固改造为研究对象,采用计算软件,计算悬臂式挡土墙在各工况下的安全系数和应力变化,并探讨在不同工况下悬臂式挡土墙的结构设计应注意的安全问题。
关键词:悬臂式挡墙;浸水区;结构设计前言悬臂式挡土墙主要是指由底板及固定在底板上的悬臂式直墙构成的,主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。
一般应用在挡土高度在8m 以下,中等坚实地基上。
由于其结构安全,构造简单,施工技术成熟,墙身截面小,可以较好地发挥材料性能,因此广泛应用在市政、水利、建筑、公路等多个行业的工程设计中。
在《水工挡土墙设计规范》SL 379-2007及众多文献中已较多的介绍了悬臂式挡墙的计算工况及计算方法,本文主要通过合肥市某河道悬臂式挡墙的设计计算,探讨悬臂式挡墙的控制工况以及各工况下的结构设计要点。
1 案例介绍本次河道挡墙设计断面为复式断面,为表述及计算方便,论文中对挡墙型式进行了简化,如图1-1所示。
墙顶厚0.45m,墙高4.6m,底板厚0.6m,底板顶高程7.4m,设计常水位12m,设计洪水位13.5m,校核洪水位14.0,悬臂式挡墙顶部生态挡墙换算为墙后填土高度。
本次悬臂式挡墙基础坐落于粉质粘土夹粉土层,地基状况稍好,但墙后填土为淤泥质土,质量较差,本次计划换填为粘土。
根据《水工挡土墙设计规范》SL 379-2007,本次主要对以下工况进行了计算:(1)基本组合:1)完成情况;2)正常情况;3)设计洪水位情况(2)特殊组合:1)施工情况; 2)水位骤降情况2 不同工况下的结构安全分析本文分析了挡土墙在不同工况下,不均匀系数η、抗滑移稳定安全系数Kc和抗倾覆稳定安全系数Ko的变化情况,如表2-1:图1-1注:水位骤降工况墙前后水位差取相应最不利条件下最大水位差值的1/2。
上述数据根据悬臂挡墙结构在不同工况下的计算得出,根据计算过程及结论,将悬臂式挡墙在不同工况下需注意的安全问题分析如下:1)浸水区挡土墙一般设置在河道、湖泊等水系附近,由于地质、水流等作用,地基基础常含淤泥质土或基础较差,一般体现为地基承载力低,地基土摩擦系数较低,较易出现抗滑稳定难以计算过去的情况。
关于水利工程中挡土墙的设计应用

关于水利工程中挡土墙的设计应用摘要:在水利工程规划设计中,经常出现建筑场地起伏不平或者高差较大的状况,挡土墙的应用就可以在有效地减少造价成本的基础上保持土地平整、使建筑场地的美观实用。
本文阐述了实际应用中的几种主要挡土墙形式;在分析挡土墙的几种形式的基础上,进一步探索了应注意的问题,希冀对以后工程中出现的类似问题提供参考和借鉴。
关键词:水利工程;挡土墙;设计0引言所谓的挡土墙是为了巩固人工开挖形成的高陡边坡、防止滑坡体前缘再次滑动、避免固体废弃物堆积体被冲蚀而出现滑塌崩塌而修建的挡土工程。
近年来,挡土墙被广泛应用于各行业坡地工程建筑中,尤其在各大水利水电工程中,挡土墙的应用愈加频繁,其应用设计方案选择也至关重要。
1挡土墙的设置形式1.1重力式挡土墙作为一种常用的挡土墙形式,重力式挡土墙主要依靠自身的重力来保证挡土墙在土体侧压力作用下的稳定性。
它具有体积和重量大的特点;在软弱地基上修建重力式挡土墙时往往受到承载力的限制。
依据墙背的坡度,可以将重力式挡土墙分为倾斜式挡土墙、俯倾式挡土墙、直立式挡土墙三种类型。
对于直立式和俯倾式挡土墙来说,其优点是填土简单;相比之下,倾斜式挡土墙护坡功能强大,但其墙后填土比较困难。
如果挡土墙墙体太高,就意味着需要使用大量的材料来保持墙体的稳定性;这种情况下,使用重力式挡土墙就不经济。
