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在我国水利工程施工的过程中,很多的工程施工都在应用挡土墙施工作为加固的一种技术手段。其中就包括了引水工程建设,水库工程建设以及水电站工程建设和其他渠道工程建设等。在整个水利工程施工建设的过程中,挡土墙施工建设非常关键和重要,尤其是近些年在水灾不断发生的情况下,水利工程施工建设非常重视挡土墙施工建设,因此挡土墙施工建设一旦出现了质量问题,整个水利工程的稳定性和安全性就会受到非常大的影响,会带来非常严重的经济损失和人员伤亡。除了能够起到很好的加固效果之外,挡土墙施工还能够起到排水以及抽水等功能。目前挡土墙建筑目前已经成为我国很多中小河流的一个非常重要的中枢系统。在建设的过程中,挡土墙会根据不同的施工等级和施工要求,采取不同的施工技术。因此在挡土墙施工的过程中,尤其是施工技术的选择上,我们要根据不同的施工等级要求进行施工技术的选择,只有这样才能够有效的保证挡土墙的施工质量,保证水利工程的整体加固性能。
在水利工程建设施工的过程中,我们根据施工材料的不同,也会选择不同的施工技术。其中挡土墙施工的过程中最常选用的施工材料就是混凝土材料。因此在混凝土挡土墙施工的过程中,我们能够根据相应的建筑级别需求进行施工级别的划分。一般情况下,作为重要的防洪建筑,挡土墙的施工级别可以根据防洪等级需求的不同分为4个等级。一级挡土墙施工;二级挡土墙施工,三级挡土墙施工以及四级挡土墙施工。这一等级的划分是按照人们遭受洪水损害的不同程度划分的。我们在实际的水利工程挡土墙施工中,首先要做的就是确定水利工程的建筑施工级别,在确定施工级别的过程中,我们还可以参考相关的文献资料作为辅助参考。挡土墙施工的地点非常多,其中较为重要的一个就是挡土墙建设在水利工程防洪堤坝建筑上,一旦挡土墙建设在防洪堤坝上,就要求我们在建设挡土墙的过程中给予更好的建设等级。挡土墙在很大程度上可以当作防洪堤来使用,因此一旦挡土墙出现了安全质量问题,就会导致非常严重的后果,同时挡土墙的修复也是非常复杂和困难的,正是由于这一原因,我们在挡土墙施工的过程中,要正确地选择施工技术,合理并且细化施工的各个环节。在挡土墙施工的过程中,虽然我们可以根据施工等级来选择施工技术,但是根据实际情况以及安全性考量,在挡土墙施工的过程中,施工等级的选择和确定往往是提升一个施工等级,确保挡土墙的施工安全和稳定。挡土墙在施工的过程中,我们可以分为2种施工,一种是无挡水的挡土墙施工技术,另一种是挡水的挡土墙施工技术。在挡土墙需要挡水的时候,我们的施工等级就要相应的提升一级,让挡土墙的施工效果得到提升,保证挡土墙的施工效果和质量。在挡土墙无挡水施工的时候,挡土墙主要起到泄洪的效果,这一情况下,我们虽然不需要刻意提升挡土墙的建筑等级,但是要严格地按照挡土墙的实际等级进行施工,保证施工质量。挡土墙施工的时候,我们不允许出现顶部溢水的情况,这样就会很大程度地降低挡土墙的建设效果和作用。
在挡土墙施工的过程中,最重要的一项施工就是对于基底的有效处理。在处理基底的过程中,我们要对基底周边的施工土质以及施工环境进行全面的考察和分析,只有这样才能够选择合理的施工技术方案,通常情况下,在处理基底的时候,我们主要是对基底的施工地表以及相应的挖台阶进行处理。在进行基底覆盖施工的时候,我们可以通过相应的机械设备进行覆盖施工,然后通过压路机等设备进行基底的覆盖压实施工。需要注意的一点是在基底压实施工的时候,不能够对挡土墙的其他施工工序造成干扰,要保证挡土墙的其他施工工序正常进行。基底处理完毕后,施工单位还要对基底处理施工进行二次检查,保证基底处理施工的施工技术以及施工质量达到施工规范中的要求,为挡土墙的后续施工提供保障。
在基底处理施工质量达到标准要求之后,我们就要进行模板的搭建施工。在进行模板搭建施工的时候,我们要根据现场的施工条件来选择施工模板的大小尺寸。在模板制造的时候,我们通常会应用到凹榫和凸榫,为了有效地保证凹榫和凸榫能够有效地进行模板施工,我们要根据实际情况来选择施工设备的大小。在模板制作的时候,我们一般会使用定型钢来制作模板。在模板连接的时候,我们一般使用螺栓等紧固件进行模板的连接。需要注意的一点是,在模板制作的过程中,模板材料是可以重复利用的,因此为了有效地节约成本,在保证模板施工质量的前提下,尽量循环利用模板,避免出现施工材料浪费的情况,增加施工成本。
在模板支护施工完成之后,我们就要进行混凝土的浇筑施工,这是非常关键的施工环节,施工质量直接影响到挡土墙的施工质量和使用效果。在进行片石混凝土作业时,掺入混凝土中的片石要控制在20%以内,要求片石抗压等级强度可达到规定要求。此外,片石要使用强度高、耐风化、结构稳定的石料。施工时,作业人员要保证片石表面清洁,并处于饱水状态下。进行施工时要均匀摆放片石。在模板和片石之间布置保护层,避免基础出现露石和空洞等情况。混凝土浇筑完成后,采用插入式振捣器进行振捣施工,保证挡土墙的混凝土施工质量可达到要求。防止挡土墙渗透和使排水合理也是设计时需要考虑的诸多因素之一。一点点的渗透可能给整个挡土墙结构带来毁灭性的后果,由于水工混凝土挡土墙投入使用后日夜承受着水的冲击,一点点的渗透在长期的水流作用下会慢慢变大,当遇上洪水险情之后这种渗透会以更快的速度扩张。
挡土墙之于整个水利工程而言尤为重要,洪水灾害频发的现状,让水工施工者对挡土墙越来越重视,因为一旦它出现问题,势必会给河流下游的居民的生命财产造成威胁。此外,水工混凝土挡土墙还充当着发电、抽水、排水等功能,它是河流的中枢枢纽,不同的水工建筑对防水墙的要求也不同,因此在建设水工混凝土挡土墙时要根据建筑的级别来确定挡土墙的级别。
由于水工混凝土也是水工建筑施工的一个方面,因此它的级别划分也是根据水工建筑的级别而确定的。在实际生活中,防洪建筑的级别由高到低大概分为四个级别,一级、二级、三级和四级,这是按照建筑物失事而使居民生活遭受损失程度来划分的。在进行水工混凝土挡土墙施工之前,必须先确定水工建筑的级别,它的具体级别的划分标准可以参考相关书籍,这里就不作过多介绍。值得一提的是,如果挡土墙是在防洪堤上,那么它的位置就更重要了,从某个方面来说,它就是等同于防洪堤,一旦失事它修复起来更加困难,因此它的施工更应该做到精细合理。从这里我们可以看出,防洪堤上的水工混凝土挡土墙的级别不能低于防洪堤的级别,即水工建筑的级别在防洪堤之上。在实际确定水工混凝土挡水墙的级别时,为了避免将来出现问题,在综合考虑各种情况之后,可以将它的级别提高一个等级,此外,由于它的特殊性,在施工前也必须得到专家的认可及政府的批准。水工混凝土挡水墙的设计要求分为两类,分别是无挡水和挡水。在挡水的情况下,它的设计应该与防洪堤的要求类似,当然它不可以比防洪堤的建筑级别低。不挡水或者泄洪时,它又扮演着泄洪建筑的角色。但是不管它是挡水要求还是不挡水的要求,它都得综合考虑种种不利的情况和相应能采取的措施。水工混凝土挡土墙不允许河流中的水从它的部顶溢出,它此时也有两大任务,分别是挡水和挡土,这和河流上游的易墙有些类似。受水的流速和自然状况的影响,在建这几种水工混凝土挡土墙时都不允许河流的最高水位超过挡土墙的高度,否则就容易出现安全事故。
基槽挖土方时挖基要配合墙体施工分段进行,先测量放线,定出开挖中线及边线,起点及终点,设立桩标,注明高程及开挖深度,进行开挖。在施工过程中,应根据实际需要设置排水沟及集水坑进行施工排水,保证工作面干燥以及基底不被水浸;根据设计图纸现浇钢筋砼挡土墙。现浇钢筋基础先安装基础钢筋,预理墙身竖向钢筋,待基础浇灌砼完后,进行墙身钢筋安装。预制钢筋砼挡土墙的基础钢筋分二次安装,第一次安装最底层的钢筋,基础达到一定强度,安装好预制墙身后,再安装第二阶的基础钢筋;现浇墙身砼:现浇钢筋砼挡土墙与基础的结合面,应按施工缝处理,即先进行凿毛,将松散部分的砼及浮浆凿除,并用水清洗干净,然后架立墙身模板,砼开始浇灌时,先在结合面上刷一层水泥浆或垫一层水泥砂浆再浇灌墙身砼。在砼浇灌过程中,如表面泌水过多,应及时将水排走或采取逐层减水措施,以免产生松顶,浇灌到顶面后,应及时抹面,定浆后再二次抹面,使表面平整。伸缝缩、沉降缝及泄水孔的处理:现浇灌钢筋砼挡土墙的伸缩缝和沉降缝宽2cm(施工时缝内夹2公分厚的泡沫板或木板,施工完后抽出木板或泡沫板)从墙顶到基底沿墙的内、外、顶三侧填塞沥青麻丝,深15cm。挡土墙泄水孔为ф10cm的硬质空心管,泄水孔进口周围铺设50cm×50cm×50cm碎古,碎古外包土工布,下排泄水孔进口的底部铺设30cm厚的粘土层并历夯实。
