重力式擋土墻施工工藝及設(shè)計(jì)

重力式擋土墻重力式擋土墻，指的是依靠墻身自重抵抗土體側(cè)壓力的擋土墻。重力式擋土墻可用塊石、片石、混凝土預(yù)制塊作為砌體，或采用片石混凝土、混凝土進(jìn)行整體澆筑。半重力式擋土墻可采用混凝土或少筋混凝土澆筑。重力式擋土墻可用石砌或混凝土建成，一般都做成簡(jiǎn)單的梯形。它的優(yōu)點(diǎn)是就地取材，施工方便，經(jīng)濟(jì)效果好。所以，重力式擋土墻在我國(guó)鐵路、公路、水利、港灣、礦山等工程中得到廣泛的應(yīng)用。常見的重力式擋土墻高度一般在5～6m以下，大多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的梯形截面形式，對(duì)于超高重力式擋土墻（一般指6m以上的擋墻）即有半重力式、衡重力式等多種形式，如何科學(xué)地、合理地選擇擋土墻的結(jié)構(gòu)形式，是擋土墻技術(shù)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。由于重力式擋土墻靠自重維持平衡穩(wěn)定，因此，體積、重量都大，在軟弱地基上修建往往受到承載力的限制。如果墻太高，它耗費(fèi)材料多，也不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)?shù)鼗^好，擋土墻高度不大，本地又有可用石料時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先選用重力式擋土墻。重力式擋土墻一般不配鋼筋或只在局部范圍內(nèi)配以少量的鋼筋，墻高在6m以下，地層穩(wěn)定、開挖土石方時(shí)不會(huì)危及相鄰建筑物安全的地段，其經(jīng)濟(jì)效益明顯。重力式擋土墻的尺寸隨墻型和墻高而變。重力式擋土墻墻面胸坡和墻背的背坡一般選用1：0.2～1：0.3，仰斜墻背坡度愈緩，土壓力愈小。但為避免施工困難及本身的穩(wěn)定，墻背坡不小于1：0.25，墻面盡量與墻背平行。對(duì)于垂直墻，當(dāng)?shù)孛嫫露容^陡時(shí)，墻面坡度可有1：0.05～1：0.2，對(duì)于中、高擋土墻，地形平坦時(shí)，墻面坡度可較緩，但不宜緩于1：0.4。采用混凝土塊和石砌體的擋土墻，墻頂寬不宜小于0.4m；整體灌注的混凝土擋土墻，墻頂寬不應(yīng)小于0.2m；鋼筋混凝土擋土墻，墻頂不應(yīng)小于0.2m。通常頂寬約為H／12，而墻底寬約為（0.5～0.7）H，應(yīng)根據(jù)計(jì)算最后決定墻底寬。當(dāng)墻身高度超過(guò)一定限度時(shí)，基底壓應(yīng)力往往是控制截面尺寸的重要因素。為了使地基壓應(yīng)力不超過(guò)地基承載力，可在墻底加設(shè)墻趾臺(tái)階。加設(shè)墻趾臺(tái)階時(shí)擋土墻抗傾覆穩(wěn)定也有利。墻趾的高度與寬度比，應(yīng)按圬工（砌體）的剛性角確定，要求墻趾臺(tái)階連線與豎直線之間的夾角θ（圖6—3），對(duì)于石砌圬工不大于35°，對(duì)于混凝土圬工不大于45°。一般墻趾的寬度不大于墻高的二十分之一，也不應(yīng)小于0.1m。墻趾高應(yīng)按剛性角定，但不宜小于0.4m。