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4 挡土墙类型与构造一、基本概念什么是挡土墙挡土墙用途与目的挡土墙各部分名称挡土墙:用来支撑天然或人工斜坡土体(路基填土或山坡土体)不致坍塌以保持土体稳定性,或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。挡土墙的用途与目的由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用,挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。用 途目 的1用于陡坡路段,坍、滑路段防止土体坍塌、滑动,稳定路基或山坡2用于沿河浸水路段保护并稳定边坡,降低填方对水流的影响3用于高填深挖或大填大挖路段减少填挖方量、降低边坡高度4用于建筑条件受限路段解决用地受限、生态或文物古迹保护问题挡土墙各部分名称二、挡土墙类型及适用范围按刚度及位移方式: 刚性挡土墙, 柔性挡土墙按用途和使用场合(路基横断面位置):路堑挡土墙,山坡挡土墙,路肩挡土墙,路堤挡土墙 按支挡原理和结构特点 重力式挡土墙 衡重式挡土墙 半重力式挡土墙 悬臂式挡土墙 扶壁式挡土墙 加筋土挡土墙 锚杆挡土墙 锚定板挡土墙 柱板式挡土墙 柱板式挡土墙 垛式挡土墙 竖向预应力锚杆挡土墙 土钉式挡土墙重力式挡土墙n 特点:依靠墙身自重抵御土压力;形式简单,取材容易,施工简便。n 适用范围:石料丰富(或用水泥混凝土);地基良好衡重式挡土墙 特点 利用衡重台上填土的重量和全墙重心的后移,增加墙身稳定,节约断面尺寸; 墙面陡直,下墙墙背仰斜,可降低墙高,减少基础开挖。 适用范围:山区、地面横坡陡峻的路肩墙,也可用于路堑墙(兼有拦挡坠石作用)或路堤墙半重力式挡土墙n 特点n 在墙背加入少量钢筋,以减薄墙身,节省圬工n 墙趾较宽,以保证基底宽度,必要时,在墙趾处设少量钢筋n 适用范围n 缺乏石料地区n 一般适用于低墙悬臂式挡土墙 特点 由立壁、墙趾板、墙踵板,三个悬臂梁组成,断面尺寸较小; 墙高时,立壁下部的弯矩大,耗钢筋多,不经济。 适用范围 缺乏石料地区; 作为一般高度的路肩墙,地基情况较差时也可使用。扶壁式挡土墙 特点:沿悬臂式墙的墙长,隔一定距离加一道扶壁,把立壁与墙踵板连接起来。 适用范围:在高墙时,较悬臂式经济,其余同悬臂式挡土墙加筋土挡土墙 特点 由面板、拉筋及填料三部分组成,借拉筋与填料之间的摩擦力保持墙身稳定; 施工简便,造价较低,外型美观; 对地基的适应性强,占地少。 适用范围 缺乏石料地区; 适用于石质土、砂性土、黄土地区修建较高的路肩墙; 不宜用于受水流冲淹地段。锚杆挡土墙 特点 由钢筋混凝土墙面(整体板壁或肋柱及挡板)和锚杆组成,依靠锚固在岩层(或土层)内的锚杆的水平拉力承受土压力,维持全墙平衡; 属轻型结构,材料节省;基底受力小,基础要求不高。适用范围:高路堑墙,高路肩墙,抗滑挡土墙;备有钻机、压浆泵等设备。锚定板挡土墙 特点 由钢筋砼墙面、拉杆和锚定板组成,借埋置在破裂面后稳定土层内的锚定板和拉杆拉住墙面,保持墙身稳定; 拼装简易、施工快; 结构轻便,柔性大。适用范围:高路肩墙或路堤墙,特别是地基不良时。柱板式挡土墙 特点 由钢筋棍凝土立柱、挡板底粱、底板、基座和钢拉杆组成,借底板上部土体的自重作用平衡全墙; 因底板位置升高,基础开挖量较悬臂式和扶壁式少;构件轻便,可预制拼装,快速施工适用范围 高墙; 适用于支挡土质路堑高边坡或处治边坡坍滑; 也可用于路堤墙柱板式挡土墙 特点 由钢筋混凝土锚固桩和挡土板组成; 利用深埋的锚固段的锚固作用和被动抗力抵抗侧向土压力,维护挡土墙的稳定; 开挖面小,施工较为安全。