重力式挡土墙的设计与施工-土木工程毕业论文

目录 第 1 章 绪论 1 1 1 研究背景及意义 1 1 2 论文的组织结构 1 第 2 章 挡土墙概述 2 2 1 挡土墙的作用 2 2 2 挡土墙的分类 2 2 3 本章小结 5 第 3 章 重力式挡土墙的设计 6 3 1 挡土墙的设计条件 6 3 2 重力式挡土墙的选型 7 3 2 1 选型原则 7 3 2 2 选型要点 7 3 3 重力式挡土墙的计算 8 3 3 1 挡土墙抗倾覆验算 8 3 3 2 挡土墙的抗滑移验算 9 3 3 3 挡土墙的地基承载力验算 10 3 3 4 挡土墙墙身强度验算 10 3 2 5 挡土墙的抗震计算 12 3 4 重力式挡土墙的构造措施 12 3 4 1 挡土墙的埋置深度 12 3 4 2 墙身构造 13 3 4 3 排水措施 14 3 4 4 填土质量要求 15 3 4 5 沉降缝和伸缩缝 15 3 4 6 挡土墙材料的挑选 16 3 4 7 挡土墙的砌筑质量 16 3 5 挡土墙的布置 16 第 4 章 挡土墙的施工 19 4 1 工程概况 19 4 2 清理场地 基底处理 19 4 3 施工方法 19 4 4 施工质量 安全 文明施工要求 20 第 5 章 总结 22 参考文献 23 致谢 24 石家庄铁道大学毕业论文 1 第 1 章 绪论 1 1 研究背景及意义 挡土墙作为一种专门的工程结构加以研究 是随着古代尤其是中世纪以后的城廓建 筑而产生与发展的 近代水利 交通 矿业等生产建设以及土力学 结构力学等学科的 发展 进一步促进了挡土墙的研究 20 世纪 70 年代以来 又出现了多种新型的挡土结构 如加筋挡土墙和土工织物挡土墙 挡土墙是为了防止固体废弃物堆积体被冲蚀或易发生滑塌 崩塌 或稳定人工开挖 形成高陡边坡 或避免滑坡体前缘再次滑动而修建的挡土工程 主要考虑受弯 受剪 抗倾覆 抗滑移等 边的斜坡较陡且高的时候用来防止滑坡等灾害而在坡上砌的墙体 在基坑开挖中 当开挖达到一定深度时 为了防止边坡失稳倾覆坍塌 需要做挡土墙 在山区的土木工程中 特别是在水利 水电项目建设工程中 挡土墙的应用范围极 为广泛 例如混凝土坝的联接结构 土坝与溢洪道的联接结构 水电站厂房的尾水渠边 墙 水闸的两岸结构 渠道的边墙 桥梁的岸墩 库岸或河床边坡滑坡段及崩塌的防治 工程等 挡土墙已使用了几千年之久 罗马人使用的护土墙 以协助其著名的建筑道路 许多 在欧洲城堡挡土墙纳入到他们的设计 山坡稻田在亚洲一直依赖挡土墙 但是 如果建 设不当 自然的力量 重力 水等 将在短期内推翻挡土墙 1 2 论文的组织结构 全文共分为五章 内容组织如下 第一章绪论 第二章挡土墙概述 第三章重力式挡土墙的设计 第四章重力式挡土墙的施工 第五章总结本文所做工作 并对该课题进一步研究的重点方向进行展望 石家庄铁道大学毕业论文 2 第 2 章 挡土墙概述 2 1 挡土墙的作用 挡土墙是用来支撑天然边坡 挖方边坡或人工填土边坡的构造物 以保持土体的稳 定性 在公路工程中 它广泛用于路堤或路堑边坡 隧道洞口 桥梁两端及河流岸边等 2 2 挡土墙的分类 挡土墙各部分名称如图 2 1a 所示 靠回填土或山体的一侧面称为墙背 外露的一侧 面称为墙面 也称墙胸 墙的顶面部分称为墙顶 墙的底面部分称为基底或墙底 墙面 与墙底的交线称为墙趾 墙背与墙底的变线称为墙踵 墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾 角 a 挡土墙设置位置不同 其用途也不相同 按挡土墙的位置可分为路肩墙 路堤墙 路堑墙等类型 路堑墙设置在路堑边坡底部 主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡 同时可减 少挖方数量 降低挖方边坡的高度 图 2 2a 路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方 