公路挡土墙的设计及优化

山西建筑Vol. 37 No. 24..136. 2第37舞28月SHANXI ARCHITECTUREAug.2011文章编号:1009-6825 (2011 )24-0136-02公路挡土墙的设计及优化安金龙商艳摘要:通过对某一 挡土墙的事故原因分析,进一步对挡土墙的设计计算方法以及结构选型进行了对比,并对挡土墙优化设计中的土压力计算的影响因素加以研究,得出了一些有指导意义的结论。关键词:挡土墙,结构选型,设计优化中图分类号:TU476.4文献标识码:A随着我国公路建设的迅速发展,公路挡土墙的应用日益广为各类挡 土墙的特点及适用性对比表。泛。因此,探讨各种公路挡土结构的设计理论与方法,以及优化挡表1各类挡土墙的特 点及适用性土结构的选型具有重要的工程实际意义和潜在的巨大经济效益。挡土墙类型结构特点.工作机制适用条件1挡土墙的事故分析适用于一般地区、浸水地挡土墙的种类较多且形式多样,其中以重力式挡土墙最为常形式简单、适应性依靠墙身自重产|区路肩 路堤和路堑等支见,它是以刚性墙体本身重量来维持墙身在土压力等作用下的平混凝土预制块作助平衡土压力的作| 12m,干砌挡土墙不宜超体,或采用片石混凝用效应衡稳定,优点是可就地取材,结构简单,施工方便.经济效益好,因土、混凝土整体浇筑公路不应采用干砌挡土墙而在工程中得到广泛应用,但因设计或施工不当而造成的事故并不少见。如某厂10 m高石砌重力式挡土墙建成后不久,一场大|半重力|锅筋，加长基础趾立壁墙背布置少量同重力式挡土适用于不宜采用重力式.墙，但同比圬工档土墙的地下水住较高雨使挡土墙全部倒塌,直接经济损失数万元。事故的原因主要| 式挡土墙|板、趾板底面配五水 体积有所减少 或较软弱地基上,墙高不有:1)设计人员套用其他挡土墙施工图纸，而原设计的地质条件，土质情况及墙背填土厚度均与实际建筑场地不符。如原设计挡钢筋混凝土材料现采用钢筋混凝土的力壁承受水平土墙后边坡为黏性土,边坡稳定性好。而实际场地为砂质黏土，是臂式档土墙扶壁式招工土压力，构件自| 力较低的填方路段采用。墙也采用装配式钢重及底板上的土墙高不宜超过S m且墙背填土厚度较原设计增大1.0 m~1.5 m,使被动土压力增筋混凝土构件拼组重共同形 威外郜大。2)盲目削减挡土墙截面尺寸,使其自重减小，这不利于抗倾覆,抗滑移。有关挡土墙设计不当造成工程事故的实例还有很由钢锚杆锚固在由钢筋混凝土柱板、稳定岩层中的抗 同悬臂式墙;墙离不多,因此,挡土墙的设计以及优化应引起充分的重视。钢锚杆组合而成的 拔力,平衡作用| 面机 计SH支档构造物于挡墙背上的水2挡土墙设计计算方 法平土压力目前,国内外对挡土墙的设计计算主要有两种方法。方法宣在墙高较大的岩质路一,凭经验确定挡土墙的形式,墙身截面尺寸,并计算出其承受的由钢筋混凝土柱板，依靠锚锭板与填|堑 地段用作抗滑档土墙，料接触面的侧面可采用肋柱式、板壁式单土压力,然后再验算挡土墙的强度和稳定性。方法二，考虑挡土挡土墙|铁路系统首创的一|承载力,来平衡种新型支档结构作用于挡墙背上墙施工的造价,以挡土墙本身的造价构造目标函数(仅限于钢筋的水平土压力.混凝土挡t墙)对挡土墙进行优化设计,挡土墙的形式还是凭经宜用于一般地区路肩、路验确定。这两种方法都存在着- - 些不足和问题:主观性(离散性)堤墙，但不应修建在滑较大,设计周期长,效率低,对设计人员的经验要求较高,没有考由在面板支托下,筋依靠加筋体的复坡、水流冲刷、崩塌等不虑挡土墙形式的选择与挡土墙工程总体造价之间的关系。