墻體材料：擋土墻墻身及基礎(chǔ)，采用混凝土不低于C15，采用砌石、石料的抗壓強(qiáng)度一般不小于MU30，寒冷及地震區(qū)，石料的重度不小于20kN/m3，經(jīng)25次凍融循環(huán)，應(yīng)無(wú)明顯破損。擋土墻高小于6m砂漿采用M5；超過(guò)6m高時(shí)宜采用M7.5，在寒冷及地震地區(qū)應(yīng)選用M10。1常見重力式擋墻的墻背與墻正面結(jié)構(gòu)形態(tài)1.1擋土墻墻背結(jié)構(gòu)形態(tài)重力式擋土墻可按墻背的坡度分為仰斜式、垂直式與俯斜式3種形式。擋土墻土壓力計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜的課題，目前工程上應(yīng)用較多的有庫(kù)倫理論和朗肯理論，但郎肯理論假定墻背和填土間沒(méi)有摩擦力，即設(shè)墻摩擦角d=0，計(jì)算得出的主動(dòng)土壓力偏大，設(shè)計(jì)偏于保守，可以認(rèn)為朗肯理論是庫(kù)倫理論中的一種特例。庫(kù)倫理論揭示了擋墻內(nèi)各種受力因素的規(guī)律，即墻摩擦角、墻背仰斜角及填土表面傾角越小，產(chǎn)生的主動(dòng)壓力越小，反之，主動(dòng)土壓力就越大。據(jù)此可知仰斜式墻背所產(chǎn)生的主動(dòng)壓力最小，俯斜式最大，垂直式介于兩者之間。當(dāng)然，不能單憑主動(dòng)土壓力的大小來(lái)選擇擋墻形式，需要結(jié)合工程實(shí)際情況來(lái)綜合考慮。如擋土墻建造時(shí)需要挖方，因仰斜式墻背可與開挖臨時(shí)邊坡結(jié)合，施工方便，而俯斜式須在墻背回填土，因此仰斜式比較合理；反之，如墻背需回填土則宜采用俯斜式和垂直式，使填土易于夯實(shí)。在水利工程中，由于有一些特定條件（如水流等）的限制，實(shí)際運(yùn)用中常采用俯斜式擋墻，并且一般把擋土墻的下部做成底板形式，底板有利于其穩(wěn)定性，從而可相應(yīng)減小擋土墻的結(jié)構(gòu)尺寸，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、適用的目的。1.2擋土墻的正面結(jié)構(gòu)形態(tài)擋土墻就正面形態(tài)而言可分為擋墻外墻垂直與仰斜兩種。在同等條件下，采用外墻面垂直的擋墻基底壓力大，穩(wěn)定性較差，而外墻面仰斜的則要好些。因此在公路擋土墻中普遍采用的是外墻面仰斜的擋土墻。但是用于城市市政建設(shè)中的擋土墻是以外墻面垂直居多，這是因?yàn)椋孩賶γ娲怪毙问綋跬翂φ嫉孛娣e小，節(jié)約寶貴的城市用地，相對(duì)來(lái)講更經(jīng)濟(jì)；②外墻面垂直的擋墻在外觀上與周圍城市建筑物更顯得和諧統(tǒng)一；祥③失在水閘、潑船閘閘室姑岸墻以及互其他一些窄水利工程羅中，由于道設(shè)置閘門倚或水流等況條件的限狗制，擋土鍵墻外墻面挨必須做成丟垂直形式鼓。葬2量久超高重力臟式擋土墻盆的結(jié)構(gòu)形小式及其適暫用性晉2.1才攀半重式擋個(gè)土墻戶半重力式在擋土墻墻講身截面較峽小，常用扎混凝土建芽造，并在刷強(qiáng)度不夠枝的地方配沖置鋼筋，葡可進(jìn)一步躺提高擋土仍墻的高度童，但其底露板需要有鼠足夠的寬燥度來(lái)滿足蒼穩(wěn)定性，靈其耗鋼量眾比較大、檢造價(jià)較高末，而且其戲墻體均為饑立?，F(xiàn)澆扇，裝模難疲度大，施胡工不易，勒因此工程哄實(shí)際中較倍少使用。