可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动 同时可以收缩路堤坡脚 减少填方数量 减少拆迁和占地面积 图 2 1b 路肩墙设置在路肩部位 墙顶是路肩的组成部分 其用途与路堤墙相同 它还可以 保护临近路线的既有的重要建筑物 图 2 1c 沿河路堤 在傍水的一侧设置挡土墙 可以 防止水流对路基的冲刷和侵蚀 也是减少压缩河床的有效措施 图 2 1d 山坡墙设置在路堑或路堤上方 用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层 破碎岩层或山 体滑坡 图 2 1e 图 2 1f 石家庄铁道大学毕业论文 3 图 2 1 设置挡土墙的位置 a 路堑墙 b 路堤墙 c 路肩墙 d 浸水挡土墙 e 山坡挡土墙 f 抗滑挡土墙 按挡土墙的结构特点可分为重力式挡土墙 锚定板式挡土墙 锚杆挡土墙 悬臂式 挡土墙 扶壁式挡土墙 以及加筋土挡土墙等常见形式 下面大致介绍一下几种常见的 挡土墙形式 1 重力式挡土墙 重力式挡土墙就是利用挡土墙自身的重量 来抵抗较高土体所产生的主动土压力 以满足土体及挡土墙本身的滑移 倾覆和整体稳定的一种挡土墙形势 一般多用片 块 石砌筑 其坊土数量较大 但形式简单 施工方便 可就地取材 因而被广泛采用 但 其污工数量较大对地基的承载能力要求较高 一般看到的 采用天然地基的 很厚重的 挡土墙就是重力式挡土墙 重力式挡土墙适用于一般地区 浸水地区和地震地区的路肩 路堤和路堑等支挡工 程 墙高不宜超过 12M 干砌挡土墙的高度不宜超过 6M 高速公路 一级公路不应采用 干砌挡土墙 图 2 2 重力式挡土墙 2 悬臂式挡土墙 悬臂式挡土墙是指由立壁 趾板 踵板三个钢筋混凝土悬臂构件组成的挡土墙 面 坡常用比例 1 0 02 1 0 05 背坡可直立 顶宽 0 15m 路肩墙 0 2m 踵板采用等厚 石家庄铁道大学毕业论文 4 趾板端部厚度可减薄 但不小于 0 30m 图 2 3 悬臂式挡土墙 3 扶壁式挡土墙 扶壁式挡土墙指的是沿悬臂式挡土墙的立臂 每隔一定距离加一道扶壁 将立壁与 踵板连接起来的挡土墙 扶壁式挡土墙的立壁 常为等厚 间距常取墙高的 1 3 1 2 厚度约为间距的 1 8 1 6 但不小于 0 3m 扶壁式挡土墙的结构的稳定不是自身的重量 主要是依靠墙板 上的填土重量来保证 它具有断面尺寸较小 自重轻 能修建在较弱的地基上等优点 适用于城市或缺乏石料的地区 其缺点是需耗用一定数量的水泥和钢筋 施工工艺较为 复杂 图 2 4 扶壁式挡土墙 4 加筋土挡土墙 加筋土挡土墙指的是由填土 拉带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧压力的挡土 墙 加筋土挡土墙是在土中加入拉筋 利用拉筋与土之间的摩擦作用 改善土体的变形 条件和提高土体的工程特性 从而达到稳定土体的目的 加筋土挡土墙由填料 在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成 一般应用于地 形较为平坦且宽敞的填方路段上 在挖方路段或地形陡峭的山坡 由于不利于布置拉筋 一般不宜使用 加筋土挡土墙属于柔性结构 对地基变形适应性大 建筑高度大 具有 省工 省料 施工方便 快速等优点 适用于填土路基 图 2 5 加筋土挡土墙 5 锚定式挡土墙 锚定式挡土墙可分为锚杆式和锚定板式两种 石家庄铁道大学毕业论文 5 锚杆式挡土墙是由预制的钢筋混凝土立柱 挡土板构成墙面 与水平或倾斜的钢锚 杆联合组成 如图 2 5 3a 所示 锚杆的一端与立柱连接 另一端被锚固在山坡深处的稳 定岩层或土层中 墙后侧向土压力由挡土板传结立柱 由锚杆与稳定岩层或上层之间的 锚固力 使墙获得稳定 它适用于墙高较大 缺乏石料或挖基困难地区 具有锚固条件 的路堑挡土墙 图 2 6 锚定式挡土墙 a 