重力式擋土墻安全問題的研究

1、 重力式擋土墻安全問題的研究 摘要：重力式擋土墻能夠就地取材，施工方便，經濟效果好，所以，重力式擋土墻在我國鐵路、公路、水利、港灣、礦山等工程中得到廣泛的應用。本文將通過對擋土墻的安全隱患進行分析，進而對構建擋土墻安全評估體系進行闡述，對擋土墻的安全問題進行研究。關鍵詞：重力式;擋土墻;安全問題;防治;安全評估引言為了支撐上下高差的土體，一些土建工程中經常會使用擋土墻,而在這其中,重力式擋土墻是使用最多的。所謂重力式擋土墻，就是一種依靠自身的體重來抵消土壓力的一種擋土墻結構，由于其作用功能的需要,重力式擋土墻的墻身截面一般比較大，主要由石磚材料砌筑而成。重力式擋土墻的優(yōu)點是很明顯的，包括就地取

2、材、結構簡單以及施工方便等。但是,由于土建工程發(fā)展的需要以及重力式擋土墻自身的作用，其安全性問題一直是人們關注的焦點，特別是一些安全事故的發(fā)生,更加提醒人們要強化對重力式擋土墻安全性的管理。因此,只有在設計、購材以及施工等多個環(huán)節(jié)著重考慮安全相關因素，才能夠最終保證，重力式擋土墻的質量,避免安全事故的發(fā)生。1重力式擋土墻的安全設計對于擋土墻的設計,首先需要考慮的就是其抗滑移的要求，在此基礎上需要確定重力式擋土墻的總體工程量，之后就可以確定擋土墻的細部尺寸,以能夠滿足抗傾覆的要求為標準。1.1 斷面形式的確定斷面形式主要有兩種形式，分別為仰斜式擋土墻和俯斜式擋土墻,可以根據(jù)重力式擋土墻特點和類型

3、的實際情況,進行針對性的選擇。一般情況下,路堤墻、路塹墻以及處于平緩路面的路肩墻選擇使用仰斜式擋土墻。而其它如路面比較陡等多種情況，大多使用俯斜式擋土墻,這樣會使擋土墻的墻面較低，斷面較小，其經濟性比較高。1.2 擋土墻的截面尺寸的確定擋土墻的截面尺寸大小非常重要，直接關系到其自身對土壓力的抵抗能力。在確定擋土墻的截面面積的時候，需要根據(jù)具體的工程情況如填土性質、工程地質、施工條件以及墻身材料等情況,結合設計者的自身經驗,先確定一個擋土墻尺寸,然后對擬定的尺寸進行驗算,如果不滿足條件則對尺寸進行修改,直到滿足條件為止。1.3 土壓力的確定在擋土墻設計之前需要對土壓力進行確定，因為擋土墻的目的就

4、是為了承載土壓力。土壓力的計算是一個比較復雜的問題，它既與土壓力的方向、大小以及分布有關，又涉及大地基、填土以及墻身三者的相互作用。計算土壓力的理論和方法很多,由于庫倫理論概念清晰,計算簡單,適用范圍較廣,因此庫倫理論和公式是目前應用最廣的土壓力計算方法。2重力式擋土墻的安全性分析2.1重力式擋土墻的相關計算為了確保重力式擋土墻的安全性能，需要對擋土墻的荷載進行充分的考慮。在擋土墻沒入途中不是很深的情況下,其荷載一般包括擋土墻自重、主動土壓力以及墻體沒入土中的被動土壓力。由于被動土壓力一般比較小,可以忽略不計。重力式擋土墻的計算內容主要進行穩(wěn)定性驗算、地基承載力驗算和墻身強度驗算。2.1.1擋

5、土墻的穩(wěn)定驗算及強度驗算擋土墻的設計需要滿足幾個要求,分別是能夠承載外負荷和自身的重量而不會發(fā)生傾覆或者是滑動、基底應力要小于地基承載力、墻身截面的強度足夠大、偏心距沒有超過容許的范圍。因此在擬定墻身斷面形式及尺寸之后,應進行墻的穩(wěn)定及強度驗算。2.1.2墻身截面強度驗算截面強度的驗算只需要找一個個有代表性的墻面就可以了 ，可以選擇墻高處、墻面底部或者是上下墻面相交的部位,墻身截面的強度驗算主要是驗算其剪應力和法向應力。剪應力雖然包括水平剪應力和斜剪應力兩種,重力式擋土墻只驗算水平剪應力。2.1.3 基底應力及偏心驗算以e為重力式擋土墻的基底合力偏心距，則其計算公式為:e=b2-zn=b2-(

