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各类挡土墙设计与应用研究综述

2015-10-21刘滨源

建筑工程技术与设计 2015年17期
关键词:挡土墙施工技术设计

刘滨源

摘要:介绍了挡土墙的类型和适用范围,总结了部分挡土墙的设计优化方案及各类挡土墙在不同工程条件下的应用,分析了不同挡土墙的施工技术,可供参考。

关键词:挡土墙;设计;应用;施工技术

0引言

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[1]。挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡,减低挖方边坡高度,减少土石方工程量和占地面积,收缩路基坡脚,防止水流冲刷路基,防止山坡覆盖层下滑和抵抗滑坡等等,并经常用于整治塌方,滑坡等灾害。在陡坡地段,岩石风化和为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段,可能产生塌方、滑坡的不良地质地段,高填方地段,水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段,为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的地段等都可考虑修建挡土墙。因此,挡土墙在实际工程中应用很广泛。

1挡土墙类型及其适用范围

挡土墙分类方法很多,按照墙的位置、材料、结构形式等进行划分。如按墙的位置可分为路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等,按墙体材料可分为石砌挡土墙、砖砌挡土墙、混凝土挡土墙和钢筋混凝土挡土墙等[2]。

一般都以挡土墙的结构形式分类,有重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。各类挡土墙的使用范围取决于墙址地形、工程地质、水文地质、建筑材料、墙的用途、施工方法及技术经济条件等因素。重力式挡土墙适用产石料地区,地基良好,非地震和沿河受水冲刷地区;衡重式挡土墙多用在产石料、地基良好地段,山区或者地面横陂陡峻的地区;悬臂式挡土墙用在缺乏石料的地区,地基情况可稍差一些;扶壁式挡土墙适用于缺乏石料的地区和地基承载力较低的地段,它较悬臂式更经济;加筋土式挡土墙适用于缺乏石料的地区和大型填方工程;锚杆式挡土墙适用于墙高较大,缺乏石料地区或挖基困难的地段,具有毛骨条件的路堑墙,对地基承载力要求不高;锚定板式挡土墙使用于缺乏石料的路堤墙和路肩墙。

挡土墙类型的选择应考虑地质水文条件、容许的不均匀沉降、挡土墙的外观、施工难易等情况,到达节约材料,降低工程造价,保护环境的目的。

2挡土墙的设计与应用研究

挡土墙一般都是条形建筑物,其设计荷载以滑坡推力和土压力荷载较大者控制设计,而土压力的选择需根据实际墙体可能发生的位移情况区别对待。

方玉树提出了某些岩土荷载计算方法在岩土荷载方向、在岩坡上填土时岩石坡面视为滑面的条件等方面存在若干问题[3];孙涛等提出了传统的水利护岸存在的一些缺点并综合分析了新型生态护坡及挡墙在实际工程中的应用[4];何浚华等通过采用大型通用有限元计算软件进行结构建模分析,验证了悬臂式挡墙结构的可行性[5];劉昌清等通过对重力式挡土墙研究思路的总结和主要计算结果分析,为悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、糟型挡土墙等明挖基础支挡结构设计提供参考[6];陈大平通过小比例软土地基加筋土挡墙模型试验,分析了地基和挡墙的应力应变分布和变化规律,探讨了软土地基上加筋土挡墙工作性状及其稳定性[7];吴依涵等采用有限元方法对基坑中的水泥土挡土墙进行了相关模拟计算[8];邹佑庭通过工程实例得出加筋土挡墙具有受力性能好、结构合理、方便施工等优势,值得推广[9];陈汉杰对卸荷板式扶壁挡土墙主动土压力进行分析,推出了其主动土压力的计算公式并进行了实际工程验证[10];苑举卫等引入刚度降低系数,开展PHC管桩和钻孔桩的抗弯刚度对比分析研究,建立了PHC管桩抗弯刚度和弯矩取值原则并结合工程实例验证其适用性[11];孟云伟通过工程实例分析表明预应力锚索在加固重力式挡墙中采用套管施工工艺是行之有效的方法[12]。

3挡土墙的施工技术

挡土墙的施工一般按照顺序依次为施工准备、基础开挖、支模板、挡墙基础浇筑、墙身浇筑、混凝土养护、回填和移交下道工序。

苟堡铭等分析了加筋土挡墙的施工技术在实施过程中的质量控制措施,并总结和评价施工的质量和效果;拉巴重点分析了重力式挡墙材料选择、设计、施工的关键技术,提出了关键质量控制点;乔永奎根据实践经验浅谈了加筋土挡墙的施工技术体会;冯槐宇介绍了丹江口大坝加高工程土石坝下游挡墙混凝土施工机械布置、模板规划、施工工序、施工方法、混凝土浇筑及养护、质量安全措施;阎仁才等阐述了钻孔排桩及预应力锚索在软土地区堤岸工程中的工艺技术要点及排桩锚索挡墙结构在软土地区的优越性;胡荣生分析探讨了半沼泽地带拉筋挡墙施工技术,对其施工方法做出总结并提出建议和措施;史呈森等探讨了进行桩板式挡土墙施工时采用自上而下的施工方式的好处;白力钟简明介绍了深基坑施工技术的要点;吕松华等报告了莱钢利用土工格栅加筋土挡墙的现状,并进行了加筋土高挡墙的施工工艺及质量控制措施的实践;徐盛着重介绍支护方案采用框架—锚杆支护、岩石喷锚支护和挡土墙支护结构;刘晓光根据现场的实际情况和地质条件,采用合理的施工顺序措施,通过现场试验研究,对锚索成孔工艺就行调整和改进。

4总结

随着经济社会的不断发展,人们对挡土墙在工程中的应用越来越重视。挡土墙作为工程应用的一种,由于其设计应用研究方案较多,施工技术的合理性保障有不小的难度,因此我们必须对挡土墙的研究力度进行加强,设计过程中要对附近环境和地质情况做出细致勘察,保证不污染环境,减少工程费用。

参考文献

[1] 陈忠达. 公路挡土墙设计[M]. 北京:人民交通出版社,1999.

[2] 潘磊,刘明. 挡土墙的类型和适用条件[J]. 工程科技, 2009(4): 68-70.

[3] 方玉树. 边坡支护结构岩土荷载计算若干问题[J]. 重庆建筑, 2015,14(135): 34-37.

[4] 孙涛,杨光泉,李国栋. 河道综合治理中生态护坡及挡墙应用分析[J]. 水利科技,2014(26): 52.

[5] 何浚华,庄亚萍. 机场高速公路扩建工程小山姚段悬臂挡墙设计[J]. 西南公路,2014(4): 40-43.

[6] 刘昌清,罗一农,魏永幸. 基于极限状态设计法的重力式挡墙设计研究[J]. 铁道工程学报,2014(9): 30-34.

[7] 陈大平. 软土地基加筋土挡墙应力应变分析[J]. 工程与建设,2014,28(5): 667-669.

[8] 吴依涵,陈四利. 水泥土挡墙渗透系数对基坑渗流的影响[J]. 低温建筑技术,2015(2): 70-72.

[9] 邹佑庭. 通过工程实例浅谈加筋土挡墙的设计与应用[J]. 福建建筑,2014(8): 61-64.

[10] 陈汉杰. 卸荷板式扶壁挡土墙的卸荷效应分析[J]. 广东水利水电,2015(1): 39-42.

[11] 苑举卫,孙邦宾,郭彤等. 预应力管桩用于基坑支护的抗弯刚度分析及工程应用研究[J]. 混凝土与水泥制品,2014(9): 71-74.

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