适用范围 岩质地基、土压力较大、要求基础深埋的地段; 墙高不受一般挡土墙高度的限制。垛式挡土墙 特点 用钢筋混凝土预制杆件纵横交错拼装成框架,内填土或石,借其自重抵御土体的推力; 施工简便,迅速; 允许地基产生一定的变形 损坏后,修复较易。适用范围 高路肩墙、路堤墙、抗滑挡土墙; 缺乏石料地区。竖向预应力锚杆挡土墙 特点 锚杆竖向砌筑于墙身内锚固在地基中,最后张拉锚杆,利用锚杆的弹性回缩对墙身施加预应力来提高挡土墙的稳定性。适用范围 适用于岩质地基,多用于抗滑挡土墙; 轻型钻机或人工冲孔设备。土钉式挡土墙 特点 由土体、土钉和喷射砼护面板三部分组成; 土钉加固天然土体,并与护面板相结合,形成类似于重力式挡土墙的复合加强体,使开挖坡面稳定; 工艺简单、材料用量与工程量较少,可自上而下分级施工。适用范围 对土体适应性强; 常用于稳定挖方边坡,也可作为挖方工程的临时支护。三、挡土墙布置挡土墙的布置,通常在路基横断面和墙趾纵断面上进行。1、挡土墙的位置的选定路堑挡土墙大多数设在边沟旁。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。路肩墙与路堤墙,视墙高或截面圬工数量、基础情况选用。沿河路堤设置挡土墙时,应结合河流情况来布置,注意设墙后仍保持水流顺畅,不致挤压河道而引起局部冲刷。2.挡土墙的纵向布置挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行,布置后绘成挡土墙正面图。布置的内容有: 确定挡土墙的起迄点和墙长,选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。 按地基及地形情况进行分段,确定伸缩缝与沉降缝的位置。 布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时,挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。 置泄水孔的位置,包括数量、间隔和尽寸。3.横向布置横向布置,选择在墙高最大处、墙身断面或基础形式有变异处,以及其它必需桩号的横断面图上进行。根据墙型、墙高、地基及填土的物理力学指标等设计资料,进行挡土墙设计或套用标准图,确定墙身断面、基础形式和埋置深度,布置排水设施等,并绘制挡土墙横断面图。4.平面布置对于个别复杂的挡土墙,如高、长的沿河挡土墙和曲线挡土墙,除了纵、横向布置外,还应作平面布置,绘制平面图,标明挡土墙与路线的平面位置及附近地貌和地物等情况,特别是与挡土墙有干扰的建筑物的情况。沿河挡土墙还应绘出河道及水流方向,其它防护与加固工程等。四、防排水措施(1)设置目的疏干墙后土体并防止地面水、地下水下渗;以免墙身承受额外的侧压力(静水压力、冻胀压力、膨胀压力);不使承载力下降;延长拉筋的使用寿命等。(2)排水措施:墙后坡面、加筋体顶面:设置排水沟、夯实地表松土和铺筑封闭层等,减少降水和地表径流的下渗。路堑墙墙趾前边沟:予以铺砌加固,以防边沟水渗入基础。非浸水加筋土挡墙:当面板基础埋深小于 1m 时,宜在地表下设置宽为 1m 的混凝土或浆砌片石散水。浆砌墙:为防积水,应设置泄水孔。直径: 510cm 圆孔或 5cm 10cm 、 10cm 10cm 、 15cm 20cm 的方孔,间距一般为 23m ,上下交错布置。最下排泄水孔的出水口底部高出地面(路堑墙为边沟水位,浸水墙为常水位) 0.3m ,保证顺利泄水;进水口底部,应铺设 0.3m 厚的粘土层,以防水分渗入基底。进水口周围,应采用具有反滤作用的粗颗粒材料覆盖(冻胀时,最好用炉渣),以免填料流失而阻塞孔道。