置2.桐2吐衡重式擋占土墻磁衡重式擋鵲土墻的最獸大優(yōu)點(diǎn)茄是可利用房衡重平臺(tái)話上的填土校重、迫使陡墻身整體蹈重心后移嚇，使基底遵應(yīng)力趨于映均衡，增丟加了墻身參的穩(wěn)定性厘、這樣可勿適當(dāng)提高沙擋土的高沫度，但從聲另一方面車來(lái)講，衡摩重式擋墻聰?shù)臉?gòu)造形量式又限制鞏了其基底效不可能做庫(kù)得很大，啄因此就擴(kuò)倍散擋墻基薯底應(yīng)力而元言，衡重扶式擋土墻招反而不如知其他形式無(wú)的擋土墻纏，其提高貞擋土的高吐度也是比燙較有限的稍。紙2.3熟繭帶卸荷板致的重力式馬擋土墻彈帶卸荷板痕的重力式廁擋墻，既瑞可以利用美卸荷板上寸的填土重乏來(lái)迫使墻冰整體重心衣后移使基閘底壓力趨潛于均衡，愿又在很大釣程度上減御小了土體修對(duì)擋墻的府主動(dòng)土壓糊力，如能鍵科學(xué)地、動(dòng)合理地使杠用，可大冬大地提升拘擋墻的高頌度，因此呆在港口工碼程中此種歷擋土墻得振到廣泛的比應(yīng)用?？娠堃哉f(shuō)在墻溜背為填方斥的超高擋睜土墻中，豈這是一種城非常經(jīng)濟(jì)次和適用的益擋土墻箭。及199綠6互年，湛江例市重點(diǎn)建墓設(shè)工程之稠一的市囑區(qū)蜘2增0奴萬(wàn)勤t/慮d蹄供水工程封，其泵站裁廠區(qū)建于駝一山坡處趟，最高填友土超熔過(guò)舍8妨m禁，需建長(zhǎng)沒(méi)達(dá)貝100該m水、未高固8.5腿m雷的擋土墻蟻。驗(yàn)經(jīng)過(guò)多個(gè)甩方案比較佳后，采用泄了帶卸荷流板形式的娃重力式擋亦土墻，此朽擋土墻建伶成至今已億運(yùn)費(fèi)行馳7抹年多，使峰用效果非茶常好。捧3豬重力式擋量土墻的構(gòu)栗造措施芒擋土墻的溫構(gòu)造措施我對(duì)其質(zhì)量饞有舉足輕芝重的影響浪，絕對(duì)不妹可掉以輕偷心，現(xiàn)實(shí)足中有些擋俊土墻的計(jì)愿算方法并銀無(wú)差錯(cuò)，販砌筑方法祝又遵規(guī)守?zé)┓ǎ墒潜P一旦雨季起來(lái)后，就牧出現(xiàn)擋土縫墻失穩(wěn)，盡甚至崩塌膛事故，原撈因是忽視好了擋土墻后構(gòu)造措施艦的規(guī)定。皺在擋土墻勉前無(wú)水的觀情況為了雀降低擋土鵝墻墻后的叔水壓力，甩通常在墻筆身布置適抄當(dāng)數(shù)量的廟泄水孔，鑒使墻后積瓣水或地下合水易于排紗出，墻后執(zhí)泄水孔進(jìn)教口位置要蓄求做反濾星體，以免帥淤塞。另掩外，由于閃墻高、墻臭后土壓力挖以及地基模壓縮性的悲差異必須就設(shè)置沉降折縫，同時(shí)霧為避免因租混凝土及驗(yàn)磚石砌體聞的收縮與懸溫度變化吹等作用引蹲起的破裂珍，需要設(shè)葡置伸縮縫奶。通常將莫這兩種縫得結(jié)合在一惡起，每暈隔筋15N2螺5警m艷設(shè)一道，餃縫寬廢約桃20m葛m銹，內(nèi)填瀝旅青油毛氈們或嵌入瀝殿青砂板等宜材料用以俱防止墻后古填料流失沈。對(duì)高度青較高或特忘別重要的澆擋土墻，敲施工時(shí)要梯慎重選定練回填土容觀量、內(nèi)摩昏擦角以及春回填土的狹含水量。素為了防止廉墻后積水滔滲入基礎(chǔ)秒，應(yīng)在最待低泄水孔素下部設(shè)粘戴土層并夯外實(shí)，同樣偏為了防止萄墻前積水鹿?jié)B入基礎(chǔ)桿，應(yīng)將墻龍前回填土忠分層夯實(shí)嗎。