所以,在一般情况下,重力式挡土墙的墙高应低于5m,底宽约为墙高的 1/2~1/3,顶宽则应不小于 0.5m。
1.2悬臂式挡土墙作为轻型结构的悬臂式挡土墙,其主要特点是依靠底板的填土重量来维持稳定性。
这类挡土墙墙体具备结构简单、施工方便的特点,比较适应于较松软的地基。
悬臂式挡土墙的构成主要包括底板和立板,其材料主要是钢筋混凝土,通过在墙内设置钢筋,挡土墙能够承受较大的拉应力。
立板主要承受墙后的土压力与静水压力;底板分为内底板和外底板两部分,可以承受板自重、板上填土重、渗透压力、地下水浮托力及地基反力等荷载,都是以立板底部为固定端的悬臂板。
浸水地区挡土墙施工方案

浸水地区挡土墙施工方案一、方案背景浸水地区是指地势较低且容易积水的地区,常常会遭受洪水等水灾的侵袭。
为了有效地防止洪水侵袭,保护人民的生命和财产安全,需要在浸水地区进行挡土墙施工。
挡土墙作为一种抵御洪水的防护措施,具有优异的防洪效果,可以有效地抵御洪水的冲击力,保护背后的土地免受洪水侵袭。
二、方案内容1.选址:挡土墙施工的选址应考虑地势较高的地区,以减少洪水冲击的力量。
同时,应避免选择周边有明显堵塞或狭窄的地区,以防止洪水排泄不畅而导致挡土墙破裂或倒塌。
选址时还应考虑到周围土壤的稳定性和水文条件,以确保挡土墙施工后的稳固性和耐用性。
2.挡土墙结构:挡土墙的结构应选择结构简单、稳定可靠的形式,以提高抗洪效果。
常见的挡土墙结构有框架式挡土墙、重力式挡土墙和悬臂式挡土墙等。
选用不同的结构形式应根据具体情况来确定,确保挡土墙在抵御洪水冲击时能够保持稳定。
3.材料选择:挡土墙的材料应选择质量好、强度高的材料,以确保挡土墙的耐久性和稳固性。
常用的挡土墙材料有混凝土、砖块和土石等。
在选择材料时,要充分考虑材料的抗压强度、耐水性和防腐性等性能指标,以满足挡土墙在浸水地区的使用要求。
4.施工步骤:挡土墙的施工应按照一定的步骤进行,以确保施工质量和效果。
常见的施工步骤包括清理场地、打桩定位、基础施工、墙体施工和防水处理等。
在施工过程中,应注意合理安排施工人员和设备,确保施工的连贯性和协调性。
5.防渗措施:挡土墙施工完毕后,应进行防渗处理,以防止洪水通过墙体渗透。
常用的防渗措施有墙体表面的防水涂料涂刷、防渗垫层的设置和反渗透结构的构建等。
在选择防渗措施时,要充分考虑材料的防水性能和抗渗性能,以确保挡土墙能够有效地抵御洪水的渗透。
三、方案优势1.有效防洪:挡土墙作为一种抵御洪水的措施,可以有效地抵御洪水的冲击力,保护背后的土地免受洪水侵袭。
2.结构简单:挡土墙的结构形式简单,施工难度小,便于施工操作和维护管理。
3.经济实用:挡土墙的材料选择灵活,可以根据实际情况选择适当的材料,降低工程成本,提高实用性。
浸水地区挡土墙施工方案

浸水地区路肩墙施工方案一、工程概况该项工程属于防护工程,墙址以上2-3米范围内与临河面1米宽度内墙身均采用C15片石砼,其余部分采用M10浆砌MU30片石砌筑,M10水泥砂浆勾缝。
二、编制依据1、本工程招标文件2、现行部颁施工规范,验收标准及有关技术规程。
3、设计图纸三、施工质量及进度1、该分项工程质量主要从混凝土配合比的控制、原材料的质量和片石的加入量来控制,严格按规范施工。
2、施工进度安排本工程计划开工日期年月日,计划完工日期年月日。
四、施工方法(一)施工准备为保证工程达到内实外美的目的,在施工前要求对人、机、料进行周密的安排布置,严格控制砂浆、片石质量,提高现场施工技术人员特别是一线操作工人的技术水平。