当填料透水性差(如细粒土)或有冻胀可能时,在墙身和面板后设置排水、反滤或防冻层。采用厚度不小于 0.3m (或 0.5m )的砂砾、碎石等材料。渗水量大时,可增设渗沟,把水排泄到墙外。干砌挡墙:因墙身透水,可不设泄水孔。五、沉降伸缩缝沉降缝设置目的:为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂,须设置沉降缝,按墙高、地基性质变化设置;伸缩缝设置目的: 为防止圬工砌体因结硬收缩和温度变化产生裂缝,须设置沉降缝。通常设在同一位置(合并设置),称沉降伸缩缝。分段设计与施工:根据地形、地基情况 土质地基: 每隔 1015m (加筋土挡墙可达 30m)设置 岩石地基:间距可适当增大。缝宽: 一般为 23cm ,自墙顶做到基底。 浆砌挡墙:缝内用胶泥填塞;当渗水量大或冻害严重地区,宜用沥青麻筋或沥青木板等弹性材料,沿墙内、外、顶三方填塞,深度不宜小于 15cm ;当填石且冻害不严重时,可不嵌填材料,仅设空缝。 干砌挡墙:接缝两侧选用平整石块砌筑,使形成竖直通缝。加筋土挡墙沉降缝:采用异形面板,形成直缝,缝宽 12cm ,内填上述弹性材料。钢筋混凝土悬臂式和扶壁式挡墙伸缩缝:可采用企口缝,间距不超过 30m ,其间设置表面有 V 形缺口的收缩缝(钢筋不切断),间距约 10m 。六、基础1、基础类型天然地基、扩大基础、钢筋混凝土底板、台阶基础和拱形基础等。一般挡土墙可直接建造在天然地基上。加筋土挡墙面板,除平整的坚硬地基外,其底部应设置宽不小于 0.3m 、厚不小于 0.2m 的条形混凝土基础(基座)。 当地基较弱、地形平坦、墙身较高时,为减小基底应力和提高抗倾覆能力,可采用扩大基础。墙趾台阶宽度,不得小于 0.2m ;高度按材料的刚性角(浆砌材料为 35o ,混凝土为 40o)确定。 地基为软弱土层时,可用砂砾、碎石等材料换填,以扩散基底应力和增加抗滑能力;或采用桩基础。墙趾处地面横坡较陡,地基为较完整坚硬的岩层时,为减少基坑开挖和节省圬工,可 将基础底面做成台阶形。台阶的高宽比不应大于 2 : 1, 宽度不宜小于 0.5m 。2、基础埋置深度应埋置足够的深度,以保证其稳定性。土质地基:无冲刷时,天然地面以下至少1m(加筋挡墙面板基础底面不小于 0.6m) 有冲刷时,冲刷线以下至少1m。 受冻胀影响时,应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时,采用1.25m,但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎石垫层,垫层底面亦应位于冻结线以下不少于0.25m。岩石地基: 1. 应清除表面风化层,基础嵌入基岩的深度不少于 0.150.60m (按岩石的坚硬程度和抗风化能力而定); 2. 当风化层较厚又难以全部清除,可根据岩石的风化程度及其相应的容许承载力将基底埋在风化层中。 3. 当墙前地面横坡较大时,应留出足够的襟边宽度,以防剪切破坏;对加筋体,则设宽度不小于 1m 的护脚。4.当挡土墙位于地质不良地段,地基土内可能出现滑动面,应将基底埋置在滑动面以下 一定深度(抗滑墙埋入稳定岩层中的深度应不小于 0.5m ,稳定土层中不小于 2.0m),或采取其它措施,以防墙随土体一起滑动。七、挡土墙设计基本资料1、调查、勘测目的、方法和内容目的:收集设计和施工所需的资料;经济合理的设计调查项目:土压力设计参数 地基承载能力计算参数 验算稳定性所需设计参数 计算基础沉降所需参数 周围环境条件 设计沿河挡土墙所需的水文资料 施工条件2、挡土墙设计基本资料
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