防止挡土墙渗透和使排水合理也是设计时需要考虑的诸多因素之一。一点点的渗透可能给整个挡土墙结构带来毁灭性的后果,由于水工混凝土挡土墙投入使用后日夜承受着水的冲击,一点点的渗透在长期的水流作用下会慢慢变大,当遇上洪水险情之后这种渗透会以更快的速度扩张。这种损失是可怕的,因为对于它的修复和维护更加困难,相对来说混凝土的渗透性不高,但还是存在一定的风险。这可以通过调节混凝土中各种材料的配制来解决,使水工混凝土挡土墙的渗透控制在预期的范围之内。在设计排水管的时候要更加注意这一点,排水管从横切面看是高低方向,各个排水管的距离不应过小,过小不利于整个墙体的稳定,也不能过大,否则排水速度会减慢。至于排水管数量的多少,这完全取决于雨期时需要排水量的多少决定,在完全可以满足需要的情况适当地多增加一些。当挖基发现有淤泥层或软土层时,需进行换土处理,报请监理工程师及业主批准后,才进行施工;砼浇灌过程中应派出木工、钢筋工、电工及试验工在现场值班,发现问题及时处理;砼浇灌完进行收浆后,应及时洒水养护,养护时间最少不得小于7天,在常温下一般24小时即可拆除墙身侧模板,拆模时,必须特别小心,切莫损坏墙面。
在通常情况下,水工混凝土挡土墙只是承担普通水位水的压力和重力,这属于它的基本负载。如果遇到紧急情况,那么就不同了,比如突发洪水,此时水工混凝土挡土墙承受来自洪水更大的压力,或者更极端的情况如地震台风等,这属于它的其它负载。且不管它出现哪种负载,它都必须考虑到它的承受能力,因此计算它的负载能力也是一个需要考虑的问题。在计算负载能力时可以按以下步骤进行:首先,确定水工混凝土挡土墙的整体设计和几何结构以及自身的重量。其次,确定正常情况下水位的高度和速度以及非正常情况下水位的高度和速度。最后,用超真模拟的方法对水工混凝土挡土墙进行模拟实验,当模拟的洪水冲垮墙体计算出墙体所受的压力,此时也是它所能承受的最大压力。在计算挡土墙所受的压力时,还需要考虑到以下因素所产生的影响,如风速、水的含沙量以及填料的多少,如果不能确定它们的关系,可以通过实验单一测试的方法确定它们的影响程度。
前面已经提到要将水工混凝土挡土墙的渗透性控制在合理范围之内,但没有说明具体的方法。这里所采用的方法是分布式矩阵法,即将挡土墙在逻辑上分割成同等大小的矩形,再逐个测试每个单位矩阵的渗透性,然后对多个小矩形进行整体测试,最终取平均值并进行误差估计,这里要注意的是需要考虑墙体在不同时期的渗透性,对于计算来说加大了难度。
由于抗震性的计算没有很好的方法,只能通过全真模拟的方法去测试。在具体操作中,应该先评估整个仿真的合理性,再对模拟的水工混凝土挡土墙逐渐加大震动压力,并记录不同的震动压力下它整个墙体结构的稳定性以及震后墙体的损失程度。计算抗震性没有必要将仿真的水工混凝土挡土墙抗垮,只需要知道它所能承受的合理震压,这里的合理震压是指震后挡土墙仍然具有原来的功能或者只需进行简单的修复就能工常工作,这样就使得整个计算过程更加合理。
浮动的计算也是水工混凝土挡土墙在投入使用前很重要的一步,它的主要原因是,在最坏的情况下,水位会超过或者与混凝土挡土墙的墙顶齐平,水的流速也会很大,因此它对墙体的浮力会很大,而浮力的增大会影响挡土墙的抗压性。具体的公式是:E=kV/U;k是比例常数,和混凝土的配制等有关,V是作用在墙体的全部向下压力之和,U是作用在墙底向上的张力。
该工程由裙楼及2栋塔楼(A塔楼-3F/45、B塔楼-3F/43)组成,建筑面积13万平米,总高度149.95米。地下室三层,基础为人工挖孔桩及墙下条形基础。
该工程三面临街,一面临校,无施工场地。B塔楼主体部位有建设单位施工基坑土石方时遗留的车道,标高为-5.1m~-15.0m,B塔楼A轴交9轴挡土墙墙体外边线与临街道路边相距最大的才1米远,高低落差10米多。
如果边坡土石方一次性开挖到地下室负三层垫层标高(-15.7米)位置,就会出现边坡倒塌的现象,严重的会引起街面道路的塌方,安全性得不到保障。如果在基坑外施工抗滑桩,施工工期将不能保证,且增加了工程造价。为防止基坑失稳。经研究决定先将遗留车道的土石方开挖到负二层梁板下1.8m,即-12.0m标高,同时施工挡土墙内的桩及柱,再施工和挡土墙内柱相连负二层梁板钢筋、模板、混凝土。在负二层梁板混凝土浇筑完后,利用水平梁板的水平刚度支撑挡土墙内柱,可有效防止基坑边坡失稳。在负二层梁板混凝土强度满足设计要求后,拆除模板,再在负三层开挖-12.0m以下的土石方,进行挡墙的条形基础和挡墙施工。墙下条型基础钢筋及墙水平钢筋均和墙内柱进行植筋,钢筋绑扎搭接,再单面支设模板,在梁板下浇筑混凝土。本施工技术称为半逆作法施工。
半逆作法施工工艺流程为:平基土石方孔桩土石方开挖桩混凝土浇筑柱钢筋、模板、混凝土负二层梁板模板、钢筋、混凝土结构上升、负二层梁板模板拆除、清理负三层土石方墙下条型基础钢筋植筋混凝土浇筑挡墙钢筋植筋模板、混凝土。
所谓半逆作法:即先将主体结构部位的桩基础和柱进行施工,再将梁板浇筑完毕,利用整个楼板的水平刚度对边坡进行抵挡,再后植筋施工地下室挡墙和下部结构。
根据以往的施工程序,地下室基坑土石方开挖到垫层下口标高后再由下而上进行基础工程的施工。本工程如采用这样施工的方法就不能保证边坡的稳定性,极易发生安全事故。所以采用了阶梯式开挖边坡的施工方法。该工程地下室共三层,层高均为5.1米,底板标高-15.7米。开挖时第一阶段到-12.0米(负二层梁板标高下1.8m),第二阶段到-14.0米(负三层梁板标高下3.8m)。此种方法降低了边坡由于高差产生的侧压力,施工中未出现任何异常,安全状态良好。具体开挖见下图:
挡土墙的附墙柱基础设计为人工挖孔桩基础。因桩顶标高是-15.7米,挡土墙离边坡比较近。根据现场土石方的实际开挖情况,造成附墙柱从-15.7米往上要在土中成型,对钢筋的绑扎、模板的加固带来了困难。我们采用了在-5.1米到-15.7米之间往下开挖孔桩基础时将桩的直径增加了1.5米,在桩砼(-15.7位置)浇筑完毕后在开挖的大直径圆坑内进行负三层、负二层附墙柱的施工。
挡土墙-15.7米到-10.2米附墙柱砼达到一定的强度后,将-10.2米标高处梁板钢筋与附墙柱身预留钢筋进行焊接。经过与设计商量在离挡土墙内侧边2米的位置设置一道地梁代替挡土墙上的暗梁,使其余部位的梁板与附墙柱及地梁形成一个整体的骨架,并将柱外侧的空隙用混凝土填满,依靠砼自身的刚度来抵消边坡土方的侧压力(-5.1米的梁板用此同样的方法施工)。为以后挡土墙施工时,该部位土石方的开挖提供足够的安全保障。
当-10.2米梁板砼达到一定的强度后,采用逆作法从上而下开挖-10.2米以下挡土墙及地梁的土石方,然后根据图纸设计要求采用植筋的方法在浇筑完的附墙柱之间植出挡土墙的水平钢筋及暗梁钢筋。制作安装墙体模板,浇筑砼。使梁板、柱、挡土墙形成一个整体,符合图纸设计要求。
此种方法保证了后期土方开挖后柱的截面尺寸,阳角的方正,砼成型后的垂直平整度,有效的控制了工程质量。本工程B塔楼部位采用半逆作法施工地下室外挡土墙,保证了施工安全,达到了合同工期要求,并且保证了工程质量。得到业主和监理的信任。
随着我国公路桥梁建设的不断发展,工程施工中呈现的问题也越来越多。本文针对砌体挡土墙施工中常见问题进行处理,希望对以后的施工实践有一定的理论指导意义。
1.1.1 水泥。①应采用强度高,收缩性小耐磨性强、抗冻性好的水泥。其物理性能和化学成分符合《硅酸盐水泥》(GB175--1999)的规定。②水泥标号不得低于P.o32.5#。③水泥进场时,应有产品合格证及化验单。并对品种、标号、包装、数量、出厂日期等进行检查验收,报监理工程师审批。
1.1.2 粗集料。用于混凝土中的碎石或砾石颗粒应接近立方体,最大粒径不应超过40mm,要求质地坚硬、耐久、洁净,有良好的级配,其技术要求应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041--2000)之要求。
1.1.3 细集料。其质地要求坚硬、耐久、洁净、并具有良好级配,应采用天然砂和人工砂或石屑。细集料的技术要求符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)之要求。
1.1.5 片石。石料禁止使用风化岩石、水锈石和凸凹石块,质地要适当细致、色泽均匀,要求坚硬、密实、坚固与耐久,卵石和薄片石不得使用。
1.2.1 施工前,先由测量人员按照设计图纸放出挡土墙的基础边线,机械开挖沟槽,开挖到基坑顶预留20cm由人工开挖,基坑开挖时要由测量人员对基坑底的标高进行测量,以保证基坑标高的准确。
1.2.2 基坑开挖完成后,由试验人员对基底的承载力进行检验,基底承载力:K439+903-K440+000段,K440+