1.人员组织针对浆砌片石劳动力消耗较大的特点,防止出现因长时间作业工作人员由于疲劳造成工作质量下滑的情况,需要在施工前对人员进行合理的组织,防止施工过程中出现混乱现象。
(1)首先对所有参与施工的人员进行严格技术交底,使其充分掌握具体施工工艺,树立质量第一的意识。
组织以项目总工为主的技术培训会,使操作工人对砌体结构型式等熟悉掌握,做到心中有数,使工人充分了解施工工艺,做到施工中忙而不乱,保证现场施工在受控、有序进行。
(2)其次严格作业值班制度,保证现场每一作业时间段内都有主要施工负责人进行现场管理和技术指导工作,投入足够的施工一线人员,保证工人轮班作业,不搞疲劳战术。
2.材料组织根据现场施工组织情况,在施工前将所需材料提前运送至现场,并保证有一定的富余,特别是片石,严格质量,禁止使用不合格产品;砂子提前过筛;水泥物资部门提前与生产厂家联系提供,保证施工中有充足的供应。
所有进场材料均应经过试验室检验,并满足招投标文件对原材料各项指标的要求。
水泥:采用普通硅酸盐水泥。
砂:采用干净、质纯、细度模数符合要求,含泥量小于5%。
砂砾:符合施工图设计要求。
片石:采用质地坚硬、不易风化、无裂纹的新鲜石料,抗压强度不低于30Mpa,水:采用符合混凝土用水标准的水源。
浸水挡土墙设计designoftheimmerseableretainingwall

排水设施:drainge facilities 地面排水和墙身排水 地面排水:ground drainge 主要防止地表水渗入墙背填料或地基. 墙身排水:body drainge 主要为了迅速排除墙后积水.
沉降缝与伸缩缝
settlement joint and expansion joint
为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,需根据地质条件 的变异和墙高,墙身断面的变化情况设置沉降缝。
墙面
墙背
墙趾
墙踵
•墙背 仰斜、俯斜、垂直、凸形折线和衡重式
仰斜挡墙墙背所受土压力小,墙背比较经济。但基础外移,地
面横坡比较陡时,增加墙高,断面增大; 俯斜式所受土压力较大,通常在地面坡度较陡时采用,借助于 陡直的墙面,减小高度; 衡重式在上下墙之间设一衡重台,采用陡直的墙面,适宜于陡 峻的地形。 墙背的坡度一般在1:0.25~1:0.4,仰斜式坡度在1:0.25左 右。
2.为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段cut plat for avoiding mass cutting and lowering the height of the side slope;
3.可能产生塌方,滑坡的不良地质地段geologically bad plat with possible eboulement and landslide;
墙面
wall space:墙面一般为平面,其坡度与墙背坡度相协调, 还应考虑到墙趾处地面的横坡度。
墙顶 护栏
wall crest: guard rail:
2.基础 foundation 基础形式的选择和基础埋置深度的确定 挡土墙一般采用浅基础,只有特殊情况下,才使用桩基。 • 基础类型 foundation types 扩大基础 spread foundation 台阶基础 step foundation 钢筋混凝土基础 armored concrete foundation 拱形基础 vaulted foundation 换填基础 refilled foundation
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。
