市政工程重力式擋土墻的初探

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【摘要】 為防止土坡坍塌、承受側(cè)向壓力受力擋土墻是比較常用的構(gòu)筑物。本文所闡述的重力式擋土墻，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、能夠就地取材的優(yōu)招，應(yīng)用最為廣泛。 

【關(guān)鍵詞】重力式擋土墻設(shè)計(jì)、構(gòu)造、施工要求、措施  【 abstract 】 in order to prevent the collapse of the slope, bear lateral pressure retaining wall is more commonly used force of structures. this paper expounds that the gravity retaining wall, with its simple structure, convenient, can use local materials for the best, most widely used.  【 key words 】 gravity retaining wall design, construction, the construction requirements, the measures  中圖分類號(hào)：tu99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：    重力式擋土墻的分類與適用范圍  重力式擋土墻通常由素混凝土或塊石砌筑而成。按照墻的傾角不同，可分為仰斜、豎直和俯斜三種。  重力式擋土墻的設(shè)計(jì)、驗(yàn)算要點(diǎn)  1、設(shè)計(jì)、驗(yàn)算要點(diǎn)及注意事項(xiàng)  在重力式擋土墻工程設(shè)計(jì)最初階段，設(shè)計(jì)人應(yīng)因地制宜，以工程所處的不同地勢(shì)、土質(zhì)、水文情況為出發(fā)點(diǎn)，參考以上三種重力式擋土墻的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，根據(jù)以上幾點(diǎn)初步確定擋土墻截面形式與尺寸。墻體頂寬不宜小于500㎜，底寬約為墻高的1/3－1/2，對(duì)墻高較小且填土質(zhì)量好的墻，初算時(shí)底寬可取墻高的1/3.墻體埋深不小于500㎜，墻趾臺(tái)階的高寬比可取h:a=2:1，a不得小于20㎝，此外基底法向反力的偏心距應(yīng)滿足e≤b/4的條件（為無(wú)臺(tái)階時(shí)的基底寬度）。為增加墻體抗傾覆的穩(wěn)定性，墻體在地成面以下部分可做成臺(tái)階式,擋墻地基縱向坡度大于5%時(shí),基底應(yīng)做成臺(tái)階形。坡度不宜大于0.1：1,對(duì)巖石地基不宜大于0.2:1。砌筑墻體采用材料可使用砌塊石、條石或者素混凝土,塊石、條石的強(qiáng)度等級(jí)低于mu30，混凝土強(qiáng)度不低于c15。為保證墻后土的抗剪強(qiáng)度以強(qiáng)度利于墻后積水的排出，在墻身錯(cuò)列布置泄水洞，其直徑不小于是100mm，外斜坡度5%，間距為2—3 m。當(dāng)墻后排水量較大或者集中水流處，為減少墻背后水分積聚的不良影響,可適當(dāng)增密泄水洞，加大泄水洞的尺寸或者增設(shè)縱向排水措施,墻身高大的還應(yīng)在中部設(shè)置盲管以利導(dǎo)水。當(dāng)擋土墻高度大于6 m時(shí)，穩(wěn)定性及地基承載力的要求制約了它的使用。對(duì)于高度較大的擋土墻，一般選用帶鋼筋混凝土底板的重力式擋土墻,既能適應(yīng)較大的高度，又較為經(jīng)濟(jì)方便。初估截面尺寸時(shí)應(yīng)盡量使擋土墻的自重遠(yuǎn)離墻趾,從而達(dá)到較好的抗傾覆效果。為解決基底應(yīng)力大于地基承載力，且分布不均對(duì)工程帶來(lái)的設(shè)計(jì)難題，建議采用“墊層法”對(duì)地基進(jìn)行換基處理，以人工回填的砂土（中粗砂，含泥量應(yīng) 小于3%，孔隙比e≤0.７５，干容重rd≥1.6t/m3)層置換原有土體作為持力層。經(jīng)過(guò)處理的地基穩(wěn)定性，減少基礎(chǔ)降量，加速軟土地基的固結(jié),提高地基的強(qiáng)度。  2、工程設(shè)計(jì)實(shí)例  以浙江省某市河道改造工程師例：該工程河道總長(zhǎng)約14.4km,全程分為三個(gè)區(qū)段：上游區(qū)段長(zhǎng)3800m； 核心區(qū)段長(zhǎng)約3800m；下游段長(zhǎng)6800m。受工程造價(jià)與建材運(yùn)輸?shù)葪l件的限制,下游段改造工程采用的是重力式擋土墻堤岸護(hù)坡形式。  ①工程面臨的問(wèn)題  經(jīng)勘測(cè)，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)下游段地質(zhì)條件不佳：屬淤泥質(zhì)土層，是軟黏土的一種典型代表，強(qiáng)度極低：標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)n<3，承載力不高。