在靠近素?fù)跬翂μ巸H不宜采用錫大型機(jī)械誓碾壓，可此用人工分績(jī)層夯實(shí)，繪以免機(jī)械若碾壓時(shí)對(duì)理墻體產(chǎn)生罷不利影響只。只有這沒(méi)樣，才能班確保擋土聾墻的工程渾質(zhì)量。嚼擋土墻設(shè)厘計(jì)贏1熔銀重力式擋付土墻的一也般形式及碑常用結(jié)構(gòu)攪尺寸畝①乘重力式擋懶上墻主要芳依靠墻體池自重，來(lái)赴保持墻體漆在土壓力猾作用下的喪穩(wěn)定。因般體積和自爐重較大，兩不宜修筑貨太高，一氧般不超旗過(guò)餓5院m泉為宜。根而據(jù)墻背的階坡度分成侵仰斜式、撓垂直式及制俯斜式。撇這跌3敘種形式中搏，仰斜式期及垂直式懶受力條件統(tǒng)較好，但隔實(shí)際應(yīng)用爭(zhēng)要根據(jù)具滾體條件擬編定。比如緞墻背要與殼開挖的臨猶時(shí)邊坡相監(jiān)結(jié)合．宜賽采用仰斜址式擋土墻拜；若墻背新需填土，嫌用地緊張跟，宜采用彎俯斜式較貴好。來(lái)泛a疾．俯斜式反擋土墻，持墻底寬約目為墻高宏的備1牽／獨(dú)2唉左右．墻繼預(yù)寬度按咬構(gòu)造確定史，一般漆為討30c故m叉～黨50c甩m積。擔(dān)b潑.慌垂直式擋休土墻，墻扭面坡度可坊采插用扇20:1啞~5:1發(fā)蛛c?。鲂笔接|擋土墻，類墻背坡度嚷愈緩，土首壓力愈小鳥，但墻背咱不宜緩濟(jì)于蘭4:微1伙．墻禍面與墻背魄應(yīng)保持平趕行．展包d增．擋土墻克基礎(chǔ)，墻景基伸入地痛面艱下邪80c毛m勢(shì)～奔100c并m梁．這樣對(duì)巖平面滑移粉及防沖有終一定保障愚．追2忌逮應(yīng)用假定難斷面的基議本設(shè)計(jì)理血論劈從重力式訓(xùn)擋土墻的惡受力分析鏟看，擋土憂墻設(shè)計(jì)主民要考慮下慧列踩3冠種情況需宇要滿足：日基礎(chǔ)滿足極基上壓應(yīng)還力雅，合力作集用點(diǎn)不超相出底寬中膀心鹽1/固3擴(kuò)。重力式甚擋土墻一臉般均屬于擺偏心受壓慈，故截面恭強(qiáng)度應(yīng)按霧偏心受壓授構(gòu)件進(jìn)行距驗(yàn)算：通弱常選擇一懼兩個(gè)控制揚(yáng)性斷面進(jìn)組行墻身應(yīng)桐力和偏心肢距驗(yàn)算，鹽如墻身底欠部、二分許之一墻高悉和斷面形叔狀突變處讓。蘿蒜1頂.勇法向應(yīng)力拉驗(yàn)算粥如悄圖塌2-5-鵲1備7灑所示，斷東面猶1滋—獎(jiǎng)1寇為驗(yàn)算截冰面。若截抱面以上墻他背受的主得動(dòng)土壓力殊為健E縫1志，其水平罪與昆當(dāng)墻身斷糟面出現(xiàn)拉警應(yīng)力時(shí)．編應(yīng)考慮裂叔縫對(duì)受剪設(shè)面積的折蛛減。一般劑情況下，叔由于墻身吊截面的切朝應(yīng)力遠(yuǎn)小杜于其容許廊值，可不最進(jìn)行這方敬面的驗(yàn)算滲。值②貧滿足傾倒甜安全性筒，如敲圖您2般擋土墻的炊傾斜，以壯繞叨A庫(kù)點(diǎn)可能性霞為最大，似土壓絨力依E僚對(duì)剪A逝點(diǎn)的力矩策為主動(dòng)旋魚轉(zhuǎn)力矩各，所有垂姐直力（饑為擋墻自翠重夕．案G常3殃為墻背豎站直上方堆輛土重量）仿對(duì)跡A糕點(diǎn)的力矩察總和莊為反抗旋京轉(zhuǎn)力矩，日只要反抗比旋轉(zhuǎn)力矩腳人于主動(dòng)存旋轉(zhuǎn)力矩村，則墻不辮致傾倒。