浅析水工挡土墙设计要点

浅析水工挡土墙设计要点浅析水工挡土墙设计要点【摘要】水工挡土墙作为一般水利水电工程建设的拦土建筑物被广泛应用。
而一些工程的现实条件又使一些常用的挡土墙结构呈现出诸多方面局限性。
因此本文结合水工设计要点,对挡土墙的稳定性计算参数进行再次验核调整,对水工挡土墙的优化设计问题提出更为有效的设计措施。
【关键词】水工;挡土墙;设计要点在建筑物和构筑物结构设计中,挡土墙的构造和结构设计较为简单,因此在大型建设工程中,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,不仅断面需选择适宜的工况、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,要确定特征水位、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适宜的工况、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位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说明,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浸水局部的水工挡土墙墙背和墙面都受到静水压力作用,当挡土墙前后水位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位落差时,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如果墙外水位发生骤降,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。
挡土墙基础浸水下沉设计要求

挡土墙基础浸水下沉设计要求挡土墙基础浸水下沉设计要求,听着就有点儿让人犯愁的样子。
要知道,建筑工地上可从来没少见到因为基础下沉而头疼的事儿。
这种事儿就像你买了一辆新车,结果刚开出去不久轮胎就漏气,偏偏又没备用胎,哭都没地方哭。
挡土墙嘛,本来就是起着支撑和保护的作用,确保土壤不被水流冲走,也确保周围土地不会因沉降而导致危机。
所以,浸水下沉这个问题一旦处理不好,真的是会出大乱子。
那这基础设计到底要怎么做,才能避免让这些麻烦像雪球一样越滚越大呢?首先嘛,挡土墙的基础必须得是稳稳的,不能给它留一点“松动”的空间。
你知道的,任何一块石头、一根钢筋不稳当了,整个墙体都会跟着摇摇晃晃。
如果墙体受水浸泡,下面的土壤就很容易变得松软,基础就像是站在沙滩上的建筑,稍一不注意就会下沉。
这种情况大家应该都见过,雨水一多,路面就开始积水,甚至地面开始出现小坑。
那挡土墙的基础如果设计不当,就像是不给它穿上合适的“防水衣”,一浑水就全垮了。
接下来要讲讲如何防止水浸透到基础。
现在说防水,大家第一反应就是防水层吧。
别急,这可不仅仅是铺一层防水膜那么简单。
基础设计要考虑到土壤的类型、地下水位,还有土体的渗透性。
水性土壤就像那种特别好吸水的海绵,直接把水吸进去一泡,墙体就容易被“泡软”。
所以,这时候设计师得像调料一样精准配比,既要确保防水层够坚固,又不能让水滞留在基础周围,让整个墙体陷入“水深火热”的境地。
然后,别忘了,挡土墙的基础设计得有足够的承载力。
要知道,墙体上的负重并不是轻轻松松的,尤其是水浸湿土壤后,整个土体的承载力大大下降。
这就像你在沙滩上挖个坑,底下松软的沙子承载不了你的体重,坑就会塌。