1.2.3 进行基础浆砌片石施工时,结合图纸设置伸缩缝,缝宽2cm,伸缩缝整齐垂直,上下贯通,缝内用沥青麻絮填塞。基坑内积水应随时排干,基坑开挖分段跳槽进行。防止基底被浸泡,软化。
1.2.4 基础施工过程中,要边砌筑边进行基坑回填,回填要密实,必要时用水泥稳定类材料进行回填。
1.2.5 片石砌筑时,必须两面立杆挂线或样板挂线,外面线应顺直整齐,逐层收坡,内面线可大致适顺,在砌筑过程中应经常校正线杆,以保证砌体各部尺寸符合图纸要求。浸水或近水塘路基的挡土墙的设置深度,应符合图纸规定,且不小于冲刷线 基础应在开挖完成后立即进行,做到随开挖,随下基、随砌筑。砌体分段位置设于沉降缝处。分段长度为10-15m左右进行设置。
1.3.1 测量放样。施工前,根据设计图纸,在砌筑好的基础上放出墙身内外边线 模板安装。①挡墙墙身采用组合钢模,制作模板时事先应熟悉图纸,核对各部尺寸,其类型应尽量统一,便于重复使用,但始终须保持表面平整、形状正确,有足够强度和刚度,模板拼装要严密,避免浇筑墙身混凝土时变性,跑浆、漏浆。安装模板时,须考虑浇筑混凝土的工作特点与浇筑的方法相适应,在必要的地方可以设置活板或天窗,以便于混凝土的灌注,振捣及模板内杂物的清扫。②墙模施工时,先弹出中心线和二边线,选择一边先装竖立挡、横挡及斜撑并钉侧板,在顶部用线锤吊直,拉线找平,撑牢钉实,待基面清理干净,在竖另一端模板。为保证墙体混凝土厚度,一般情况均加撑头或内撑。为便于拆模和混凝土表面整洁光滑,应在模板上涂刷隔离剂。施工中搭设的脚手架与模板不应发生联系。③模板的拆除。不承重的侧模,可在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模损坏(一般抗压强度达到2.5Mpa)时拆除。
1.3.3 混凝土的浇筑。浇筑混凝土前,应全面地进行复查,检查模板标高、截面尺寸、接缝、支撑等是否符合设计要求。
1.3.3.1 浇筑混凝土采用分层浇筑,每层不超过50cm,分层振捣密实,振捣时,应按下列方法进行:①振捣时间不宜过长,但也不能过短,当发现表面浮现水层,应立即设法排除,一般的标志是混凝土达到不再下沉,并开始浮现水泥浆为止,无显著气泡上升,顶面平坦一致,须检查发生的原因或调整混凝土配合比。②附着式振捣器的布置间距,可根据构造形状、断面大小、振动器性能通过实验确定;表面振动器的移动距离应以使振动平板能覆盖已振实部分的10cm为度。③使用插入式振动器时,移动间距不超过作用半径的1.5倍,插入下层混凝土5cm,并离模板边缘10cm。
1.3.3.2 混凝土挡墙浇筑时注意事项。①为增加混凝土界面强度,代替凿毛处理的传统做法,对垂直施工缝应刷一层水泥净浆,水平缝铺一层后1~2cm的1:2砂浆。可采用界面剂或ZV胶聚合物砂浆,则效果更佳。②凿除混凝土表面的水泥砂浆和松弱层,并凿毛后用水冲洗干净。③须待前层混凝土具有一定强度后,一般达到2.5Mpa时方可进行。
2.1 基底进行开挖时,不得超挖,如有超挖时,必须回填原状土并进行夯实,并在表面留3%的向外斜坡。
2.2 进行砌筑施工时,必须两面立杆挂线 施工中,必须保证铺砌时座浆饱满、沟缝平顺,铺砌成型的砌体坡面平整密实、牢固。砌筑工作中断后再进行铺筑时,需将砌层表面清扫和湿润。
2.4 施工完成后,要及时对剩余的杂物进行清理,保证不污染环境,作到人与自然的和谐、一致。
2.5 施工中要时刻注意安全,要安排专人负责安全检查和监督,防止滚石、滚物伤人。
[2]刘吉士.桥梁与隧道施工监理指南[M].北京.人民交通出版社,2000.
加筋土的工作原理是拉筋与填土(通常是颗粒材料)之间的摩擦作用,可以解释如下:加筋土看作是由拉筋和土组成的一种复合材料。三轴试验表明,对干燥的砂土试样施加竖向压力,试样会产生侧向膨胀;如果土中水平放置不易延伸的拉筋后,由于筋土的摩擦作用,使拉筋受到拉力,而给予土料的侧向位移以约束力,这就好象在试样上又施加一个侧向压力。当竖向压力增加时,侧向约束力随之增大,直到土与拉筋之间出现滑移或拉筋断裂,试样才破坏。因而,加筋土的强度相应获得提高。
加筋土路肩挡土墙施工技术的优点:①组成的加筋土的墙面板和拉筋可以预先制作,在现场通过机械或者人工进行分层填筑。这种装配式施工,具有施工简便、快速、节省劳动力和缩短工期的优点;②具有一定的柔性,能够适应地基轻微的变形,在软弱地基上修筑时,由于拉筋是在填筑的过程中逐层进行埋设的,所以,因为填筑土引起的地基变形对加筋挡墙的稳定性比对其他建筑结构的影响较小,地基的处理也较为简便,而且抗震性能较强;③可以做成很高的垂直挡土墙,对地基的承载能力要求比较低;④能够有效的节约用地,减少对土地资源的浪费,加筋挡墙的总体布置和墙面板的形式图案可以根据周围的环境特点进行设计,使得外观造型较为美观;⑤节约成本,工程造价低,由于钢筋混凝土挡土墙相比,可以减少造价的一半左右;与石砌重力式挡土墙相比,可以节省20%以上的资金,并且加筋挡墙的造价是随着枪稿的增加而减少的,由此可见,加筋挡墙具有较为显著的经济效益。
某合同段K46+740~K47+310.68段设计为加筋土挡墙,左右侧共计481.3m。加筋挡土墙面板采用混凝土预制件,其强度等级为C30,面板外行采用矩形槽板,矩形槽板筋带结点的水平间距Sx=0.5mm,垂直间距Sy=0.5m。筋带设计为CPE3020Ⅱ钢塑复合筋带,带宽≥30mm,带厚≥2mm,破断拉力≥7.5KN,容许拉应力[σ]=110MPa,伸长率<2%,加筋挡土墙填料与筋带的摩擦系数为0.35,采用砾石土填筑,即采用掺和含碎石量为30%的碎石土填筑。
为了增强挡墙稳定性,基底横断面方向要整平成10∶1倒坡,并充分压实,压实度达到95%;基底承载力要达到设计要求,即[G]大于等于850kPa;挖基坑至山体岩盘上,要清除岩盘表面松散层,在挡墙与岩体衔接处纵、横断面处凿成台阶,台阶宽度大于50cm;基底承载力达不到设计要求,可采用挖空压浆法把砼用高压注入基底,布孔间距为1m,孔径为60cm。
面板安装需挂线砂浆砌筑,同层相邻面板水平误差控制在1cm以内。面板间水平缝宽1cm,由于同一层两块面板间预留楔形口,故墙面不留竖向砌缝。面板安装采用人工配合机械吊装就位,安装时单块面板向内倾斜1/100~1/200作为填料压实时面板外倾的预留度。注意:1)不得在未完成填土作业的面板上安装上一层面板,砌筑时不能用坚硬石子及铁片支撑,以免造成应力集中,损坏面板。2)在安装底层面板时,必须把半块的和全块的面板平稳地安装在基础上。3)水平误差用砌缝砂浆调整。水平及倾斜的误差应逐层调整,不得将误差累积后再进行总调整。4)每层面板安装完毕及时测量标高和纵向偏差情况。5)沉降缝施工应保证缝宽一致,上下贯通。
将预制块内的拉筋铺设在压实整平的填料上,不得重叠、卷曲或折曲。铺设方向与挡墙纵向轴线垂直,并用同材料连接棒连接延长拉筋,使之达到设计长度,以保证拉筋带均匀受力和共同发挥作用。拉筋带在加筋体中应尽可能均匀分布,保证加筋体能发挥整体作用。筋带铺设后,用少量填料从外向内进行填料(以保压住根部),再在尾端张拉一次不宜拉得太紧,然后将尾端(11m处)用竹钎固定(最下四层为通铺,搭接长度2m),使得筋带不会卷曲或折曲。当摊铺填料后,取出竹钎,下次再用。拉筋带与面板的连接应牢固、可靠并且易于拉紧、拉直。拉筋带在铺设时,下层填料要压实整平,其横向倾斜度以不大于5%为宜。
砾石土填料在取土场按每70kg土掺30kg碎石的比例用挖掘机充分拌合后挖装,由自卸汽车运输至加筋挡土墙施工现场。卸料时机具与面板距离不得小于1.5m,机具不能在未覆盖填料的筋带上行驶,并不得扰动下层筋带,填料粒径不得大于填料压实厚度的1/2,且最大粒径不大于10cm,填料不得有冻块或含有锋利的碎砾石,严禁掺杂有机料及生活垃圾,填料采用机械摊铺,摊铺机械距面板不应小于1.5m,机械运行方向应与筋带垂直,并不得在未覆盖填料的筋带上行驶或停车;距面板1.5m范围内,用人工摊铺。填料分层压实,压实顺序先从筋带中部开始,逐步碾压至筋带尾部,再碾压靠近面板部位,压实机械与面板距离不得小于1.0米,在此范围内优先选用透水性良好的填料,用小型压路机轻压或用人工夯实,严禁使用大、中型压实机械。
1、设置沉降观测点,观测加筋体沉降。加筋体沉降到位后,方可进行面层混凝土施工。面层采用挂设双层双向φ8钢筋,支模现浇150mm厚砼墙面,并预留D50泄水孔。
2、面板采用采用分段分层施工,每段长为10~15m,每层为2~3m,每段之间设置2cm的沉降缝,每层之间设施工缝。
4、将模板进行除锈、除污等工作后,刷上脱模剂按设计尺寸进行组装加固。请监理工程师检验,进行混凝土浇筑。
6、振捣采用附着式振动器振捣,用小型插入式振动棒配合进行捣固。
