重力式挡土墙设计的构造与布置

重力式挡土墙设计的构造与布置重力式挡土墙设计的构造与布置 常用的重力式挡土墙 一般由墙身 基础 排水设施和沉降 伸缩缝 等几部分组成 一 墙身 1 墒背 根据墙背倾斜方向的不同 墙身断面形式可分为仰斜 垂直 俯斜 凸形折线式和衡重式等几种 以仰斜 垂直和俯斜式三种不同的墙背所受的土压力分析 在墙高和 墙后填料等条件相同时 仰斜墙背所受的土压力为最小 垂直墙背次之 俯斜墙背较大 因此仰斜式的墙身断面较经济 用于路堑墙时 墙背与开 挖的临时边坡较贴合 开挖量与回填量均较小 但当墙趾处地面横坡较陡 时 采用仰斜式墙背会增加墙高 断面增大 故仰斜墙背适用于路堑墙及 墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙 仰斜墙背的坡度愈缓 所受的土压力 愈小 但施工愈困难 故仰斜墙背的坡度不宜缓于 1 0 3 俯斜墙背所受的土压力较大 相对而言 俯斜墙背的断面比仰斜式要 大 但当地面横坡较陡时 俯斜式挡土墙可采用陡直的墙面 从而减小墙 高 俯斜墙背的坡度缓些固然对施工有利 但所受的土压力亦随之增加 致使断面增大 因此墙背坡度不宜过缓 通常控制 a 21 48 即 1 0 4 垂直墙背的持点介于仰斜和俯斜墙背之间 凸形折线墙背系将仰斜式挡土墙的上部墙背改为俯斜 以减小上部断 面尺寸 故其断面较为经济 多用于路堑墙 也可用于路肩墙 衡重式墙背可视为在凸形折线式的上下墙之间设一衡重台 并采用陡 直的墙面 上墙俯 斜墙背的坡度通常为 1 0 25 1 0 45 下墙仰斜墙背 的坡度一般在 1 0 25 左右 上下墙的墙高比一般为 2 3 适用于山区地 形陡峻处的路肩墙和路堤墙 也可用于路堑墙 2 墙面 墙面一般为平面 墙面坡度除应与墙背的坡度相协调外 还应考虑到 墙趾处地面的横坡度 影响挡土墙的高度 当地面横坡度较陡时 墙面可 直立或外斜 1 0 05 1 0 20 以减少墙高 当地面横坡平缓时 一般采用 1 0 20 1 0 35 较为经济 3 墙顶 重力式挡土墙可采用浆砌或干砌圬工 墙顶最小宽度 浆砌时边不小 于 50cm 干砌时应不小于 60cm 干砌挡土墙的高度一般不宜大于 6m 浆砌 挡土墙墙顶应用 5 号砂浆抹平 或用较大石块砌筑 并勾缝 浆砌路肩墙 墙顶宜采用粗料石或混凝土做成顶帽 厚度取 40cm 干砌挡土墙顶部 50cm 厚度内 宜用 5 号砂浆砌筑 以求稳定 4 护栏 为增加驾驶员心理上的安全感 保证行车安全 在地形险峻地段的路 肩墙 或墙顶高出地面 6m 以上且连续长度大于 20m 的路肩墙 或弯道处的 路肩墙的墙顶应设置护栏等防护设施 护栏分墙式和柱式两种 所采用的 材料 护拦高度 宽度 视实际需要而定 护栏内侧边缘距路面边缘的距 离 应满足路肩最小宽度的要求 二 基础 地基不良和基础处理不当 往往引起挡土墙的破坏 因此 应重视挡 土墙的基础设计 基础设计的程序是 首先应对地基的地质条件作详细调 查 必要时须做挖探或钻探 然后再来确定基础类型与埋置深度 1 基础类型 当地基承载力不足且墙趾处地形平坦时 挡土墙大多数都是直接砌筑 在天然地基上的浅 基础 为减少基底应力和增加抗倾覆稳定性 常常采 用扩大基础 如图 2 5 6a 所示 将墙趾部分加宽成台阶 或墙趾墙踵同时 加宽 以加大承压面积 加宽宽度视基底应力需要减少的程度和加宽后的 合力偏心距的大小而定 一船不小于 20cm 台阶高度按基础材料的刚性角 的要求确定 对于砖 片石 