解决这个问题,一般就得考虑采用加固措施。
比如,设计深基坑,或者使用一些稳固的材料来增加基础的稳定性。
有时候还得用到特殊的加固技术,就像给基础“穿上护甲”一样,确保它不被外界的水分给侵蚀。
说到这里,大家可能会想:“这些看似很复杂的技术,能不能做到简单一点,容易操作一点呢?”挡土墙的基础设计不仅仅是技术活,也得有点“智慧”。
- 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)。
浅谈浸水地区挡土墙设计摘要:挡土墙一直是我国工程实际中应用较普遍的一种结构形式,它广泛应用于道路、水利、工业与民用建筑、景观工程中,可起到减少填土量,支承填土、防止填土或土体变形失稳,解决地形高差,景观水域与陆域分离等作用。
在挡土墙的设计中,挡土墙的稳定与滑移尤其重要;在浸水地区,挡土墙的稳定与滑移计算面临的不利因素较多。
本文首先对土压力计算做了相应阐述,并简单说明了浸水挡土墙设计中应考虑的因素,最后对其构造设计及相关要求做了简单叙述。
关键词:浸水地区;挡土墙;土压力计算方式;稳定性验算引言在近些年的工程中不难发现,挡土墙越来越多的被使用到;挡土墙在景观工程中主要被用来塑造地形、分离景观内部水系与陆域;在山地建筑中主要被用来保护墙前的建筑不因山坡变形而产生不利的影响;在道路、水利等相关工程中挡土墙也起到了很大的作用。
在不同的城市或不同的地区,由于设计抗浮水位的高低不同,挡土墙所处的环境也会不同,这便产生了浸水地区挡土墙与一般挡土墙(非浸水地区挡土墙)。
不仅名称不同,浸水地区的挡土墙设计与非浸水地区的挡土墙相比略也有不同。
浸水地区挡土墙的设计必须考虑水位的变化、潮汐的变化、地质条件以及潮水的冲击力;除此之外,还要考虑挡土墙的力学性能,确定挡土墙的类型,并选择合适的材料。
一、挡土墙的主要用途(一)在路道路工程中,若开挖后的路堑边坡不能自行稳定,可在坡脚处设置挡土墙,以支承边坡,避免土体失稳坍塌;道路工程中也称之为路堑墙。
(二)在水利工程中,挡土墙通常被用做驳岸,以保证河道不因土体变形失稳而变形,同时可避免沿河道路的路基挤缩河床;也可防止水流冲刷靠近河道的路基。
(三)在工业与民用建筑工程中,挡土墙主要被用做单面挡土的山地建筑或单面覆土建筑中,以保护建筑物不会因为墙后填土常年累月的变形或土体失稳变形对建筑物产生危害。
(四)在景观工程中,景观专业通常会塑造一些高高低低的地形,有时也会在景观区域内设置内部水体;挡土墙通常被用来整治突然变化的地形高差以确保地形的稳定性,也会被用来做内部水体的驳岸挡墙以对景观水域与陆域进行分离。
二、挡土墙的类型挡土墙的类型因挡土墙的分类方式不同有所差异,挡土墙的类型可根据以下几种分类方式进行区分:(一)按照挡土墙的所处位置,挡土墙可被分为路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型。
(二)按照挡土墙的墙体材料,挡土墙又可分为毛石挡土墙,砖砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙和加筋土挡土墙等类型。
(三)按照墙挡土的结构形式,挡土墙还可分为重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙等类型。
其中,重力式挡土墙多用毛石砌筑。
悬臂式、扶壁式挡土墙均采用钢筋混凝土浇筑。
a.重力式挡土墙b.悬臂式挡土墙 c.扶壁式挡土墙在工程设计中,采用哪种形式的挡土墙应通过技术方案对比、技术分析对比来确定,在此基础上应尽可能降低造价、节省成本并尽可能满足工程效果的要求。