7、沉降缝严格按照设计要求施工,施工缝应在混凝土强度达到2.5MPa后,人工凿除浮浆,并清洗干净,在浇筑前,铺筑一层与混凝土同标号的砂浆。
9、待混凝土的强度达到设计强度的2.5MPa后,方可拆模。模板拆除时不要用力过猛,防止损坏模块的凹凸榫。拆模后需继续洒水养护,养生天数不能少于7d。
墙后排水。加筋土挡土墙墙后排水选用PVC软式透水管,在排水管周围竖向设30cm厚级配良好的砾石滤水层,并在基槽处设砂砾盲沟和碎石排水层,排水层上部铺设渗水土工布,以确保排水设施不被淤塞。注意事项:各段挡土墙尺寸、设计高程均在施工前要求先进行复算,并现场放样。在挡土墙施工过程中,应做好水土保持措施,尽可能将影响降低到最小。施工完后,应及时对因施工造成的破坏,应及时地进行清理和防护绿化。施工挡土墙时应注意与涵洞的连接。斜坡路堤上的挡土墙,应特别注意墙底基础的处理、墙后原地面台阶的开挖、填土的压实。同时,应注意墙后的排水通畅。
1、靠近面板处填土不密实。出现这种问题后将面板处土工格栅在不损坏拉筋情况下尽量向上拉起,采用小型打夯机认真夯实,同时加大现场管理检查力度。
2、墙面不平整。对出现不平整层及时调整。计算出每层面板距中线的理论宽度,并将护桩设于每道沉降缝坡脚处。工人现场操作时挂线、与两侧路基衔接问题。为保证挡墙段路基与两侧路基良好衔接,采用挡墙内填土与两侧路基同时填筑的办法,同时在连接部位适当增加纵向土工格栅以便良好过渡。
挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体,防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中,挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡,减少土石方工程占地面积,防止水流冲刷路基,并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。在山区公路中,由于地形条件更为复杂,地势更为陡峭,因此,挡土墙的应用被大力广泛。
浆砌片石挡土墙取材容易,施工简便,因此在很多范围都适用,被广泛采用。并且在山区公路中,石料资源较为丰富, 在挡土墙高超过10m时, 因地制宜,采用浆砌片石砌筑,可以较好地满足经济安全方面的要求
根据挡土墙结构类型及其特点分析,当墙高<5m 时,采用重力式挡土墙,可以发挥其形式简单,施工方便的优势。同时,由于山区公路地面横坡比较陡峭,若采用仰斜式挡土墙,会过多增加墙高,断面增大,造成浪费(增大断面,造价较高),采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。一般在路堑墙墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下,才考虑采用仰斜式挡土墙。当墙高≥5m 且地基条件较好时,采用衡重式挡土墙,可以有效地减小截面,节省材料。
在挖方边坡比较陡峭时, 采用路堑挡土墙, 可以降低边坡高度,减少山坡开挖,避免破坏山体平衡;在地质条件不良情况下,还可以支挡可能坍滑的山坡土体。对于采用路肩挡土墙或路堤挡土墙,应结合具体条件考虑,必要时应作技术经济比较 因为路堤挡土墙承受荷载较大,受力条件较为不利,截面尺寸也较大,所以在路堤墙与路肩墙的墙高或截面污工数量较为接近,基础情况相仿时,采用路肩墙比较有利
开挖前在其顶部设置截水沟(雨季),根据地质情况确定其开挖线,严格按照开挖线进行开挖,墙背置于岩中时,可直接按挡墙断面墙背坡度进行放样。同时施工上下挡段,则应先施工路肩墙,上挡需分段跳槽开挖,土质基础主要用机械(履挖)进行开挖,铺以人工修整成型:石基坑采用小炮爆破,人工清理、抬运 在距基底 10~15cm 时,用人工准确修凿整平至标高,倾斜基底不得以填补方法筑成斜面。开挖成型的基坑如遇雨天,应在坑内设排水沟、集水井疏干积水,保证基底无浸泡。基坑成型时埋入深度、基底地质情况均需复核,不符则应采取措施,才能施工。
墙体砌筑均采用挤浆法分段、分层砌筑(1)基础:石质基底应清理干净松散岩层,浇水润湿后坐浆砌筑;土质基底直接坐浆砌筑;地面线以下部分可不修凿镶面石;基础砌出地面后立即回填夯实,并作好顶面排水、防渗设施,以防基底被浸泡软化;基础应在开挖完成后立即进行,做到随开挖、随下基、随砌筑。
(2)墙身:砌体分段位置设于沉降缝处,砌筑前先将沥青木板按设计结构断面和坡度置于沉降缝位置,计算层数选好用料,以控制平面高度。砌筑墙身时先挂线于沉降缝木板上(根据选好的用料高度),从砌体转角部分开始安砌,首先安砌角石,再按顺序安砌镶面石。镶面石采用一顺一丁或两顺一丁方式砌筑,外圈定位行列石砌筑好后,方能填筑腹石。填筑腹石时先在圈内底部铺浆,然后选择石头进行试放,较大石料的大面为底,较宽砌缝用小石块填塞,试放好后用小锤击打石料挤浆,将砌缝砂浆挤紧,不留孔隙。砌筑时注意砌缝的互相交错、交搭,砂浆密实,砌缝应符合下列规定:(1)定位砌块表面缝宽度不超过 4 厘米,砌体表面占三块相邻石料相切的内切圆直径不大于7 厘米,两层间错缝不得小于 8厘米;(2)填腹部分的砌缝宜小,在较宽砌缝中可用小石块塞填;(3)块石砌筑可不按同一厚度分层,但每砌成 70~120cm 的高度应找平一次,段内两段相接外的竖向错缝,不得小于 8cm。
砌筑时每隔 2~3m交错设置泄水孔, 泄水孔安设可用 10PVC管(或打通竹管) 按泄水孔排水坡度砌于墙中, 也可直接留置10~15cm矩形孔。墙背泄水孔的进水侧设置反滤层,厚度不小于 0.3m,在最低排泄水孔下部,设粘土隔水层,粘土隔水层以人工进行夯实、整平。
上下挡需回填土部分随砌随填,在小型打夯机具可操作部位以蛙式打夯机压实,其余部分人工夯实并达到压实度要求,墙身砌筑完成即可勾缝,采用 M10 砂浆勾平缝,力求美观自然。
采用组合钢模,设预埋拉杆及钢管架支撑;拌合砼采用 350L自落式拌合机拌合;灌注砼由于断面较大,采用水平分段,斜向分层浇筑及掺加片石。砼强度达 70%可拆模,重新支模于上一层(每次立模高度为 2米, 预埋拉杆),预埋内拉杆采用 16 钢筋自行加工。
3.1外观质量:(1)严格把好镶面块石外露面的检测关,对不合格的镶面块石降一级处理.改作侧石或背石。(2)在角隅石的安放过程中,严格执行复检制度。特别是在弧线形施-I=段,要不厌其烦地调整镶面块石的位置,杜绝折线拐角的出现,使弧线)砌筑镶面块石在同一施工段落尽可能选用同一色泽的石块,如果无法达到,至少在同一旃工段落的同一层次.必须先用同一色泽的石块。
3.2内在质量:主要指砌体必须要有足够的强度和稳定性。强度取决于砌筑用砂浆的标号以及砂浆与石块之间粘结的牢固度,砌体的整体稳定性取决于基底的地质情况以及基础的结构形式。控制内在质量必须做到:(1)严格控制砂浆拌制时的配料精度。砂浆拌和时间宜为3―5min,已初凝的砂浆不得使用。(2)杜绝使用含泥鼍超标的砂子和受潮后有凝结团块的水泥。(3)每工作班待收工后,砂浆初凝时。必须洒水养护。整段砌体完工后,至少要洒水养护7天以上。(4)基坑开挖后,避免受水浸泡。土质基底必须采用轻便触探仪或其它町靠的仪器现场检测地基土的承载力,对承载力达不到设计规定值的摹底,必须及时上报,或对基底进行加固处理,或将基础的结构形式变更后才能继续施工。
随着我国公路建设的迅速发展,公路挡土墙的应用日益广泛。公路挡土墙的建设是公路施工中的一项重要内容,挡土墙对公路的养护起着至关重要的作用,并且随着人们对公路建设要求的提高和对环境优美、行车舒适的追求。挡土墙在公路建设中越来越彰显其重要性。
土工格栅在实际的组成过程中,主要是由聚氯乙烯等高分子的聚合物在实际的加工中逐渐形成的,并在土木工程的应用网格状屏栅,其类型主要有三种,分别是玻璃纤维、聚酯纤维以及钢塑等等,这些类型均具有较高抗拉强度,同时加筋土主要是一种相对柔性的一种结构物,其弹性相对较好,在地基的承载力中有着相对较好的承载力,土工格栅这种良性的筋材,不但能够显著提高土体特性,如果能够对其实施科学合理设计,也可以为结构安全系数能够得到根本性的保障,并对各种荷载加以承受[1]。
土工格栅加筋挡土墙在实际的施工过程中,不可避免的存在各种各样的问题,因此在土工格栅加筋挡土墙技术应用的过程中更应该将其质量控制加强,首先就要对类似工程的相关经验加以收集,并结合材料设备的质量以及其施工工艺,借助于张拉控制和沉降观测等因素做好相关的控制,其次归纳总结存在的问题,并在分析中做好施工质量的控制,最后对各个环节可能存在的因素充分的加以掌握。