來(lái)③顫滿足滑移期安全性傾，如女圖讓2憂．水平則力拐E裕的作用，答可使墻滑鼻移，只要躲所有垂直勻力愧對(duì)基礎(chǔ)底探面產(chǎn)生的拜摩擦阻茄力禍R燒大戴于低E吹，則墻不賞致滑移。館3壁竄假定斷面還的簡(jiǎn)易驗(yàn)叛算方法及北舉例籠3.嚴(yán)1陽(yáng)驗(yàn)算公式斥①唇基土壓應(yīng)眉力劃小于基礎(chǔ)舍的安全載剩重。速其中吵：收N芬—因—蝦垂直總古力僅∑危G;錢d養(yǎng)—落—刻墻底寬度椅。舒合力作用涼點(diǎn)與底腳瞎中心線的逃偏心秒距獎(jiǎng)e<圾（即作用嫁點(diǎn)要在天核利心女3霸分點(diǎn)知內(nèi)）。隔②診傾倒安全墾率蹄（通常竭取陽(yáng)1.繪5提可以，堂取紹2.糾0旬足夠）。桐③引滑移安全遞率凍>1.嗓5夕。掉3.炸2辭應(yīng)用舉例羅（假定斷程面的數(shù)據(jù)斬如健圖陵3橡）凡已知：土泡壤容重您.=17帶50k飾g屑／招m均3膠漿砌塊石葉容重丟=240協(xié)0kg/扎m泄3逃土壤的天聞然坡角絞。土壤的費(fèi)安全載重浪=2kg潮/cm2疏驗(yàn)算如下歷：蠟經(jīng)礙土壓力：來(lái)儲(chǔ)術(shù)土壓力作妨用點(diǎn)魯對(duì)婦A潛點(diǎn)的垂直下距離．藏L屈=1/床3×h=蒼1.66遣7m鼓圓畫則主動(dòng)旋握轉(zhuǎn)力矩：歐=64.減5×1.醋667=邀107.段5kN曲-m映=3.0部×0.9鳴×2.4瞎0=64蕉.8kN對(duì)=0.5雄×4.1老×2.4浴0=49跡.2kN史=1/猾2×2.婦1×4.馳1×2.恒40=1瘡03.3離kN耐=1/潮2×2.飼1×4.處1×1.事75=7忽5.3k傭N和=0.2雪×4.1名×1.7淺5=14去.35k撒N臭∑龜G=30慰6.95相kN偏廁姑對(duì)撒A零點(diǎn)的力矩吹：鉤×1.5它=97.扭2亂×0.4態(tài)5=22雞.1浴×1.4刻0=14喉4.6籠×2.1治=158拖.2架×2.9男=41.狐6kN給-m河=46桶3.7意kN-瞧m悄合力詢離錄A螞點(diǎn)的垂直加距離：潤(rùn)=(46置3.7-茂107.瞎5)÷3蔑06.9困5=1.談16m母合力作用誼點(diǎn)的偏心榨距：械e=1.憑50-1罪.16=泡0.34斷<d,踩/6=0彼.5m疫(上作用點(diǎn)在返核萌心動(dòng)3宵分點(diǎn)福內(nèi)蹦)風(fēng)基上壓應(yīng)錦力：拴=舅171巾.9÷通32.7燭kN/m去2<20掀0kN淹/m2鈴（土壤的漆安全載重貓）攔浙我傾倒安全條率：腥=463跌.7/1屠07.5政=4.拘31>2善某伶滑移安全宣率牧：伯R/E=榜nN/磚E=0.仇5×30靠6.95讓/64.邁5=2.口38>1欺.5絡(luò)彼堆其中摩擦拴系夕數(shù)滋n=0.純5偵，以上假雙定斷面經(jīng)辨驗(yàn)算完全舞合格。賊4度重力式擋翠土墻應(yīng)用好假定斷面漂設(shè)計(jì)的一孫般步驟喊綜上所述船，重力式島擋土墻斷賀面設(shè)計(jì)的僅一般步驟動(dòng)為：租①歇根據(jù)施工問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)態(tài)際情況．疲比如墻背怪的坡度以減及實(shí)際用賊地與施工站