三、浸水地区挡土墙的计算与验算(一)土压力的计算方式计算前,我们应根据地形、地质条件、水文资料、挡土高度等资料来选定挡土墙类型,其断面形式应在合理、安全、经济的基础上尽量满足工程效果的要求。
挡土墙的土压力可分为主动土压力与被动土压力;主动土压力来自于挡土墙的墙后,即墙踵一侧,由墙后填土作用在挡土墙上;挡土墙基础需要有一定的埋深,在挡土墙有被向墙前推走的趋势时,墙前(墙趾)一侧土会起到阻止的作用力,即为被动土压力。
挡土墙的土压力计算有几种不同的方法,考虑到挡土墙的稳定性与安全性,被动土压力在一定情况下不参与计算,所以挡土墙的土压力计算大多数为主动土压力计算。
a.主动土压力简图b.被动土压力简图挡土墙的主动土压力计算主要有三种方法:静止土压力、朗肯土压力、库伦土压力。
静止土压力计算假定为在土压力作用下挡土墙不产生任何位移或转动;朗肯土压力的计算假定是建立在墙背光滑且直立、填土无放坡且无限长的基础上的;库伦土压力的计算假定基于挡土墙有足够的刚度且墙背填土是无粘性土。
静止土压力通常应用于地下室外墙计算中;朗肯土压力与库伦土压力均是基于一定的计算假定前提下的计算理论,实际工程中需要根据挡土墙墙背填土形式(是否有放坡等情况)、填土类别、挡土墙的断面类型等确定哪种计算理论更为接近实际。
而对于浸水地区挡土墙土压力的计算而言,由于地下水的影响,会造成土的粘聚力及内摩擦角均与非浸水地区有较大区别,计算时需要考虑水浮力对挡土墙产生的影响等,浸水部分(抗浮设计水位以下)计算需采用填土的浮容重,即土压力计算应分为抗浮设计水位以上和抗浮设计水位以下两个部分。
(二)滑动稳定性验算滑动稳定验算的计算指标是抗滑稳定系数Kc,Kc=挡土墙的抗滑力/实际滑移力;不同的工程中对于Kc的控制标准不一,岩土或道路工程中通常控制Kc不小于1.25,而景观工程中由于一些不可控因素我们通常将Kc控制在不小于1.3。
在浸水地区,由于水浮力的存在,经常会导致挡土墙的抗倾覆稳定验算及地基承载力验算均满足的情况下抗滑稳定验算无法满足要求;考虑到经济性等因素,通常采用基底做成逆坡形式或在基础底板一下增设抗滑凸榫等方式来解决此类问题。
挡土墙抗滑凸榫示意图(三)倾覆稳定性验算挡土墙一旦倾覆轻则会对工程效果产生较大影响,重则会危及人们的生命财产安全,所以挡土墙的倾覆稳定性验算至关重要。
抗倾覆稳定性验算系数K0=抗倾覆力矩/倾覆力矩;根据规范相关要求,K0不应小于1.5。
重力式挡土墙主要采用毛石堆砌,主要由其自身重力来抵抗倾覆力矩从而达到维持其稳定性的目的。
悬臂式与扶壁式挡墙均需考虑填土的竖向压力的帮助,而浸水地区挡土墙由于水浮力的影响需按填土浮容重考虑,对倾覆验算极为不利;在倾覆稳定性验算无法满足要求的情况下,可采用调整挡墙的面坡/背坡倾斜坡度、增大墙身断面、加长墙趾的长度等方式来解决。
(四)地基应力及基底合力偏心距验算地基不良或地基处理不当会影响挡土墙的稳定性,所以挡土墙的地基基础设计显得尤为重要;且任何构筑物或建筑物的基底应力均不能超过地基承载力允许值,挡土墙也不能例外;当挡土墙基底标高未达持力层或地基承载力无法满足挡墙设计要求时应采取地基处理措施:基底标高未达持力层的情况下通常采用换填垫层法将填料换填至基底设计标高,浸水地区应尽量采用强度较大且透水性较好的的碎石或砂石土;地基承载力无法满足挡土墙设计要求的情况下通常采用水泥土搅拌桩上铺碎石褥垫层或高压旋喷桩上铺碎石褥垫层的方式进行地基处理。