6、wzw+eyzx-exzy) (w+ey)其中,地基為土質時, eb6;地基為軟弱巖石時, eb5;地基為不易風化的巖石時,eb4。2.2 可靠度分析2.2.1傳統(tǒng)擋土墻的可靠度設計方法不科學傳統(tǒng)的擋土墻的設計是基于一種比較理想的狀態(tài)的，也就是把土質看作是一種均勻的存在物，因此土質的各種參數(shù)和指標也就成為一個固定的數(shù)值了。在此基礎上選擇一個數(shù)學模型進行相關的計算,就完成了擋土墻設計中的計算部分。這種方法的操作非常簡單，將一些原本應該是變動的數(shù)值定量化了,雖然更容易被人們所接受,但是其自身的局限性是存在著的，其計算的數(shù)值也與實際情況存在一定的差距。2.2.2重力式擋土墻的可靠度分析影響重力式擋土

7、墻可靠度的因素是非常多的，概括起來主要有墻背摩擦角、內摩擦角、基底摩擦系數(shù)以及填土容量等。根據(jù)這些基本影響因素，在可靠度理論的基礎上需要建立有關地基承載力穩(wěn)定性、重力式擋土墻抗滑移、抗傾覆的極限狀態(tài)的方程式，進而推到出相關的一次二階矩公式,在此基礎上需要編制基于地基承載力、重力式擋土墻抗滑移、抗傾覆的計算程序。2.3增大擋土墻穩(wěn)定性的措施重力式擋土墻的穩(wěn)定性與其安全性是息息相關的，在驗算與設計之后,為了確保擋土墻的安全性,就需要采取一些必要的措施。2.3.1傾覆穩(wěn)定性增大的措施為了增大傾覆穩(wěn)定性，可以在墻趾處延伸出一個臺階，這樣基低就得到了拓寬,穩(wěn)定力臂加大,抗傾覆的穩(wěn)定性也就得到了加強。另外

8、可以改變墻背或墻面的坡度,以減小土壓力或增大力臂。2.3.2滑動穩(wěn)定性增大的措施為了增大抗滑動穩(wěn)定性，需要將擋土墻的墻背坡度設置為1:0.25,此外,墻基一般要做成臺階形或者是倒坡行,墻后設置卸荷平臺。對于基礎和墻高的埋深則需要根據(jù)承載力的要求、水文地質地形以及地基的性質的綜合計算和驗算來確定。2.3.3擋土墻的排水處理措施重力式擋土墻的排水包括墻身排水和內地面排水兩個部分，如果不能夠將排水處理的好的話，那么擋土墻的安全性也得不到保障。3重力式擋土墻的安全施工通常情況下,重力式擋土墻都是采取明挖基礎的，但是在遇到水下挖基困難或者是基底松軟的時候，則需要百年為沉井基礎、樁基礎或者是換填基礎。3.

9、1 漿砌片石和塊石漿砌石有片石和塊石兩種。在砌片石的時候需要進行分層筑砌，長片與短片相間開,并能夠與里面的砌石咬合在一起，此外上面與下面的片石要進行交錯排列，消除豎縫重合的現(xiàn)象。值得注意的是,小的片石要放在上面,而大的片石要放在下面。砌體中的片石應大小搭配，相互錯疊,咬緊密實并配有小石塊,作擠漿填縫之用。用作鑲面的塊石,表面四周應修整,以便安砌。塊石應平砌，每層石料高度應做到基本齊平。3.2料石砌筑在根據(jù)規(guī)定的灰縫寬以及錯縫情況配置好石料以后,就可以進行料石砌筑了。之后要按照鋪漿法的順序砌筑料石,并對立縫進行隨砌隨填。鑲面石砌筑完畢后,方可砌填心石,其高度與鑲面石齊平。4結束語重力式擋土墻是土建工程的重要組成部分,承擔著確保土體穩(wěn)定存在的重任,其自身的安全性能非常重要。在自身的設計中要加強對安全因素的細致考慮，要能夠使用最先進的計算方法,使數(shù)據(jù)誤差得到最小化的處理,施工中對基本材料、構筑方式等進行重點關注，只有將安全因素考慮全面之后,土建工程