由于带与填料交替铺设、合强度和稳定性挡土墙紧密压实而形成的| 平衡水平土压力 12m,二挡土墙的形式及墙身截面尺寸,将直接影响材料的消耗及挖(填)加筋体构成的作用效应用多级墙时,每级墙高不土方的工程量.即影响挡土墙工程的总造价,所以寻找最佳设计方案就成了挡土墙设计中的一个关键问题。3挡土墙的结构选型依靠悬臂桩的强桩板式挡土墙度、基桩嵌岩区|用于表土极强凤化层较桩板式筋混凝土嵌岩桩及| 被侧岩石产生的薄的均质岩石地基，高度挡土墙的结构形式繁多,变化丰富,从使用材料、施工方式、挡土板组成用于挡土墙上的特殊地段治理1 用城中设计计算方法等方面均可进行分类,从目前国内、国外发展现状土压力效应和发展趋势看,主要有以下几种结构形式:1)重力式;2)衡重式;3)悬臂式;4)扶壁式;5)加筋土式;6)锚杆式;7)锚锭板式;8)竖了解了各种挡土墙的结构特点、工作机制以及适用条件后,向预应力锚杆式;9)土钉式;10)桩板式;11 )预制标准单元构件拼就可以进行综合比选,选择与设计条件相适配、经济合理的挡土装式。各类挡土墙的技术经济效益有着相当大的差别,设计人员墙类型。要从工程实际出发,进行挡土墙的优选设计之间的比较,从而确4挡土墙的优化设计定一种技术经济状况最优,现场适应性最好的挡土墙方案。表1公路挡中国煤化工方面进行优化:结构形收稿日期:2011-04-25YHCNMHG作者简介:安金龙(1979- ),男,工程师,内蒙古鄂尔多斯市东方路桥集团,内蒙古鄂尔多斯017000商艳(1976- ),女,硕士,讲师,内蒙古大学鄂尔多斯学院,内蒙古鄂尔多斯017000山西建筑Vol.37 No. 242011年8月SHANXI ARCHTTECTUREAug.2011●137●文章编号:1009-6825 (2011 )24-0137-03浅谈骨架密实型水稳基层特性及配合比设计李井摘要:通过从材料本身抗裂性能评价研究入手,阐述了骨架密实结构配合比设计方法,以具体配合比在工程实践中的应用为基础,提出工艺过程控制以减少裂縫的发生,以期促进骨架密实型水稳基层的推广应用。关键词:水稳基层,骨架密实,配合比中图分类号:U416.1文献标识码:A1水 泥稳定碎石的材料特性及裂缝成因裂缝的比较规则现象,可以判定是属于非荷载型裂缝。这种非荷半刚性基层主要是水泥处治的复合材料,即如水泥稳定碎载型裂缝,潜在着向路面反射会致使面层开裂之隐性危害,在路石、水泥石灰二灰碎石等。其基本特征是结构强度高,抗变形能面结构中,称为基层反射裂缝。概括的说，基层反射裂缝是指半力较弱且不确定性。对半刚性材料特性起决定性作用主要包括刚性基层先于沥青面层开裂,随后在荷载应力和温度应力的共同集料颗粒形状,表面结构和颗粒级配等可靠的“集料认同特性”。作用下,在基层开裂处相对应的面层底部,即产生应力集中而导因此集料总体要求是:应采用抗冲刷性能好,干缩系数与温缩系致面层底部开裂,尔后逐渐向上扩张而使裂缝贯穿。面层呈现的数小和抗拉强度高。水泥稳定碎石基层,同二灰碎石一样,最大裂缝宽度约在0.1 mm ~2 mm之间,若是裂缝暴露时间过长,宽度的通病就是收缩开裂。达到3 mm ~4 mm的也有。水稳基层的温缩、干缩开裂,是引起路面反射裂缝的主要原2骨架密实水泥稳定碎石的结构及适用条件因。基层开裂，在扩展至道路表面之前是不可见的。一般表现过划分基层主要根据集料级配和混合料的结构形态,以筛孔尺程是:起初大多出现于结构两侧，逐渐发展而呈现出近于垂直道寸4.75mm为粗、细集料的分界粒径,按4.75mm以上的粗集料路中线且贯穿路幅寬度的横向裂缝,有时也有少量支缝。