楊賢水 馮宗義
(浙江省圍海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司,浙江 寧波 315040)
修建擋土墻主要是為了避免土體或者是填土不穩(wěn)的狀況,使得山坡土體和填土更加穩(wěn)定。擋土墻對(duì)于港航工程建設(shè)有很重要的影響,只有擋土墻的選型適合才能夠保證工程的整體質(zhì)量。接下來(lái)我們就來(lái)介紹一下具體的內(nèi)容。
1.1 重力式的擋土墻
重力式的擋土墻主要是要依靠擋土墻自身所存在的重力將側(cè)壓力抵抗掉,在制作這種擋土墻時(shí)主要使用的是片石、石塊和混凝土,將這些材料澆筑成梯形。但是要注意的是擋土墻的尺寸不是固定的,它可以隨著墻體和墻型的改變而變化。隨著擋土墻的墻背坡度越來(lái)越小,土的壓力也減少了。這種形式的擋土墻墻面的胸坡坡度和背坡坡的度比在1:0.2到1:0.3之間。應(yīng)該進(jìn)行使墻面和墻背呈平行的狀態(tài),這樣才能提高墻體的穩(wěn)定性,施工也更加容易。而且要注意墻背的背坡比例不能比1:0.25小?;讐簯?yīng)力在墻身的高度到了一定的值以后就成為了控制截面尺寸的因素。為了使地基的應(yīng)壓力能夠被承受,就要在墻底加設(shè)墻趾臺(tái)階。因?yàn)閾跬翂σ軌虻謸踝蟮膲毫?,所以在選擇擋土墻時(shí)必須要保證其強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn),這樣才能夠保證工程的質(zhì)量。
1.1.1 重力式的擋土墻具體的特點(diǎn)和分類
重力式的擋土墻有很多分類方法,依據(jù)擋土墻墻背的坡度,可以將其分成三種,即俯斜式、仰斜式和直立式。
(1)通過(guò)分析土壓力理論,我們知道俯斜背受到填土、墻背等的的壓應(yīng)力是最大的,其次是垂直墻背,最小的就是仰斜墻背。
(2)將開挖臨時(shí)邊坡和仰斜墻背結(jié)合在一起,在修建擋土墻時(shí)就不需要在開挖時(shí)填土了。但是俯斜式的墻背卻需要。所以在修建支擋挖方工程時(shí)一般都會(huì)選擇斜墻背,而填方工程,一般會(huì)選擇垂直墻背或者是俯斜墻背。
(3)如果在擋土墻前它的地形是比較平坦的,那么一般會(huì)選擇仰斜墻。如果它的地形是比較陡的,那么通常會(huì)選擇垂直墻或者是俯斜墻,這樣才能夠防止墻身太高。
1.1.2 重力式擋土墻所起到的作用:因?yàn)樵诤庵嘏_(tái)上填土?xí)?dǎo)致墻身的重心向后面移動(dòng),而擋土墻卻可以提高墻身的穩(wěn)定性。
1.2 錨定式的擋土墻
錨定式擋土墻是比較輕的形式,通常有兩種,即錨桿式和錨定板式。
1.2.1 錨定板式擋土墻:因?yàn)殄^定板式的擋土墻主要的組成部分是鋼拉桿、錨定板和墻面系。墻面系的面板與鋼拉桿的外端和內(nèi)端相連接。擋土墻的穩(wěn)定維持是依靠錨定板所提供的抗拔力。錨定板擋土墻屬于既是輕型,又是適用于填土的一種擋土結(jié)構(gòu)。
1.2.2 由預(yù)制的鋼筋混凝土,立柱和水平或傾斜的錨桿以及擋土板綜合作用抵擋土體,其土體的穩(wěn)定性依靠巖土中埋置的錨桿的抗拉力來(lái)維持。
1.3 薄壁式擋土墻
1.3.1 懸壁式擋土墻:往往是有擋土墻的墻面和底面組成,形狀是一個(gè)倒“T”型。
1.3.2 扶壁式擋土墻:扶壁式擋土墻與懸壁式擋土墻相比較,懸壁式擋土墻較復(fù)雜些,除了墻面和底面之外,還有踵板以及扶壁,才組成扶壁式擋土墻。在懸壁式擋土墻的長(zhǎng)度方向上,間隔一段距離增加一個(gè)扶肋,這就轉(zhuǎn)變成為了扶壁式擋土墻。扶肋作為墻面與墻踵板之間連接的樞紐,很好的起到了鞏固加強(qiáng)的作用。
1.4 加筋土擋土墻
土體側(cè)壓力分布在墻背填土,拉帶及鑲面砌塊上的擋土墻。由于拉筋與土之間存在摩擦,為了使土體的變形條件和工程性能得到改善,在擋土墻中加入了拉筋。由于加筋擋土墻中存在拉筋,所以他的應(yīng)用范圍一般限于平坦寬敝的填方路段上。而不適于地形較陡的山坡或挖方路段。加筋土擋土墻具有很多優(yōu)點(diǎn),強(qiáng)大的適應(yīng)能力使它對(duì)于地基的微小變形不受到影響,這也決定了他能很好的抵抗地震,還有它小巧的造型,占地面積不大且美觀,價(jià)格比較低廉,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.1 穩(wěn)定性的驗(yàn)算
