公路擋土墻的設計及優(yōu)化

山西建筑Vol. 37 No. 24..136. 2第37舞28月SHANXI ARCHITECTUREAug.2011文章編號:1009-6825 (2011 )24-0136-02公路擋土墻的設計及優(yōu)化安金龍商艷摘要:通過(guò)對某一 擋土墻的事故原因分析,進(jìn)一步對擋土墻的設計計算方法以及結構選型進(jìn)行了對比,并對擋土墻優(yōu)化設計中的土壓力計算的影響因素加以研究,得出了一些有指導意義的結論。關(guān)鍵詞:擋土墻,結構選型,設計優(yōu)化中圖分類(lèi)號:TU476.4文獻標識碼:A隨著(zhù)我國公路建設的迅速發(fā)展,公路擋土墻的應用日益廣為各類(lèi)擋 土墻的特點(diǎn)及適用性對比表。泛。因此,探討各種公路擋土結構的設計理論與方法,以及優(yōu)化擋表1各類(lèi)擋土墻的特 點(diǎn)及適用性土結構的選型具有重要的工程實(shí)際意義和潛在的巨大經(jīng)濟效益。擋土墻類(lèi)型結構特點(diǎn).工作機制適用條件1擋土墻的事故分析適用于一般地區、浸水地擋土墻的種類(lèi)較多且形式多樣,其中以重力式擋土墻最為常形式簡(jiǎn)單、適應性依靠墻身自重產(chǎn)|區路肩 路堤和路塹等支見(jiàn),它是以剛性墻體本身重量來(lái)維持墻身在土壓力等作用下的平混凝土預制塊作助平衡土壓力的作| 12m,干砌擋土墻不宜超體,或采用片石混凝用效應衡穩定,優(yōu)點(diǎn)是可就地取材,結構簡(jiǎn)單,施工方便.經(jīng)濟效益好,因土、混凝土整體澆筑公路不應采用干砌擋土墻而在工程中得到廣泛應用,但因設計或施工不當而造成的事故并不少見(jiàn)。如某廠(chǎng)10 m高石砌重力式擋土墻建成后不久,一場(chǎng)大|半重力|鍋筋，加長(cháng)基礎趾立壁墻背布置少量同重力式擋土適用于不宜采用重力式.墻，但同比圬工檔土墻的地下水住較高雨使擋土墻全部倒塌,直接經(jīng)濟損失數萬(wàn)元。事故的原因主要| 式擋土墻|板、趾板底面配五水 體積有所減少 或較軟弱地基上,墻高不有:1)設計人員套用其他擋土墻施工圖紙，而原設計的地質(zhì)條件，土質(zhì)情況及墻背填土厚度均與實(shí)際建筑場(chǎng)地不符。如原設計擋鋼筋混凝土材料現采用鋼筋混凝土的力壁承受水平土墻后邊坡為黏性土,邊坡穩定性好。而實(shí)際場(chǎng)地為砂質(zhì)黏土，是臂式檔土墻扶壁式招工土壓力，構件自| 力較低的填方路段采用。墻也采用裝配式鋼重及底板上的土墻高不宜超過(guò)S m且墻背填土厚度較原設計增大1.0 m~1.5 m,使被動(dòng)土壓力增筋混凝土構件拼組重共同形 威外郜大。2)盲目削減擋土墻截面尺寸,使其自重減小，這不利于抗傾覆,抗滑移。有關(guān)擋土墻設計不當造成工程事故的實(shí)例還有很由鋼錨桿錨固在由鋼筋混凝土柱板、穩定巖層中的抗 同懸臂式墻;墻離不多,因此,擋土墻的設計以及優(yōu)化應引起充分的重視。鋼錨桿組合而成的 拔力,平衡作用| 面機 計SH支檔構造物于擋墻背上的水2擋土墻設計計算方 法平土壓力目前,國內外對擋土墻的設計計算主要有兩種方法。方法宣在墻高較大的巖質(zhì)路一,憑經(jīng)驗確定擋土墻的形式,墻身截面尺寸,并計算出其承受的由鋼筋混凝土柱板，依靠錨錠板與填|塹 地段用作抗滑檔土墻，料接觸面的側面可采用肋柱式、板壁式單土壓力,然后再驗算擋土墻的強度和穩定性。方法二，考慮擋土擋土墻|鐵路系統首創(chuàng )的一|承載力,來(lái)平衡種新型支檔結構作用于擋墻背上墻施工的造價(jià),以擋土墻本身的造價(jià)構造目標函數(僅限于鋼筋的水平土壓力.混凝土擋t墻)對擋土墻進(jìn)行優(yōu)化設計,擋土墻的形式還是憑經(jīng)宜用于一般地區路肩、路驗確定。這兩種方法都存在著(zhù)- - 些不足和問(wèn)題:主觀(guān)性(離散性)堤墻，但不應修建在滑較大,設計周期長(cháng),效率低,對設計人員的經(jīng)驗要求較高,沒(méi)有考由在面板支托下,筋依靠加筋體的復坡、水流沖刷、崩塌等不慮擋土墻形式的選擇與擋土墻工程總體造價(jià)之間的關(guān)系。