锚杆式挡土墙 b 锚定板式挡土墙 锚定板式挡土墙是由钢筋混凝土墙面 钢拉杆 锚走板以及其间的填土共同形成的 一种组合挡土结构 如图 2 6b 所示 它借助于埋在填土内的锚定板的抗拔力抵抗侧土压 力 保持墙的稳定 锚定式挡土墙的特点在于构件断面小 工程量省 不受地基承载力的限制 构件可 顶制 有利于实现结构轻型化和施工机械化 它适用于缺乏石料地区的路肩墙或路堤墙 2 3 本章小结 本章主要介绍挡土墙的作用和分类 可以通过这些内容可以对挡土墙有个整体的认识 和了解 石家庄铁道大学毕业论文 6 第 3 章 重力式挡土墙的设计 挡土墙是防止土体坍塌的构筑物 作为工程的附属设施 在房屋建筑 水利工程 铁路工程以及桥梁等工程建设中得到广泛应基用 但一些地方或单位 只重视主体工程 的建设 而忽视附属设施的设置 因而常出现挡土墙拐角产生裂缝的现象 其实 挡土 墙设计并非十分简单 3 1 挡土墙的设计条件 挡土墙的设计 除板桩式外 应满足 1 沿地基面抗滑稳定的要求 2 地基深层抗滑稳定以及沉降和不均匀沉降的要求 或将此二者概括为地基容许承 载力的要求 3 墙体本身结构强度的要求 以上这些要求在设计规范中都有明确规定 在挡土墙设计中 应采取适当措施改善其工作条件 以降低造价 首先要尽可能减 低墙背的土压力 如选用内摩擦角较大的墙背填料 墙身上设减压台 改变墙背坡度 增加墙背粗糙度等 其次要尽可能降低墙后的静水压力 减小粘性回填土因含水量增大而产生的膨胀力 避免冻土区的填土冻胀压力 如在墙的顶部地面铺设防水层及排水明沟 在墙后做滤水 层和排水盲沟 在墙身设排水孔等 此外 为减小墙体的温度应力并适应地基的不均匀沉降 还须设置伸缩缝或沉降缝 一般重力式挡土墙 为了增大其抗滑稳定性 并尽可能减小砌体的截面积 可将基 底作成与土压力方向相反的斜坡 但其倾斜度不宜过大 以免基底和墙趾前的土体发生 剪切破坏 通常 如为土质地基 可视其软硬程度 选用基底倾斜度 i 0 1 0 2 岩石地 基时 i 0 3 地基较软弱时 对基底的摩擦系数 较小 见下表 3 1 可于基底夯垫一层 150mm 厚 值较大的如砾砂或级配碎石 砂 值即可按新垫的材料计算 石家庄铁道大学毕业论文 7 表 3 1 土对挡土墙基底的摩擦系数表 土的类别摩擦系数 粘性土 可塑 0 25 IL 0 75 0 25 0 30 粘性土 硬塑 0 IL 0 25 0 30 0 35 粘性土 坚硬 IL 0 0 35 0 45 粉土 sr 0 5 0 30 0 40 中砂 粗砂 砾砂0 40 0 50 碎石土0 40 0 60 软质岩石0 40 0 60 表面粗糙的硬质岩石0 65 0 75 3 2 重力式挡土墙的选型 选择合理的挡土墙墙型 对挡土墙的设计具有重要意义 3 2 1 选型原则 1 挡土墙的用途 高度与重要性 2 建筑场地的地形与地质条件 3 尽量就地取材 4 既安全又经济 3 2 2 选型要点 3 2 2 1 使墙后土压力最小重力式 挡土墙按墙背的倾斜情况分为仰斜 垂直和俯斜三种 从受力情况分析 仰斜式的主动土压力最小 俯斜式的主动土压力最大 垂直式的主 动土压力居中 从挖 填方的角度来看 如果边坡为挖方 采用仰斜式较合理 因为仰斜式的墙背可 以和开挖的临时边坡紧密贴合 如果边坡为填方 则采用俯斜式或垂直式墙背较合理 因为仰斜式挡土墙的墙背填土夯实比较困难 此外 当墙前地形平坦时 采用仰斜式较 好 而当地形较陡时 则采用垂直墙背较好 总之 仰斜墙身截面设计较为经济 应优先采用 同时还应根据使用要求 地形条件 和施工等情况综合考虑确定 3 2 2 2 墙背坡度和墙面坡度的选择 在墙前地面坡度较陡处 墙面坡可取 1 0 05 1 0 2 也可采用直立的截面 当墙前 石家庄铁道大学毕业论文 8 地形较平坦时 对于中 高挡土墙 墙面坡可用较缓坡度 但不宜缓于 1 0 4 以免增 高墙身或增加开挖宽度 仰斜墙墙背坡愈缓 则主动土压力愈小 但为了避免施工困难 