土工格栅加筋挡土墙设计的过程中,首先就要对设计因素进行合理的确定,并做好地质和地形条件的一定综合设计,其次就要做好对设计方法的合理选用,并对强度折减的方式加以采用,将加筋承受施工应力主筋增强。
极限平衡法的应用首先需要假设滑裂面的产生,同时将其土体分成两部分,分别为主动去和被动区,在此基础上有效的避免出现挡土墙变形,其它各种土工结构在实际的设计过程中主要是对有限元分析方法加以采用,在应用单元体的基础上构成离散化结构,用此结构替换连续体结构,进而对应力和变形进行综合性的分析。
本文在对公路路堤施工中土工格栅加筋挡土墙技术应用进行分析时,主要借助于一定的工程实例,进而分析了其施工的工艺过程、基坑的开挖控制、墙体的施工以及填料施工和墙后排水基础工作。
以某地区某段公路工程为例,其起始的桩号是K62+834――K63+408,在实际的设计过程中,主要是对加筋挡土墙轻型结构加以采用,左侧和右侧的距离为492m,挡土墙的面板应用的主要是C30混凝土预制件,不管是面部还是外行所设置的均是矩形槽板,之间的肩带结点距离保持在0.5mm,垂直距离为0.5m,筋带在实际的设计过程中主要是对CPE3020II钢塑复合筋带加以采取,其质量监控调查表如图1所示。
施工的过程中,通过借助于加筋土挡土墙实际的施工特点,首先就要进行基础施工和面板预制的过程,其次就要做好面板的安装和拉筋的铺设工程,最后就要做好填料摊铺碾压过程[2]。
基坑开挖的过程中,主要是借助于人机配合的方式,进而做好墙体施工分段的配合工作,首先就要对放线工作进行合理的测量,并依据于设计点将开挖的起始点、开挖的中点以及其边线进行合理的设计,进而对装标进行设置,其次就要将开挖的深度加以表明,要注重保持基坑的干燥性,同时提前设置好排水沟,确保排水沟具有良好的通畅性。挡土墙在实际的设计过程中主要是对分段施工的方式加以采用,并对每一段的基地高程设计的过程呢个中,往往需要做好对标高的有效控制。
墙体施工的过程中,由于挡土墙的基础施工有着一定的重要性,在本次工程中所采用的是C15石砼垫层,同时浇筑过程在已经开挖好的基坑中实施,通过结合分段施工的方式,首先就要清理其垫层,并在每一段的长度中对放线进行表面测量,借助于C20混凝土条形实现基础浇筑,其基础深埋至少保证不低于1.2m。加筋挡土墙面板主要是对C25钢筋混凝土空心墙面预制块加以选用,尤其是在面板安装的过程中,有效的控制每一层面板均保持合理的竖直度,确保其相邻面板之间没有出现错位问题,其基础顶面施工完成之后,就要精确测量面板安装的边缘线,并做好对桩的基础布局控制,实际的轴线mm。
砂浆主要是对M10的水泥砂浆加以选择,同时每层的三个块体中将1条竖缝不挂灰浆进行留设,将其社会值为排水风,保证分阶出的第一层块体的基体有着相对扎实的填土,确保基底整体平整度以及密实度能够达到要求。在确保施工质量的条件下,最大化的实施全面测量。同时对轴线偏差量在允许范围内加以保证,工程在实际的施工过程中,一旦存在一定的异性块,就要进行现场浇筑,并对C25混凝土加以采取,进而将其进行压顶处理。对坐浆厚度进行合理的控制,并将每一层面板板顶高度实施相应调整,最大化的在同一水平面上合理的调整面板顶高程[3]。依照一定的标准对工作进行调平处理,轴线mm,同时其同层相邻的面板某种水平误差尽可能的不超过10mm,进而对高程的质量加以保证。
公路路堤施工中土工格栅加筋挡土墙技术过程中,其填料在实际的施工过程中,同样也有着一定的质量控制,首先填料的过程中可以应用自卸汽车的运输方式,填料过程中再加上人工辅助方式,将小型推土机的摊铺工作做好。另外在格栅实施填料中,首先就要保证在格栅上借助于人工铺筑的方式将10cm左右的合格土加以铺筑,并借助于机械摊铺的方式,进行分层填筑,将其压实。
墙后排水的过程中,更应该反复的计算出各段挡土墙尺寸和设计高程的实际情况,并进行现场放样处理,尤其是在挡土墙的施工过程中,还要做好水土保持工作,在施工过程一定要最大化的减少对当地植被造成人为性破坏,对于施工垃圾及时清理,并做好实际的防护绿化工作,另外还要做好墙底基础的合理化处理,并在墙后原地面台阶的开挖过程中,做好填土的压实工作,并保持墙后有着通畅的排水。
随着时代经济的飞速发展,现代化公路建设进程逐渐加快,同时在公路路堤施工过程中更加注重路基的质量,而提高公路路堤施工的质量,并做好质量的控制,就要合理的运用土工格栅加筋挡土墙技术,做好各项基础设施的施工工作,在施工中科学应用土工格栅加筋挡土墙技术,全面推动我国公路事业的蓬勃发展,进而保证我国国民经济的可持续发展。
[1]闫超. 浅谈土工格栅布加筋挡土墙技术在某护坡工程中的应用 [J]. 商品与质量・建筑与发展,2014,(12):149-149.
(1)随着我国交通事业的快速发展,公路占地现象已日渐成为交通主管部门需要解决的一个主要问题,尤其当公路经过乡镇、村庄、河流边时的高填方路段,既要少占地,保证百姓通行,又要考虑工程投资及外型美观等要求。加筋土挡墙施工技术的应用,极大的解决了这一突出难题,越来越多的受到了业主、设计、监理单位的青寐。
在土体中分层加入一定量的具有较高抗拉强度和耐久性好的拉筋,拉紧锚固后,机械配合摊铺填料,经分层摊铺、充分碾压,使填料与拉筋之间产生摩擦作用,约束土体的侧向膨胀,提高土体的抗压、抗剪能力,从而使面板、筋带、土体之间连接可靠,构成互相制约的整体结构。加筋土结构是柔性结构,它能承受很大的沉降而不致对加筋土结构产生危害。在填料将拉筋埋入后,滑动的土体通过填料与拉筋之间的摩擦作用把拉筋锚固在土中,形成整体稳定结构。
地基处理基础施工面板预制、安装筋带验收、下料并铺设加筋带填料的采集、摊铺、压实检查压实度及面板循环施工至墙顶标高施工帽石、完成路基附属设施及防排水竣工验收。
施工前应对图纸核对,做好现场调查,尽早着手地基加固及面板预制工作。编制实施性施工组织设计,优化施工组织,并对作业人员进行必要的岗位培训。熟悉掌握设计标准、质量标准、施工规范。根据工程任务大小,确定加工吊装小车。
先对加筋土挡墙进行详细测量定位,标出基槽开挖线和开挖深度,人工配合机械将基槽开挖至设计基底标高,对基础底面的地基进行承载力检测,承载力满足设计要求后方可按设计要求进行基础混凝土的施工。
4.3.1墙面板预制必须采用钢模板,对钢模及底板要经常检查及维修,清楚模板上的砼残留物,每次都要刷脱模剂后再预制,以保证预制光洁平整,达到设计精度要求。面板预留的穿筋孔要保证圆滑。为保证混凝土的质量和加快预制进度,应采用干性、半干性混凝土(或掺加早强剂的混凝土),应采用机械振捣,如表面粗燥无浆,可用相同灰浆比的水泥砂浆对表面做收光处理,使之平整美观。面板的检查标准为:强度合格、边长误差不大于±5mm或边长的0.5%;两对角线mm或最大对角线mm之间。表面平整度误差不大于4mm或长(宽)的0.3%。穿筋孔无明显偏差,且易于穿筋。不符合上述标准的面板严禁使用。
4.3.2面板的安砌:安装第一层面板前,应在干净的条形基础顶面,准确划出面板外缘线,曲线段应适当加密控制点。然后在确定的外缘线上定点进行水平测量,按板长线分割、整平板基座。安装面板可以从墙端和沉降缝两侧开始,采取适当的吊装设备或人工抬运,吊装安装就位。安装时单块面板倾斜度一般可以内倾1%左右,作为填料压实时面板在侧向压力作用下的变形值。任何情况下严禁面板外倾。面板安砌时用M7.5水泥砂浆砌筑调平,除排水缝外,水平及竖缝内侧均全部勾缝处理,板外侧应简单勾缝、保持整洁、排水缝一般每3m设置一道,用干砌的竖缝代替。同层相临面板水平误差不大于10mm,当缝宽较大时,宜用沥青软木进行填塞。安砌缝应均匀、平顺、美观。并不得在未完成填土作业的面板上安砌上一层面板。严禁采用在板下支垫碎石或铁片的方法调整水平误差,以免造成应力集中损坏面板。
当第一层面板初步就位后,即可按下列顺序施工:填料、压实、铺设筋带、覆盖填土、校正面板、填料、压实、校正面板、安砌另一层面板。
(1)加筋带验收:加筋带选择优质厂家进行,进场后先进行试验,合格后方可使用。
拉筋带的下料及铺设:拉筋带下料应根据包装规格及整个工点的各断面拉筋设计长度统筹提前安排、合理下料、避免边铺边下料,以免造成加筋材料的浪费或人为随意性造成尺寸误差。筋带的铺设采用一根筋带穿过穿筋孔分成等长的两股,因此每根筋带的下料长度应为改结点处筋带的设计长度乘2加上300~500mm富余(作为拉筋穿过孔时所占长度)。铺设筋材应按设计的长度和根数铺设在有3%横向侧坡的平整压实填土上(使筋带端比前端高5~10cm)。筋带应拉直、拉紧、不得有卷曲、扭结。筋带应尽量垂直于墙面并垂直于墙面并呈扇形,辐射状均尚开,并尽量分布均匀,应有至少2/3的长度不重叠。