块石 粗料石砌体 当用低于 5 号的砂浆砌 筑时 刚性角应不大于 35 对混凝土砌体 应不大于 400 台阶的高宽比应不大于 2 1 台阶宽度不宜小于 50cm 最下一个台阶 的宽度应满足偏心距的有关规定 并不宜小于 1 5 2 0m 如地基有短段缺口 如深沟等 或挖基因难 如局部地段地基软弱等 可采用拱形基础 如图 2 5 6d 所示 以石砌拱圈跨过 再在其上砌筑墙身 但应注意土压力不宜过大 以免横向推力导致拱圈开裂 设计时应对拱圈 予以验算 当地基为软弱土层 如淤泥 软粘土等 可采用砂砾 碎石 矿渣或 石灰土等材料予以换填 以扩散基底压应力 使之均匀地传递到下卧软弱 土层中 2 基础埋置深度 挡土墙基础 应视地形 地质条件埋置足够的深度 以保证挡土墙的 稳定性 设置在土质 地基上的挡土墙 基底埋置深度应符合下列要求 冲刷时 一般应在天然地面下不小于 1 0m 有冲刷时 应在冲刷线下不小于 1 0m 受冻胀影响时 应在冰陈线以下不小于 0 25m 非冰胀土层中的基 础 例如岩石 卵石 砾石 中砂或粗砂等 埋置深度可不受冻深的限制 挡土墙基础设置在岩石上时 应清除表面风化层 当风化层较厚难以 全部清除时 可根据地基的风化程度及其相应的容许承载力将基底埋在风 化层中 当墙趾前地面横坡较大时 基础埋置深度用墙趾前的安全襟边宽 度 l 来控制 以防地基剪切破坏 襟边宽度见表 2 5 1 三 排水设施 挡土墙的排水处理是否得当 直接影响到挡土墙的安全及使用效果 因此 挡土墙应设置排水设施 以疏干墙后坡料中的水分 防止地表水下 渗造成墙后积水 从而使墙身免受额外的静水压力 消除粘性土填料因含 水量增加产生的膨胀压力 减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力 挡土墙的排水设施通常内地面排水和墙身排水两部分组成 地面排水可设置地面排水沟 引排地面水 夯实回填土顶面和地面松 土 防止雨水和地面水下渗 必要时可加设铺砌 对路堑挡土墙墙趾前的 边沟应予以铺砌加固 以防止边沟水渗入基础 墙身排水主要是为了迅速排除墙后积水 浆砌挡土墙应根据渗水量在 墙身的适当高度处 布置泄水孔 如图 2 5 7 所示 泄水孔尺寸可视泄水量 大小分别采用 5cm 10cm 10cm 10cm 15cm 20cm 的方孔 或直径 5 10cm 的圆孔 泄水孔间距一般为 2 3M 上下交错设置 最下排泄水孔的 底部应高出墙趾前地面 0 3m 当为路堑墙时 出水口应高出边沟水位 0 3m 若为浸水挡土墙 则应 高出常水位以上 0 3m 以避免墙外水流倒灌 为防止水分渗入地基 在最 下一排泄水孔的底部应设置 30cm 厚的粘土隔水层 在泄水孔进口处应设置 粗粒料反 滤层 以避免堵塞孔道 当墙背填土透水性不良或有冻胀可能时 应在墙后最低一排泄水孔到墙顶 0 5m 之间设置厚度不小于 0 3m 的砂 卵 石排水层或采用土工布 干砌挡土墙围墙身透水可不设泄水孔 四 沉降缝和仲缩缝 为了防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂 应根据地基的地质条件 及墙高 墙身断面的变化情况设置沉降缝 为了防止圬工砌体因砂浆硬化 收缩和温度变化而产生裂缝 须设置伸缩缝 通常把沉降缝与伸缩缝合并 在一起 统称为沉降伸缩缝或变形缝 沉降伸缩缝的间距按实际情况面定 对于非岩石地基 宜每隔 10 15m 设置一道沉降伸缩缝 对于岩石地基 其 沉降伸缩缝间距可适当增大