在实际工程中,地基承载力不满足挡土墙设计要求的情况下屡见不鲜,大部分业主通常会建议设计单位采用桩基础的形式来解决,个人感觉颇为不妥:一方面,桩基造价较高;另一方面,挡土墙的水平推力一般都比较大、单桩水平承载力较低且桩的布置需满足地基基础规范中对于桩间距的要求,受制于以上条件的限制桩基很难满足抗滑移的要求;几年前其他设计单位设计的某工程项目中已经出现过挡墙下方采用的PHC管桩遭遇水平剪切破坏的例子,故建议挡墙下方尽量避免采用桩基的形式,如一定要采用桩基应采用单桩水平承载力较大的灌注桩、预制方桩等桩型。
挡土墙基础除需满足地基承载力要求的前提下,为了尽量避免挡土墙的不均匀沉降,还需控制挡土墙基底合力的偏心距;根据相关规范规定,基底合力的偏心距e0根据不同地基土情况略有不同---对于土质地基e0不应大于B/6,对于软弱岩石地基e0不应大于B/5,对于坚硬岩石地基e0不应大于B/4(B为基础底板宽度)。
四、浸水地区挡土墙的一般要求(一)挡土墙每隔10~20m应设置一道变形缝(或伸缩缝),缝宽20mm,缝内沿墙内、墙外、墙顶三面填塞沥青麻丝,缝外采用防水油膏封面。
(二)挡土墙基底纵坡不宜大于5%,当大于5%时应做成台阶形式,每台阶高度不宜大于0.5m。
(三)应当根据挡土墙后的渗水量,沿墙高和墙长方向设置泄水孔,泄水孔间距宜为2~3m,孔径一般为50~100mm,最下面一排泄水孔应高出施工完成后的地面200mm,上下排泄水孔应错开呈梅花形布置,可以根据水量的大小进行适当调整,泄水孔的进水侧应设置反滤包或反滤层,厚度一般不小于0.3m,在最下排泄水孔的底部应设置隔水层。
1.挡土墙变形缝、纵向台阶示意图b.挡土墙泄水孔处反滤包大样图(四)挡土墙墙后填料应尽可能采用透水性强、综合内摩擦角较大的填料;必要时可适当设置土工布。
(五)如条件允许,可设置地面截水沟以增强挡土墙的安全性。
(六)由于浸水地区挡土墙所在地区地下水位一般较高,应在设计时对施工质量提出严格要求,在施工过程中施工单位做好排水降水措施。
结束语随着工程所处地理环境的多元化,工程的类型也越来越多元化;在多元化的工程中,挡土墙也得到了越来越多的应用。
在我国南方地区,由于地下水位普遍较高,浸水条件下的挡土墙也越来越多的得到了应用。
针对浸水地区的挡土墙设计,要考虑的因素比较多,需要做全面的评估和分析,结合当地的实际情况,以确保挡土墙的安全性和可靠性。
浸水地区挡土墙的设计计算除按一般挡土墙所考虑的力系外还需要考虑地下水对墙后填土和墙身自身产生的影响;浸水条件将严重影响滑移稳定、倾覆稳定等计算结果;所以在浸水条件挡土墙的设计时应进行详细计算验算,选取合理的结构形式,加强排水构造措施的设计;在满足安全、经济的前提下尽可能满足工程实际效果的要求。
参考文献[1]郭立志,杨青山,邵建伟.浸水挡土墙土压力计算[J].黑龙江交通科技,2012,000(001):45-45.[2]梁淑影,张凤臣.浸水地区挡土墙设计[J].黑龙江交通科技,2010(2):1.[3]郭建辉,赵群.谈挡土墙设计中的几个关键问题[J].工程建设与设计,2009(3):3.[4]肖化文,易思勇,江义兰.浅论浸水挡土墙的土压力计算法[J].浙江水利科技, 2004(6):5.[5]肖红.浸水地区挡土墙设计与分析[J].广东土木与建筑,2005(9):2.[6]宋凯彬.浅谈水利工程中挡土墙的设计应用[J].四川水泥, 2018(2):1.[7]谢菁.浅谈挡土墙设计的几点体会[J].科技资讯,2013(20):1.[8]郑丽华,施峻,迟凤霞.浸水地区加筋土高挡墙的稳定性设计分析[C]. 浙江省公路学会.浙江省公路学会,2014.。