(2)加筋带铺设时,边铺边用填料固定其铺设位置。先用填料在筋带的中后部成若干纵列压住加筋材料,填料的多少和疏密以足以固定筋带的位置为宜,再逐根检查、拉直、拉紧,然后按设计铺设填料。
4.5.1填料的采集:加筋土填料应在土体各项性能指标,满足设计要求(>
350)采集场采集,应选择水稳性好的透水性材料,不得含有冻块、有机料及生活垃圾,严禁采用腐质土,填料最大粒径不超过压实厚度的2/3,最大粒径不得大于15cm,且最大粒径块体的总含量不得大于15%。要求对准备采集的填料进行土工试验,以保证其内摩擦角、比重等各项指标符合设计要求。填料应级配均匀。
4.5.2填料的摊铺:填料可采用机械和人工相结合的方式进行摊铺。当采用机械摊铺筋料时,必须辅以人工作业。人工作业就是用人工就近将填料搬运和摊铺在拉筋带上。当用推土机摊铺填料时,拉筋带上的填料覆盖厚度不小于20cm。未压实的加筋体,一般不允许运输车辆在上面行驶;若需要临时行驶,则填料厚度不小于30cm,同时行车速度不得大于5Km/h,并不准急刹车,以免造成拉筋带的错位。同时所有机械的行驶方向应与筋带垂直,并不得到距面板1.5m的范围内行驶,填料必须分层压实。
4.5.3碾压:压路机应选用小型振动式压路机或光轮压路机,严禁使用大、中型压实机、单足碾。距面板1.0m范围内及拐角处压路机无法压实处宜用蛙式夯或平板等轻型机械压实。压实度要求距面板1.0m范围内的压实度不小于90%,其余范围内的压实度不小于95%。正式碾压前应先进行试碾压。根据所用碾压机械、填料性质、摊铺厚度等,初步确定达到设计要求的填料密实度所需的碾压遍数及碾压方法,并总结记录有关参数和经验,以指导施工。
4.5.4填料碾压时,应先从筋带长度的1/2处开始,向筋带尾部碾压,然后再从1/2处向墙边碾压。碾压时压路机方向宜垂直于筋带。压路机运行方向应垂直于筋带且下一次碾压的轮迹的1/3。第一遍速度宜慢慢轻压,以免拥土将筋带推起或错位。第二遍以后可稍快并重压。每次应碾压整个横向碾压范围内,再进行下一遍碾压,碾压的遍数以达到规定的压实度为准。压路机不得在未经压实的填料上急剧改变运行方向和急刹车。加筋体每层碾压完成后进行压实度检查。检测点数按每500m2或每50m长工程段不少于3个为宜。检测点应相互错开,随机选定,但后面部分的检测点应不少于总数的2/3。面板后80cm范围内的至少有1个检测点。压实度应达到设计要求最低不得低于设计要求3个百分点。
挡墙的帽石厚度调整高度以满足变坡的需要。帽石的施工方法与混凝土的施工方法相同。施工前仅需在施工混凝土前每隔4.0m预留栏杆安装孔一个,孔深35㎝,22×22㎝方孔。
基础与墙体及压顶按15m长分段,分段处缝宽20mm,用沥青木丝板嵌满缝。每一分段基础顶面应位于同一水平面上。挡墙条形基础的埋深应不小于2.5m。
每层面板的填料碾压稳定后,应对面板的水平和垂直方向用垂球或挂线检查,以便及时校正,防止偏差累积。每安装2~3层面板时应全面检查一次安砌质量,超过规定者须及时纠正。检查项目包括轴线偏差,垂直或坡度、平整度,面板破损情况相临面板高差、板缝宽和最大宽度等。
5.1施工方便,进度较快。加筋土挡墙的施工过程是拼装、填土碾压过程,很适合于机械化施工,而且面板、拉筋带、连接件等构件,全部可以实现工厂化生产,既能保证构件质量,还可降低原材料消耗,节省大量人力、物力,施工速度快,工期短,施工质量容易保证。
5.2投资少,占地少。加筋土挡墙的近乎垂直布置,一方面可以减少占地面积、节约填方,另一方面在不允许开挖的地区又可以实施修建工程,这在城市防洪工程、道路建设和地价昂贵的地区,有其显著的社会效益。加筋土挡墙与传统混凝土支挡结构比较,其开挖工程量小,自重小,预制方便,节省工程造价,经济效益显著。
5.5适用范围广,可适用于一级、高速公路高填方段需少占土地段路基施工。也可适用于城区处高架桥两侧引道路基施工。
6.造型美观。加筋面板统一预制,分段安装,整体外观色泽一致,具有良好的整体外观。
由于加筋土挡墙具有上述诸多优点,因此,在高填方路段笔者建议大力应用加筋土挡墙施工技术。
某高速公路起点桩号为K125+500,终点桩号为K132+550,线km,在整个高速公路施工中,设置两座大桥,四座分离式立交桥。高速公路路径填筑长度约为6.1km。为保障高速公路运行安全,在高速公路施工过程中,委托专业公司对该高速公路东桥段挡土墙、西南段滑坡位置段防护结构及其他段挡土墙进行检测,对高速公路挡土墙及滑坡体进行施工质量评估。在该工程挡土墙检测中,应用地质雷达无损检测技术进行检测工作。
地质雷达属于一种新兴的高效浅层地理探测新技术,与传统探测技术相比,地质雷达具备探测速度快,重量轻,便于携带,探测精度高,图像直观等优势,在混凝土结构、岩土工程及其他领域应用较为广泛。
在应用地质雷达进行挡土墙检测时,通过雷达主机控制,雷达脉冲源装置产生周期性毫微秒电磁波信号,并直接将电磁波信号反馈给发射天线,通过发射天线耦合到挡土墙信号在传播路径中遇到的介质非均匀体时,如电磁波信号在传输中遇到孔洞、不密实等状况,会产生电磁波反射波信号,接收天线在接收到电磁波反射信号后传输给接收机,应用接收机对接收到的电磁波信号进行整形与放大等处理,经由电缆传输到雷达主机,雷达主机将处理后电磁波信号传输给计算机,通过计算机度信号幅度大小进行编码,并以波形堆积图、灰色电平图、彩色电平图等进行显示,判断挡土墙施工质量。由此可以看出,地质雷达无损检测技术,是通过对检测体发射电磁波,电磁波在进入墙体时,电磁波会产生发射、折射及绕射等现象,通过对电磁波形、幅度、发射波走时等进行挡土墙结构及挡土墙几何形态判断。其工作原理可以用图1来描述。
根据该高速公路工程概况,采取地质雷达无损检测技术对该高速公路挡土墙质量进行评估与研究。
准备工作质量直接影响着地质雷达无损检测数据的准确性,准备工作的主要内容包括两个方面:其一,了解地质雷达探测区域情况。通过安排专业人员进行现场勘探,获取该高速公路地质雷达探测周边状况。在该高速公路挡土墙区域内,地下水位较高,地下水较为丰富,多在挡墙与填土连接位置存在着渗排水现象,部分区域形成了排水通道,严重损坏了挡墙背填土,影响挡土墙安全性;挡土墙在墙底设置有的一排挡土墙泄水孔,挡土墙中部没有设置泄水孔,泄水孔排水存在着不通畅问题;挡土墙砂浆受到较为严重的剥落,砂浆连接力不足;道路排水沟运行状态良好;在检测中没有发现挡土墙墙背地面下沉现象。其二,天线选型,在进行隧道衬砌检测中,需要应用屏蔽天线。频率低天线发射雷达波主频较低,分辨率偏低,精度一般,能量衰减速度慢,探测深度值较大,频率高天线发射雷达波主频较高,分辨率及探测精度较好,能量衰减速度较快,在深度较浅探测中效果突出。如表1为部分频率天线应用效果表。
为此,天线选型时,需要根据实际挡土墙厚度进行天线选型,在该高速公路挡土墙检测中选择900MHz天线挡土墙检测数据采集
在该高速公路工程中,共设置两条测量线,分别设置于东桥段挡土墙、西南段滑坡位置段防护结构位置。在地质雷达检测之前,需要设置检测参数:将地质雷达检测行走速度控制在5km/h左右,设置900MHz天线个时间采样点,综合实际情况,采取由浅入深性增益,应用连续检测方式。
为保证地质雷达检测中,其检测图像测点与实际检测里程对应性,需要进行里程标记设置,在隧道边墙中以间隔5m的标准进行标记设置,从而方便里程核对。在地质雷达检测中,操作人员需设置雷达参数,在雷达记录中间隔5m作一次标记,在探测过程中,保持天线移动速度均匀。在该高速公路挡土墙探测中,以汽车搭载测试平台,保证测试数据稳定性与可靠性。
在采集探测数据后,应用专业处理软件进行处理,通过频谱分析、滤波去噪、增强振幅等措施,提高数据可分析性,通过研究异常特征及面层相位特征,对各个检测段探测结果进行分析,找出挡土墙中存在的病害,判断病害类型、深度、范围及所在里程等。通过雷达图像研究法发现挡土墙填土较为疏松,存在着孔洞等质量问题,为施工提出意见。
在该高速公路挡土墙检测中应用地质雷达无损检测技术,发现挡土墙厚度满足设计要求,然而在挡土墙施工中,部分位置存在着松散不密实问题,部分挡土墙存在着连续孔洞质量问题,研究其成因并提出处理建议,提高工程挡土墙质量。
高速公路挡土墙施工质量直接影响着高速公路运行的安全性及整体效益,在进行高速公路挡土墙质量检测时,可以应用地质雷达无损检测技术。地质雷达无损检测技术在应用中探测精度较高,图像直观,操作方便,综合效益较好。结合实际工程案例,对地质雷达挡土墙质量检测及具体应用进行研究。实践证明,应用地质雷达无损检测技术,可以有效发现挡土墙中存在质量问题,从而提出科学建议,保障高速公路安全运行。
[1]康旺东.基于地质雷达无损检测技术的挡土墙质量评定及研究[D].中南大学,2012.