墙背仰斜时其倾斜度 一般不宜缓于 1 0 25 面坡应尽量与背坡平行 3 2 2 3 基底逆坡坡度 在墙体稳定性验算中 倾覆稳定较易满足要求 而滑动稳定常不易满足要求 为了增 加墙身的抗滑稳定性 将基底做成逆坡是一种有效的办法 对于土质地基的基底逆坡一般不宜大于 0 1 1 对于岩石地基的一般不宜大于 0 2 1 由于基底倾斜 会使基底承载力减少 因此需将地基承载力特征值折减 当基底 逆坡为 0 1 1 时 折减系数为 0 9 当基底逆坡为 0 2 1 时 折减系数为 0 8 3 2 2 4 墙趾台阶 当墙身高度超过一定限度时 基底压应力往往是控制截面尺寸的重要因素 为了使基底压应力不超过地基承载力 可加墙趾台阶 以扩大基底宽度这对挡土墙的 抗倾覆和滑动稳定都是有利的 墙趾高和墙趾宽的比例可取 2 1 墙趾宽不得小于 20cm 3 3 重力式挡土墙的计算 重力式挡土墙的计算通常包括下列内容 抗倾覆验算 抗滑移验算 地基承载力验算 墙身强度验算以及抗震验算翻等 3 3 1 挡土墙抗倾覆验算 在抗倾覆稳定验算中 将土压力 Ea 分解为水平分力 Eax 和垂直分力 Eaz 如图 1 所 示 对墙趾 o 点的倾覆力矩为 Eax zf 而抗倾覆力矩则为 G x0 Eax xfo 为了保证挡土墙 的定 应使抗倾覆力矩大于倾覆力矩 两者之比值称为抗倾覆安全系数 Kt 2 Kt 111 1 0 E azf axf GxEx Z MERGEFORMAT 2 1 2 式中 Eax Easin Eaz Eacos xf b zxctg 石家庄铁道大学毕业论文 9 zf z bxtg 0 其中 z 岩土压力作用点至墙踵的高度 m xo 挡墙重心至墙趾的水平距离 m b 基底的水平投影宽度 m 若地基较软弱 在挡土墙倾覆的同时 墙趾可能陷入土中 因而力矩中心 o 点内移动 抗倾覆安全系数 K 会降低 故在采用式 1 时要考虑地基土的压缩性 图 3 1 挡土墙的抗倾覆验算 3 3 2 挡土墙的抗滑移验算 在抗滑移稳定验算中 如图 3 2 所示的挡土墙 将主动土压力 Ea及挡土墙重力 G 各分解 为平行与垂直于基底的两个分力 滑移力 Eat 抗滑移力为 Ean及 Gn在基底产生的摩擦力 抗滑力和滑动力的比值称为抗滑移安全系数 Ka 2 即 2 1 3 nan s at GE K E 式中 Ks 抗滑移安全系数 Gn 垂直于基底的重力分力 Gt 平行于基底的重力分力 石家庄铁道大学毕业论文 10 Ean 垂直于基底的土压力分力 Eat 平行于基底的土压力分力 挡土墙基底对地基的摩擦系数 由试验确定 当无法试验资料时 可参考参考文 2 确定 注 2 黄熙龄 滕延京 GB50007 2002 建筑地基基础设计规范北京 中国建筑工业出版社 2002 图 3 2 挡土墙的抗滑移验算 挡土墙的稳定性验算通常包括抗倾覆和抗滑移稳定验算 对于软弱地基 由于超载等 因素 还可能出现沿地基中某一曲面滑动 对于这种情况 应采用圆弧法进行地基稳定 性验算 3 3 3 挡土墙的地基承载力验算 挡土墙地基承载力验算与一般偏心受压基础验算方法相同 先求出作用在基底上的合 力及其合力的作用点位置 挡土墙重力 G 与土压力 E 的合力 E 可用平行四边形法则求得 3 3 4 挡土墙墙身强度验算 重力式挡土墙一般用毛石砌筑 需验算任意墙身截面处的法向应力和剪切应力 这 些应力应小于墙身材料极限承载力 对于截面转折或急剧变化的地方 应分别进行验算 重力式挡土墙一般均属于偏心受压 故截面强度应按偏心受压构件进行验算 通常选 择一两个控制性断面进行墙身应力和偏心距验算 如墙身底部 二分之一墙高和断面形 石家庄铁道大学毕业论文 11 状突变处 1 法向应力验算 图 3 3 墙身断面强度计算 如图 3 3 所示 断面 1 1 为验算截面 若截面以上墙背受的主动土压力为 E1 其水 平与垂直分力分别为 E1x E1y 此截面以上的墙重为 W1这是作用于断面 1 1 的合力偏心 