由于帶與填料交替鋪設、合強度和穩定性擋土墻緊密壓實(shí)而形成的| 平衡水平土壓力 12m,二擋土墻的形式及墻身截面尺寸,將直接影響材料的消耗及挖(填)加筋體構成的作用效應用多級墻時(shí),每級墻高不土方的工程量.即影響擋土墻工程的總造價(jià),所以尋找最佳設計方案就成了擋土墻設計中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。3擋土墻的結構選型依靠懸臂樁的強樁板式擋土墻度、基樁嵌巖區|用于表土極強鳳化層較樁板式筋混凝土嵌巖樁及| 被側巖石產(chǎn)生的薄的均質(zhì)巖石地基，高度擋土墻的結構形式繁多,變化豐富,從使用材料、施工方式、擋土板組成用于擋土墻上的特殊地段治理1 用城中設計計算方法等方面均可進(jìn)行分類(lèi),從目前國內、國外發(fā)展現狀土壓力效應和發(fā)展趨勢看,主要有以下幾種結構形式:1)重力式;2)衡重式;3)懸臂式;4)扶壁式;5)加筋土式;6)錨桿式;7)錨錠板式;8)豎了解了各種擋土墻的結構特點(diǎn)、工作機制以及適用條件后,向預應力錨桿式;9)土釘式;10)樁板式;11 )預制標準單元構件拼就可以進(jìn)行綜合比選,選擇與設計條件相適配、經(jīng)濟合理的擋土裝式。各類(lèi)擋土墻的技術(shù)經(jīng)濟效益有著(zhù)相當大的差別,設計人員墻類(lèi)型。要從工程實(shí)際出發(fā),進(jìn)行擋土墻的優(yōu)選設計之間的比較,從而確4擋土墻的優(yōu)化設計定一種技術(shù)經(jīng)濟狀況最優(yōu),現場(chǎng)適應性最好的擋土墻方案。表1公路擋中國煤化工方面進(jìn)行優(yōu)化:結構形收稿日期:2011-04-25YHCNMHG作者簡(jiǎn)介:安金龍(1979- ),男,工程師,內蒙古鄂爾多斯市東方路橋集團,內蒙古鄂爾多斯017000商艷(1976- ),女,碩士,講師,內蒙古大學(xué)鄂爾多斯學(xué)院,內蒙古鄂爾多斯017000山西建筑Vol.37 No. 242011年8月SHANXI ARCHTTECTUREAug.2011●137●文章編號:1009-6825 (2011 )24-0137-03淺談骨架密實(shí)型水穩基層特性及配合比設計李井摘要:通過(guò)從材料本身抗裂性能評價(jià)研究入手,闡述了骨架密實(shí)結構配合比設計方法,以具體配合比在工程實(shí)踐中的應用為基礎,提出工藝過(guò)程控制以減少裂縫的發(fā)生,以期促進(jìn)骨架密實(shí)型水穩基層的推廣應用。關(guān)鍵詞:水穩基層,骨架密實(shí),配合比中圖分類(lèi)號:U416.1文獻標識碼:A1水 泥穩定碎石的材料特性及裂縫成因裂縫的比較規則現象,可以判定是屬于非荷載型裂縫。這種非荷半剛性基層主要是水泥處治的復合材料,即如水泥穩定碎載型裂縫,潛在著(zhù)向路面反射會(huì )致使面層開(kāi)裂之隱性危害,在路石、水泥石灰二灰碎石等。其基本特征是結構強度高,抗變形能面結構中,稱(chēng)為基層反射裂縫。概括的說(shuō)，基層反射裂縫是指半力較弱且不確定性。對半剛性材料特性起決定性作用主要包括剛性基層先于瀝青面層開(kāi)裂,隨后在荷載應力和溫度應力的共同集料顆粒形狀,表面結構和顆粒級配等可靠的“集料認同特性”。作用下,在基層開(kāi)裂處相對應的面層底部,即產(chǎn)生應力集中而導因此集料總體要求是:應采用抗沖刷性能好,干縮系數與溫縮系致面層底部開(kāi)裂,爾后逐漸向上擴張而使裂縫貫穿。面層呈現的數小和抗拉強度高。水泥穩定碎石基層,同二灰碎石一樣,最大裂縫寬度約在0.1 mm ~2 mm之間,若是裂縫暴露時(shí)間過(guò)長(cháng),寬度的通病就是收縮開(kāi)裂。達到3 mm ~4 mm的也有。水穩基層的溫縮、干縮開(kāi)裂,是引起路面反射裂縫的主要原2骨架密實(shí)水泥穩定碎石的結構及適用條件因?；鶎娱_(kāi)裂，在擴展至道路表面之前是不可見(jiàn)的。一般表現過(guò)劃分基層主要根據集料級配和混合料的結構形態(tài),以篩孔尺程是:起初大多出現于結構兩側，逐漸發(fā)展而呈現出近于垂直道寸4.75mm為粗、細集料的分界粒徑,按4.75mm以上的粗集料路中線(xiàn)且貫穿路幅寬度的橫向裂縫,有時(shí)也有少量支縫。