[2]汪贵春.挡墙质量无损检测技术应用研究[D].重庆交通大学,2009.
[3]王映娟.挡墙病害无损检测技术探讨[J].四川建材,2012,38(6):130-132.
公路是关乎我国经济发展的重要因素,公路建设中,公路挡土墙作为其重要组成部分,建设技术要求也越来越高。要想提升公路的质量,就必须做好公路挡土墙抗倾稳定性设计,从而有效的促进交通运输业的快读发展。
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。 挡土墙的布置是挡土墙设计的一个重要内容,通常是在路基横断面图和墙趾纵断面图上进行,个别复杂的挡土墙尚应作平面布置。
横向布置——横向布置主要是在路基横断面图上进行,其内容有:选择挡土墙的位置、确定断面形式、绘制挡土墙横断面图等。挡土墙的位置选择——路堑挡土墙,大多设置在边沟的外侧。路肩墙应保让路基宽度布设。路堤墙应与路肩墙进行技术经济比较,以确定墙的合理位置。当路堤墙与路肩墙的墙高或圬工数量相近,其基础情况亦相仿时,宜做路肩,因为采用路肩墙可减少填方和占地;但当路堤墙的墙高数量比路肩墙显著降低,且基础可靠时,则宜做路堤墙。浸水挡土墒应结合河流情况布置,以保持水流顺畅,不致挤压河道而引起局部冲刷。山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处,墙的高度应保证墙后墙顶以上边坡的稳定性。确定断面形式,绘制挡土墙横断面图,不论是路堤墙,还是路肩墙.当地形陡峻时,可采用俯斜式或衡重式;地形平坦时,则可采用仰斜式。对路堑墙来说,宜采用仰斜式或折线式。挡土墙横断面图的绘制,选择在起讫点、墙高最大处、墙身断面或基础形式变异处,以及其他必须桩号处的横断面图上进行。
纵向布置——纵向布置主要在墙趾纵断面图上进行,布置后绘制挡土墙正面图。确定挡土墙的起讫点和墙长,选择挡土墙与路基或其他结构物的连接方式。路肩墙与路堑连接应嵌入路堑中2~3m;与路堤连接采用锥坡和路堤衔接;与桥台连接时,为了防止墙后回填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出,应在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。路堑挡土墙在挡土墙洞口比结合挡土墙洞门、翼墙的设置情况平顺衔接;与路堑边坡衔接时,一般将墙顶逐渐降低到2m以下,使边坡坡脚不致于伸人边沟内,有时也可用横向端墙连接。按地基及地形情况进行分段,布置沉降伸缩缝的位置。布置各段挡土墙的基础。沿挡土墙长度方向有纵坡时,挡土墙的纵向基底宜做成不大于5%的纵坡。当墙址地面纵坡不超过5%时.基底可按此纵坡市置;若大于5%时,应在纵向挖成台阶,台阶的尺寸随地形而变化,但其高宽比不宜大于1:2。地基为岩石时,纵坡虽不大于5%,为减少开挖,也可在纵向做成台阶。
平面布置——对于个别复杂的挡土墙,如高的、长的沿河挡土墙和曲线路段的挡上墙.除了横、纵向布置外,还应作平面布置,并绘制平面布置图。在挡土墙设计图纸上,应附有简要说明,说明选用挡土墙设计参数的依据,主要工程数量,对材料和施工的要求及注意事项等.以利指导施工。根据具体情况,通过技术和经济比较,确定墙趾位置;测绘墙趾处的纵向地面线,核对路基横断面图,收集墙趾处的地质和水文等资料;选择墙后填料,确定填料的物理力学计算参数和地基计算参数;进行挡土墙断面形式、构造和材料设计,确定有关计算参数;进行挡土墙的纵向布置;用计算法或套用标堆图确定挡土墙的断面尺寸;绘制挡土墙立面、横断面和平面图。
施工准备基坑开挖报检复核砌筑基础基坑回填安设沥青板沉降缝选修面石拌砂浆砌筑墙身填筑反滤层回填土清理勾缝竣工交验
施工测量准备——编制施工测量专项方案,根据施工组织设计的要求,熟悉、校核设计图纸,编制测量方案,经技术负责人审批后,作为本工程测量施工的指导文件;施工测量方案应具有规范性、针对性、可操作性,一经批准,应认真检查落实情况,确保施工过程自始至终受控。测量仪器、计算器具在使用前应按照《计量法》及测量仪器《检定规程》进行校验。
复测应对照施工设计资料进行导线、中线、水准点的复测,根据现场实际情况增设必要的导线、水准点。验线,测量人员应根据设计单位交底的控制点先进行联测复测无误后,经监理工程师审批后,方可进行施工放线,施工。使用高精度的全站仪和高精度水准仪,直接进行高精度的放样和检测,从而大幅度地提高测量的精度。
开挖前在其顶部设置截水沟,根据地质情况确定其开挖线,严格按照开挖线按相关坡度进行开挖。挡墙基底均嵌入岩石中不小于1米,开挖严禁放大炮,以保证地基不受破坏。土质基础主要用机械进行开挖,挖至石质基础采用人工破碎开挖,人工清理、抬运。用人工准确修凿至标高
按设计图纸标高、尺寸采用机械开挖基坑,人工配合,当挡土墙内路基为挖方且自然坡度能满足挡土墙内边坡,则挖土顺坡后再行砌筑;当自然坡度不能满足,则需挖台阶,挡墙施工完毕后,按要求分层回填。砌块石基础应双面拉线,采用“铺浆法”砌筑。砌第一皮最底层块石基础时,按所放的基础边线砌筑,先在基坑底铺设砂浆,再将有较大平面的石块面向下铺砌在砂浆上;第二皮以上各皮则按准线砌筑;砌筑每一皮块石时,应分皮卧砌,并应上下错缝、内外搭砌,不得采用先砌外面的石块后再进行中间填心的砌筑方法,石块之间的较大缝隙不得采用先填塞碎石块后塞砂浆或干填碎石块的方法;块石基础的转角处和交接处应同时砌筑,不能同时砌筑时应留斜槎,斜槎长度不应小于其高度,斜槎面上的块石不得用砂浆找平;在斜槎处继续接砌片石基础时,应先将斜槎石面清理干净、浇水润湿后,方可砌筑。
回填前清除现状地面的杂填土、有机土及残坡积粘性土等不良土层。墙背分层碾压回填至墙顶规划地坪高程。墙体强度达到70%后,方可进行墙背回填。墙背回填料采用路基开挖料,路基土应有良好的天然级配,填料必须进行分层夯实。
挡土墙是支挡土体的结构物,它的断面尺寸与稳定性主要取决于土压力;挡土墙的位移情况不同,可以形成不同性质的土压力。
砌筑基础时,应经常检查和注意基坑边坡的土体变化情况,有无开裂、位移现象。砌筑高度超过施工操作面相应高度以上时应搭设脚手架。脚手架上堆放材料不得超过规定荷载值,同一块脚手板上操作人员不得超过两人。不准用放不稳固的工具或物品在脚手板上垫高操作,更不准在未经计算和加固的情况下,在脚手板上再随意叠搭一层脚手板。应按规定搭设安全网。在脚手架施工时,堆放材料、施工机具等物品不得超过使用荷载,否则,必须经过验算并采取有效的加固措施后,方可堆放和施工。不准站在墙顶面上划线、砖砌、刮缝、清理墙面和检查大脚垂直度等工作;修石时应面向墙面砍,并要注意防止碎石跳出伤人,垂直往上、往下人工投递石料时,要支搭站人用的脚手架,并认真传递,以防伤人。
公路施工技术的要求较高,按照应有的施工步骤和施工技术来进行施工是最基本的要求。施工管理者和施工人员要加强责任意识的培养,自觉严格遵守施工技术要求,建设质量优良的公路工程。
[1] 张雷. 山区高速公路设计相关问题探讨[J]. 才智, 2010(11)
随着城市的不断发展,人们对城市环境美化的要求越来越高,传统浆砌块石挡墙或钢筋混凝土挡墙也越来越难以满足城市发展的需要,成本高、施工难、景观效果差等诸多因素成为传统挡墙的不利因素。加筋土干垒挡土墙有效地解决了传统挡墙中存在的问题,经济方便,又适应现代社会的发展需求。
现代加筋土技术由法国的Herni.Vdial于20世纪60年代初发明,而在我国的发展和应用则是从20世纪70年代末开始,最先由云南煤矿设计院于1978—1979年在田坝矿区建成了3座加筋土挡土墙实验段,该工程的成功引起了我国土木建筑行业的极大兴趣,随后这项技术便在公路、林业、水利、市政园林等行业迅速发展起来并得到推广及运用。