距 e1为 111111 11 11 11 22 wyyxx N y W ZE ZE Z BB eZ WE 断面两边缘的法向应力为 11 max1 min11 6 1 y e WE a BB 式中 B1 断面 1 1 处墙身宽度 amax bmin分别为验算断面的最大与最小法向应力 kPa a 污工砌体的容许压力应力 kPa 按现行公路砖石及混凝土桥涵设计规范的规定采用 2 切应力验算 1 1 断面上的切应力为 石家庄铁道大学毕业论文 12 1 1 1 x E B 式中 污工砌体的容许切应力 kPa 按有关规范采用 当墙身断面出现拉应力时 应考虑裂缝对受剪面积的折减 一般情况下 由于墙身截 面的切应力远小于其容许值 可不进行这方面的验算 3 2 5 挡土墙的抗震计算 计算地震区挡土墙时需考虑两种情况 即有地震时的挡土墙和无地震时的挡土墙 在 这两种情况的计算结果中 选用其中墙截面较大者 这是因为在考虑地震附加组合时 安全度降低 有时算出的墙截面可能反而比无地震时的小 则应选用无地震时的墙截面 此时抗倾覆安全系数 1 2 抗滑移安全系数 Ks 1 2 3 4 重力式挡土墙的构造措施 3 4 1 挡土墙的埋置深度 挡土墙的埋置深度应根据持力层地基土的承载力等因素确定 土质地基一般不小于 0 5m 若基底土为软弱土层时 则按实际情况将基础尺寸加深加宽 或采用换土 桩桩 基或其他人工地基等翻 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 1 无冲刷时 一般应在天然地面下不小于1 0m 2 有冲刷时 应在冲刷线下不小于 1 0m 3 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1 来控制 以防地基剪切破坏 襟边宽度见表 3 2 石家庄铁道大学毕业论文 13 表 3 2 挡土墙安全襟边宽度 3 4 2 墙身构造 1 墙背 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 如图 3 4 所示 图 3 4 a 仰斜 b 垂直 c 俯斜 d 凸形折线式 e 衡重式 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 石家庄铁道大学毕业论文 14 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 3 4 3 排水措施 雨季时节雨水沿坡下流 如果在设计挡土墙时 没有考虑排水措施或因排水不 良 就将使墙后土的抗剪强度降低 导致土压力的增加 此外 由于墙背积水 又 石家庄铁道大学毕业论文 15 增加了水压力 这是造成挡土墙倒塌的主要原因 为了使墙后积水易于排出 通常 在墙身布置适当数量的泄水孔嘲 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 3 5 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 图 3 5 排水孔及排水层 3 4 4 填土质量要求 选择质量好的填料以及保证填土的密实度是挡土墙施工的两个关键问题 根据土压力理论进行分析 为了使作用在挡土墙上的土压力最小 应该选择抗剪强度 高 性质稳定 透水性好的粗颗粒材料作填料 例如卵石 砾石 粗砂 中砂等 并要 求这些材料含泥量小 石家庄铁道大学毕业论文 16 如果施工质量得到保证 填料的内摩擦力大 对挡土墙产生的主动土压力就较小 3 4 5 沉降缝和伸缩缝 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 沉降伸缩缝的缝宽 般为 2 3cm 浆砌挡土墙的沉降伸缩缝内可用胶泥填塞 但在渗水量大 冻害严重的地区 宜用沥 青麻筋或沥青木板等材料 沿墙内 外顶三边填塞 填深不宜小于 15m 当墙背为填石 