裂縫寬經(jīng)壓實(shí)后 ,顆粒間空隙與壓實(shí)后起填充作用的小于4.75 mm的細度肉眼可見(jiàn),約1 mm~2 mm。根據裂縫均有上寬下窄的共同特集料體積之間關(guān)系來(lái)確定。 骨架密實(shí)型混合料中,細集料的壓實(shí)點(diǎn)和裂縫間距大小不盡等同,但一般每隔-定距離 ,便產(chǎn)生一道度體 積應“臨界”于粗集料形成的空隙體積，粗集料在壓實(shí)混合料式.功能造價(jià)、景觀(guān)效果、實(shí)施難易程度等。進(jìn)行擋土墻優(yōu)化設論導 出土壓力計算公式,但由于忽略了填土與墻背之間的摩擦影計與風(fēng)險決策的步驟:1)確定方案比選的統-標準;2)確定優(yōu)化 響 ,使計算的主動(dòng)土壓力偏大,而被動(dòng)土壓力偏小。設計的風(fēng)險決策方法;3)選取比較能反映方案特性的隨機變量可2)庫侖土壓力理論的適用條件是墻后填土為無(wú)黏性土,根據能值;4)搜索各類(lèi)擋土墻的規范狀態(tài)并按數學(xué)期望準則和優(yōu)勢比墻后滑 動(dòng)土楔的靜力平衡條件導出土壓力計算公式,并且假定墻較準則分別考核各個(gè)待選方案。后填土的破裂面為-平面,但事實(shí)上只有在填土與墻背之間的外擋土墻優(yōu)化設計中土壓力計算的影響因素摩擦角δ較小時(shí),破裂面才接近平面,因此計算結果與按曲線(xiàn)滑-般擋土墻設計的必要內容是以擋土墻所受的土壓力的計動(dòng)面計算的有出人。通常情況下,這種偏差在計算主動(dòng)土壓力時(shí)算結果為依據進(jìn)行抗滑移穩定性和抗傾覆穩定性驗算的。工程中較小,為2%~10%,可以認為滿(mǎn)足工程精度要求，而在計算被動(dòng)普遍采用朗肯和庫侖兩種t壓力理論,通過(guò)一定的簡(jiǎn)化和假定,計土壓力時(shí),計算結果誤差較大。算擋土墻后土體達到極限平衡狀態(tài)時(shí)擋土墻的主動(dòng)土壓力。3)廣義庫侖土壓力理論的適用性最廣,墻后填土可為黏性土壓力是作用于支護工程的主要荷載,因此土壓力的計算是土,粘聚力c>0。在計算黏性土的士壓力時(shí),工程上經(jīng)常采用“等否準確是擋土墻設計成敗的重要因素。影響土壓力的因素是多值內摩擦角法" ,將粘聚力c折算成內摩擦角,再用庫侖土壓力理方面的,根據工程特點(diǎn)和工程地質(zhì)條件的不同,考慮選擇合適的論計算。土壓力計算方法,是非常必要的。參考文獻:出健.擋土墻的設計優(yōu)化[J].中國市政工程,2006(5):31-應用不同土壓力理論對土壓力計算的影響:朗肯土壓力理32.論、庫侖土壓力理論及廣義土壓力理論的表達形式是相同的,不2] 曾莉.擋土結構的優(yōu)化設計探討[J].基建優(yōu)化,2006(6):同的是主動(dòng)土壓力系數K.的計算問(wèn)題。94-95.1)朗肯土壓力理論中,應用半空間的應力狀態(tài)和極限平衡理The design and optimization of highway retaining wallAN Jjin-long SHANG YanAbstract: Through the accident cause analysis of the retaining wall, it further compares the retaining wall design and calculation method andstnucture type selection, and studies the factors influencing earth pressure calculation in retaini中國煤化Ime sgif.en coclusions.Key words: retaining wall, structure type selection, design and optimizationTYHCNMHG收稿日期:2011-05-06作者簡(jiǎn)介:李井(1977- ),男,工程師,廣西陽(yáng)鹿高速公路有限公司,廣西南寧530022