與回填土的力學(xué)性質(zhì)干容重1.55t/m3,天然濕容重1.85t/m3,飽和容重2.05t/m3,內(nèi)摩擦角27。，粘聚力小，壓縮性大，基礎(chǔ)沉降大。在下水位高且全年降水充沛，蒸騰量大，枯水與豐水期地下水位變化較大。改造后，該市為解決暴雨期雨水排放問(wèn)題，會(huì)將大量雨水集中向河道排放，故下游段承受雨水沖刷嚴(yán)重，易造成地基承載力及抗滑力下降。工程所在地地勢(shì)高差較大，普通的重力式擋土墻易發(fā)生傾覆危險(xiǎn)。  ②重點(diǎn)解決的問(wèn)題及措施  對(duì)其地基經(jīng)行換基處理，將地基不均勻沉降減小到最低水平，避免后期易產(chǎn)生沉降、變形、直截了當(dāng)墻體開(kāi)裂等問(wèn)題。采用墊層法換基，其計(jì)算模型為：假定墊層是基礎(chǔ)的一部分，則墊層把基礎(chǔ)底面的壓力擴(kuò)散到砂墊層的底部，砂層的底部即看作建筑物的“新基礎(chǔ)”底面。復(fù)核初定截面尺寸的驗(yàn)算點(diǎn)：根據(jù)土力學(xué)公式，此時(shí)砂墊層應(yīng)滿足：rd+b/b/p≤[p](d+d)(r-為砂墊層的容重；p-為基底的設(shè)計(jì)荷載，當(dāng)偏心荷載時(shí)，可近似地按基底平均壓力計(jì)；b/-新基礎(chǔ)底寬, [p](d+d)-砂墊層底部處天然土的允許承載力; d-墊層深度)。同時(shí)根據(jù)n=∮max/∮min(∮min/max-地基反力最小從值)驗(yàn)算壓力分布不均勻系數(shù)是否符合規(guī)范荽求。在董力式擋土墻下設(shè)置鋼筋混凝土底板,滿足工程高差大,提高砌體結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度與抗傾覆承載力,避免發(fā)生傾覆破壞。通過(guò)計(jì)算擋土墻與鋼筋混凝土底板交接面(即墻胸側(cè)鋼筋混凝土擋板)以上的土壓力ea、石砌體與擋板交界處的強(qiáng)度、偏心距e (e≤o.35交接面墻體寬度為宜)驗(yàn)算鋼筋混凝土底板的高度是  否符合規(guī)范要求。在墻后加密設(shè)置泄水洞,并在墻后做寬約300-5oomm的碎石(卵石)濾水層,利于排水、防止填土中細(xì)顆粒土的流失,并在墻后地基以上最低泄水洞下部地面筑夯實(shí)的黏土隔水層,有效防止墻后積水滲入地基造成地基承載力和擋土墻抗滑能力降低。  重力式擋土墻構(gòu)造及施工要求  1.擋土墻后填土宜選擇透水性強(qiáng)的填料分層夯實(shí),當(dāng)采用黏性土作為填料時(shí),宜摻人碎石,以增加透水性，不應(yīng)采用夾雜凍結(jié)土塊、木塊等雜物的淤泥、耕種土、膨脹性黏土等作為填料。  2.重力式擋土墻伸縮紳間距，漿砌石拌墻20mm―25mm為宜,素混凝土擋墻1omm-15mm為宜。在地基形狀和擋強(qiáng)高度變化處應(yīng)設(shè)沉降縫,縫寬20mm-30mm,縫中應(yīng)填賽青麻筋或其他有彈性的防水材料，填塞深度不應(yīng)小于150mm。相鄰兩端擋土基底高差較大時(shí)，應(yīng)按高：長(zhǎng)=1：2放階，階高0.5m。  3.砌筑石塊在使用前應(yīng)澆水潤(rùn)濕，清洗修鑿筇萬(wàn)終棗使用煎應(yīng)澆水狎瀑,清洗修鑿干凈其表面的泥土、水銹。塊石基砌筑基礎(chǔ)第一層前應(yīng)將基地表面清掃，潤(rùn)濕再坐漿砌筑；土基，應(yīng)將基底整平，直接坐漿砌筑。嚴(yán)禁拋石灌漿砌筑。砌體應(yīng)分段分層砌筑，分段長(zhǎng)度一般不超過(guò)去10 m，分段位置:宜盡量設(shè)在沉降縫處，各砌筑段水平縫應(yīng)大致水平，相鄰工作段的砌筑高差不宜超過(guò)1.2 m。  4.砌筑時(shí)應(yīng)在橫向、豎向雙掛線，各砌層的石塊應(yīng)安放穩(wěn)固,砌塊間應(yīng)砂漿飽滿、粘結(jié)牢固，不得直接貼鋪或脫空，底漿應(yīng)鋪滿，豎縫砂漿應(yīng)先在已砌完的石塊側(cè)面鋪放一些，然后在后一塊石塊放好后填滿搗實(shí)。  5.石塊應(yīng)分層砌筑，2層或3層砌塊組成一個(gè)工作層,每一個(gè)工作層的水平縫應(yīng)大致水平，各工作層豎銳突出部分應(yīng)敲掉。  結(jié)束語(yǔ)  綜上所述，設(shè)計(jì)與施工人員在重力式擋土墻設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，可結(jié)合文中所提實(shí)例、針對(duì)不同項(xiàng)目問(wèn)題與注意之處，采取必要的措施在根源上控制和避免問(wèn)題的出現(xiàn)。    【參考文獻(xiàn)】  1、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50010-2002）  2、《土木工程力學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社  3、《新版建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范匯編（修訂版）》 中國(guó)建筑工業(yè)出版社