一個(gè)合格的擋土墻,需要適應(yīng)的不僅是各種工程環(huán)境,還有自身的穩(wěn)定性、抗傾覆、抗滑移的能力。擋土墻的穩(wěn)定性取決于工程的地質(zhì)。填土的質(zhì)量以及墻體自身的結(jié)構(gòu)材料,施工條件等,首先要根據(jù)自然環(huán)境和工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)初步擬定擋土墻的墻身高,墻頂、墻底的寬度及應(yīng)埋入土層的深度,而墻體所受的應(yīng)力由墻體自身的重力,墻背側(cè)面的壓力,墻底土層的被動(dòng)土壓力組成。
2.2 強(qiáng)身強(qiáng)度的驗(yàn)算
擋土墻墻身強(qiáng)度一般選擇在墻截面突變處來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算,例如墻底臺(tái)階的上截面等。對(duì)于重力式的擋土墻來(lái)說(shuō),在進(jìn)行驗(yàn)算時(shí),要先計(jì)算截面以上的墻體的重力,以及在這個(gè)高度的主動(dòng)土壓力,然后再計(jì)算出該截面的內(nèi)應(yīng)力,最后才進(jìn)行強(qiáng)度的驗(yàn)算。
2.3 后背填土要求
根據(jù)大量的工程實(shí)例資料顯示,導(dǎo)致?lián)跬翂Φ顾钪饕脑蛑痪褪俏床扇∨潘胧?。由于地表水滲入到填土中,降低了填土的抗剪強(qiáng)度,同時(shí)產(chǎn)生了水壓力的作用。所以,墻身在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)設(shè)置排水孔。
由于擋土墻在結(jié)構(gòu)上的類型之多,有重力式、錨定式、薄壁式、加筋土式、柱板式、樁板式以及垛式擋土墻。而各種擋土墻的筑造材料也是不同的,用于建造擋土墻的材料有磚砌、混凝土、毛石和鋼筋混凝土。在實(shí)際的工程項(xiàng)目中,也要根據(jù)不同的情況選擇不同結(jié)構(gòu)的擋土墻。
3.1 內(nèi)河港航工程中重力式擋土墻的應(yīng)用分析
重力式擋土墻作為一種傳統(tǒng)的擋土墻,其墻身主要由塊石和毛石組成。擋土墻的頂部寬度應(yīng)大于500mm,墻底寬應(yīng)保證為墻高的1/3至1/2。作為一個(gè)合格的擋土墻,還需要保證其抗傾覆的穩(wěn)定性與抗滑移的能力。
3.2 內(nèi)河港航工程中錨定式擋土墻的應(yīng)用分析
錨定式擋土墻由鋼筋混凝土和地錨組成。其中地錨牢牢的固定于土層中,錨定式擋土墻區(qū)別與別的擋土墻,它將側(cè)面對(duì)它的土壓力通過(guò)鉆孔灌漿,開挖埋入或強(qiáng)行擰入傳到土體內(nèi)部,減輕了墻體的承受力,使其在內(nèi)河的建設(shè)中起著主導(dǎo)作用,作為碼頭建設(shè),水庫(kù)擋土墻,運(yùn)河護(hù)堤的不二之選。
總而言之,港航工程高深莫測(cè),內(nèi)河設(shè)置多種多樣。順應(yīng)航運(yùn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,河道安全的保障,內(nèi)河各處擋土墻的要求也越來(lái)越高。在重力式與錨定式、薄壁式等主要的三種擋土墻中,錨定式擋土墻適應(yīng)各種環(huán)境的內(nèi)河。綜合工程的需要,土質(zhì)的質(zhì)量,材料供應(yīng),施工技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益等因素,錨定式擋土墻和柱板式擋土墻在內(nèi)河擋土墻中,發(fā)揮著主導(dǎo)作用。
[1]吳曉龍.松土擋土墻軟基處理施工技術(shù)[J].科技傳播,2010(21).
[2]楊惠林.黃土地區(qū)路基邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué),2006.
[3]許長(zhǎng)新.港航經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)理論與數(shù)據(jù)模型研究[D].河海大學(xué),2001.
[4]高峰.復(fù)雜形狀大埋深擋土墻有限元素分析[J].山西建筑,2010(6).