加筋土干垒挡土墙在市政行业中的应用主要体现在城市河道整治工程中。由于城市用地紧张,大部分城市河道驳岸形式采用直立挡墙的形式,而此类形式的河道断面常水位与岸顶间存在很大的高差导致挡墙立面外露,而传统挡墙如浆砌块石挡墙、钢筋混凝土挡墙,立面效果较差,再加上市政类项目施工较为粗犷,项目建成后景观性较差,经常会受到业主部门及群众的差评,设计院方面往往通过在挡墙顶种植垂挂植物,起到遮挡立面的效果,但此方法仅限于挡墙顶不修建滨水步道的情况下,较为局限。而加筋土干垒挡土墙相比传统挡墙除在功能性上完全满足要求外,其优越的美学特性为设计师们提供了更多的想象与创作空间,干垒混凝土挡土块有上百种颜色选择,以及不同的形状样式,设计师可以将一些设计概念运用到挡墙立面的装饰中去,使设计理念的表达更加丰富灵活。加筋土干垒挡土墙在市政园林行业中的应用除河道整治工程外,在道路边坡工程、园林景观工程中也得到广泛应用,备受行业相关人员的好评。
加筋土干垒挡土墙是一种柔性护坡体系,属于重力式挡墙的一种。加筋土利用拉筋与土体之间的摩擦作用改善土体变形条件,提高土体的工程性能,从而起到稳定土体的效果。
加筋土干垒挡土墙由干垒块、垫层、地基层、排水骨料和加筋土等组成,如图1所示。(1)地基层:位于垫层下,主要承受垫层及加筋土区的荷载。(2)垫层:位于干垒块下,由碎石或素混凝土组成。作用是扩散干垒块的压力,提高地基承载力,并提供施工作业面。(3)干垒块:混凝土制品,形成花岗岩质感的挡墙外立面,依靠块体自重来抵抗动静荷载,达到稳定的作用。干垒块挡土墙是柔性结构,其墙底无须放置在冰冻线以下来满足承载力的需要。由于干垒挡土块具备透水性,缓解了墙后排水装置外的水荷载对墙面板的压力,从而增加了墙体的安全性。(4)排水骨料:位于干垒块后,可自由排水的粒状材料。作用是允许墙后积水的排除,减少墙后水压力。(5)加筋土:位于排水骨料后,通过拉筋与土体之间的摩擦作用起到加强墙体抵抗土压力和附加荷载的作用,从而增加墙体的稳定性。
加筋土之间作用的基本原理大致可分为以下几类:摩擦加筋原理、准粘聚力原理、弹塑性层板理论、均质等代材料原理等,其中最主要的是摩擦加筋原理和准粘聚力原理。
干垒挡土块拥有上百种颜色及多种造型样式可供设计人员选择,能形成丰富的立面装饰效果,给予设计者广阔的创作空间。干垒块混凝土劈裂面粗糙的表面纹理给人自然朴质的视觉感,施工后墙体立面的平整度及整体效果优于传统挡墙,更加清洁整齐,与城市环境氛围相融洽。
加筋土干垒挡土墙在造价上也极具优越性。一般情况下与其他类型的挡墙相比,可节省造价30%~50%,挡墙越高,节省的费用就越多。由于干垒加筋挡墙在我国起步较晚,对有限工程实例的造价缺乏系统的比较。世界上对干垒挡墙与其他类型的挡墙造价有过系统的研究,研究成果见表1。(2)I/D指数据不充分;N/A当时没有相应的数据
在施工方面,加筋土干垒挡土墙能够成倍的提高施工进度及工程质量,主要影响因素如下:(1)挡墙无需水泥砂浆砌筑,可直接干垒;(2)单独作业的重复,不需要技术工,不需支撑,也不必在养护上花费时间,全部施工可在填土一侧进行,大大缩短工期;(3)施工限制减少,由于挡墙是预制的墙面和拉筋以及填土形成,在狭窄的施工现场或严格控制噪音震动的地方也能建造;(4)拆除简便,拆除时不用圬工凿除,取走填土即可。
由于干垒块墙体为柔性结构,层与层之间无水泥砂浆连接,墙体本身坐落在柔性骨料基础上,块体可以自由移动或调整相互位置,因此,对小规模基础沉陷或遇到短暂的非常荷载组合(如地震、高地下水位等)时具有相当高的适应能力,从而具备一定的安全性。
干垒块由高强高密实度混凝土制成,具有极高的抗压强度和抗冲击能力,不会分裂或腐朽,低吸水率使它同时具备很强的抗冻能力。加筋土采用的拉结网片是特殊的聚合物纤维编织而成的土工格栅,具有非常高的抗蠕变、抗老化能力。
重庆位于长江、嘉陵江交界处,是有名的山城,绝大多数工程场地起伏较大。在结构设计中经常碰到厂区临靠山边或位于山坡上的情况,需要对厂区环境边坡进行整治,有的位于高填方区,有的则需要进行大开挖。对于开挖的环境边坡,根据边坡稳定与否还需进行必要的支护措施。
锚杆挡土墙是指利用锚杆技术建筑的挡土墙,由钢筋混凝土墙面和锚杆组成,依靠锚固在岩层内的锚杆的水平拉力以承受土体侧压力。按墙面构造的不同,分为柱板式和壁板式两种。所谓柱板式是指挡土墙的墙面由肋柱和挡土板组成,挡土板直接承受墙面后填料产生的土压力,挡土板支承于肋柱,肋柱与锚杆相连;而壁板式则不设立柱,墙面仅由墙面板构成,墙面板直接与锚杆连接。下面就某厂区环境边坡设计情况做一下介绍。
以平面图东侧边坡为例,场平标高距坡顶有30多米高差,根据地勘报告揭露地质情况,该边坡从上往下为粉质粘土、强风化泥岩、中风化泥岩。设计采用锚杆挡墙作为边坡支挡。
设计条件:本段锚杆挡墙墙高共19m(进入中风化岩面1m),根据放坡条件,坡顶岩石范围内为1:1锚杆格架式边坡,土层范围内为植草护坡。锚杆倾角取值为20°,第一排锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于4m,第一锚点位置设于锚杆顶面下0.5m,同时锚杆设计中现浇混凝土构件的温度伸缩缝间距根据立柱间距合理分布,且不大于25m。立柱及面板混凝土为C30。立柱、面板钢筋采用HRB335E钢筋(fy=300N/mm2)。锚孔灌浆材料采用M30砂浆(内掺适量微膨胀剂) ,锚杆与砂浆的粘结强度≥2.4MPa,砂浆与中风化泥岩的粘接强度≥0.15MPa。本挡土墙锚杆为全粘结型锚杆,注浆方法采用压力灌浆,灌浆压力不小于0.2MPa。以下为设计中的锚杆挡墙剖面图、锚头大样图、锚孔大样图、墙顶联系梁结构图、锚杆挡墙立柱及面板结构图:
在锚杆挡墙设计中,主动土压力系数的选择较为重要,在设计中根据地勘报告,本段边坡为有外倾结构面的边坡,在计算侧向岩压力时,分别以外倾结构面的参数和以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法进行计算,结果取大值。
(1)以外倾结构面计算时所选用参数应根据地勘报告中提供,包括θ(外倾结构面倾角)、
s(外倾结构面内摩擦角)、cs(外倾结构面粘聚力)、δ(岩石对挡土墙墙背的摩擦角,一般取0.33
s)。以《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)第6.3.2-1公式计算结果如下:
(2)以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法计算时的破裂角取外倾结构面倾角和45°+
/2两者中的较小值。以《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)第6.2.3-1公式计算结构如下:
本段锚杆挡墙经计算结果发现以外倾结构面计算时的主动土压力系数Ka较大,取大值。算出主动土压力系数之后,可以算出如下结果。
根据侧向岩土压力水平分力标准值可以对立柱按连续梁进行受力计算,从而计算出锚杆轴向拉力设计值Na和标准值Nak。
计算结果本段锚杆采用328钢筋。一般情况下,由锚杆锚固体与地层的锚固长度算出结果较大,因此以La1起控制作用,同时锚固段长度还应满足一些构造要求,土层锚固的锚固段长度不应小于4m,且不宜大于10m;岩石锚杆的锚固段长度不应小于3m(构造长度),且不宜大于45D和6.5m,或55D和8m(对预应力锚索)。
锚杆挡墙的优点为:(1)结构质量轻,使挡土墙的结构轻型化,与重力式挡土墙相比,可以节约大量的圬工和节省工程投资;(2)利于挡土墙的机械化、装配化施工,可以提高劳动生产率;(3)可采用逆作法,不需要开挖大量基坑,能克服不良地基挖基的困难,并利于施工安全。
但是锚杆挡土墙也有一些不足之处,使设计和施工受到一定的限制,如施工工艺要求较高,要有钻孔、灌浆等配套的专用机械设备,且要耗用一定的钢材。
在中国经济高速发展的今天,各种基础设施、市政设施、水利水电项目建设也在开展进行,比如公路路边坡工程、市政道路工程、市政厂区工程、水利工程、河道护岸工程等等,均有可能会用到锚杆挡土墙,所以设计中合理选择计算参数可保证工程安全适用、经济合理、保护环境。 !