裂縫寬经压实后 ,颗粒间空隙与压实后起填充作用的小于4.75 mm的细度肉眼可见,约1 mm~2 mm。根据裂缝均有上宽下窄的共同特集料体积之间关系来确定。 骨架密实型混合料中,细集料的压实点和裂缝间距大小不尽等同,但一般每隔-定距离 ,便产生一道度体 积应“临界”于粗集料形成的空隙体积，粗集料在压实混合料式.功能造价、景观效果、实施难易程度等。进行挡土墙优化设论导 出土压力计算公式,但由于忽略了填土与墙背之间的摩擦影计与风险决策的步骤:1)确定方案比选的统-标准;2)确定优化 响 ,使计算的主动土压力偏大,而被动土压力偏小。设计的风险决策方法;3)选取比较能反映方案特性的随机变量可2)库仑土压力理论的适用条件是墙后填土为无黏性土,根据能值;4)搜索各类挡土墙的规范状态并按数学期望准则和优势比墙后滑 动土楔的静力平衡条件导出土压力计算公式,并且假定墙较准则分别考核各个待选方案。后填土的破裂面为-平面,但事实上只有在填土与墙背之间的外挡土墙优化设计中土压力计算的影响因素摩擦角δ较小时,破裂面才接近平面,因此计算结果与按曲线滑-般挡土墙设计的必要内容是以挡土墙所受的土压力的计动面计算的有出人。通常情况下,这种偏差在计算主动土压力时算结果为依据进行抗滑移稳定性和抗倾覆稳定性验算的。工程中较小,为2%~10%,可以认为满足工程精度要求，而在计算被动普遍采用朗肯和库仑两种t压力理论,通过一定的简化和假定,计土压力时,计算结果误差较大。算挡土墙后土体达到极限平衡状态时挡土墙的主动土压力。3)广义库仑土压力理论的适用性最广,墙后填土可为黏性土压力是作用于支护工程的主要荷载,因此土压力的计算是土,粘聚力c>0。在计算黏性土的士压力时,工程上经常采用“等否准确是挡土墙设计成败的重要因素。影响土压力的因素是多值内摩擦角法" ,将粘聚力c折算成内摩擦角,再用库仑土压力理方面的,根据工程特点和工程地质条件的不同,考虑选择合适的论计算。土压力计算方法,是非常必要的。参考文献:出健.挡土墙的设计优化[J].中国市政工程,2006(5):31-应用不同土压力理论对土压力计算的影响:朗肯土压力理32.论、库仑土压力理论及广义土压力理论的表达形式是相同的,不2] 曾莉.挡土结构的优化设计探讨[J].基建优化,2006(6):同的是主动土压力系数K.的计算问题。94-95.1)朗肯土压力理论中,应用半空间的应力状态和极限平衡理The design and optimization of highway retaining wallAN Jjin-long SHANG YanAbstract: Through the accident cause analysis of the retaining wall, it further compares the retaining wall design and calculation method andstnucture type selection, and studies the factors influencing earth pressure calculation in retaini中国煤化Ime sgif.en coclusions.Key words: retaining wall, structure type selection, design and optimizationTYHCNMHG收稿日期:2011-05-06作者简介:李井(1977- ),男,工程师,广西阳鹿高速公路有限公司,广西南宁530022