且冻害不严重时 可仅留空隙 不嵌填料 对于干砌挡土墙 沉降伸缩缝两侧应选平整石料砌筑 使具形成垂直通缝 3 4 6 挡土墙材料的挑选 石料应经过挑选 在力学性质 颗粒大小和新鲜程度等方面要求一致 不应有过分破 碎 风化外壳或严重的裂缝 砂浆应采用水泥砂浆 只有在特殊条件下才采用水泥石灰砂浆 水泥粘土砂浆和石灰 砂浆等 3 4 7 挡土墙的砌筑质量 挡土墙施工必须重视墙体砌筑质量 挡土墙基础若置于岩层上 应将岩层表面风化部分清除 采用毛石砌筑的挡土墙 除 尽量采用石块自然形状 保证各轮顶顺交替 上下错缝的砌法外 还要严格保证砂浆水 灰比符合要求 填缝紧密 灰浆饱满 确保每一块石料砌稳安正 墙体稳固 3 5 挡土墙的布置 挡土墙的布置是挡土墙设计的一个重要内容 通常是在路基横断面图和墙趾纵断面 图上进行 个别复杂的挡土墙尚应作平面布置 1 横向布置 横向布置主要是在路基横断面图上进行 其内容有选择挡土墙的位置 确定断面形 式 绘制挡土墙横断面图等 a 挡土墙的位置选择 路堑挡土墙 大多设置在边沟的外侧 路肩墙应保让路基宽度布设 路堤墙应与路 肩墙进行技术经济比较 以确定墙的合理位置 石家庄铁道大学毕业论文 17 当路堤墙与路肩墙的墙高或圬工数量相近 其基础情况亦相仿时 宜做路肩 因为 采用路肩墙可减少填方和占地 但当路堤墙的墙高或圬工数量比路肩墙显著降低 且基 础可靠时 则宜做路堤墙 浸水挡土墒应结合河流情况布置 以保持水流顺畅 不致挤压河道而引起局部冲刷 山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处 墙的高度应保证墙后墙顶以上边坡的稳定性 b 确定断面形式 绘制挡土墙横断面图 不论是路堤墙 还是路肩墙 当地形陡峻时 可采用俯斜式或衡重式 地形平坦时 则可采用仰斜式 对路堑墙来说 宜采用仰斜式或折线式 挡土墙横断面图的绘制 选择在起讫点 墙高最大处 墙身断面或基础形式变异处 以及其他必须桩号处的横断面图上进行 根据墙身形式 墙高和地基与填料的物理力学 指标等设计资料 进行设计或套用标准图 确定墙身断面尺寸 基础形式和埋置深度 布置排水设施 指定墙背填料的类型等 2 纵向布置 纵向布置主要在墙趾纵断面图上进行 布置后绘制挡土墙正面图 如图 3 6 所示 图 3 6 挡土墙正面图 a 确定挡土墙的起讫点和墙长 选择挡土墙与路基或其他结构物的连接方式 路肩墙与路堑连接应嵌入路堑中 2 3m 与路堤连接采用锥坡和路堤衔接 与桥台连 接时 为了防止墙后回填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出 应在台尾与挡土 墙之间设置隔墙及接头墙 路堑挡土墙在隧道洞口比结合隧道洞门 翼墙的设置情况平顺衔接 与路堑边坡衔 接时 一般将墙顶逐渐降低到 2m 以下 使边坡坡脚不致于伸人边沟内 有时也可用横向 端墙连接 b 按地基及地形情况进行分段 布置沉降伸缩缝的位置 c 布置各段挡土墙的基础 沿挡土墙长度方向有纵坡时 挡土墙的纵向基底宜做成不大于 5 的纵坡 当墙址地 面纵坡不超过 5 时 基底可按此纵坡市置 若大于 5 时 应在纵向挖成台阶 台阶的 尺寸随地形而变化 但其高宽比不宜大于 1 2 地基为岩石时 纵坡虽不大于 5 为 石家庄铁道大学毕业论文 18 减少开挖 也可在纵向做成台阶 d 布置泄水孔和护栏 护桩或护墙 的位置 包括数量 尺寸和间距 e 标注各特征断面的桩号 及墙顶 基础 基底 冲刷线 冰冻线相设计洪水位的 标高等 3 平面布置 对于个别复杂的挡土墙 如高的 长的沿河挡土墙和曲线路段的挡上墙 除了横 纵 向布置外 还应作平面布置 并绘制平面布置图 在平面图上 应标示挡土墙与路线平面位置的关系 与挡土墙有关的地物 地貌等情 况 沿河挡土墙还应标示河道及水流方向 以及其他防护 加固工程等 在挡土墙设计图纸上 应附有简要说明 说明选用挡土墙设计参数的依据 主要工程 数量 对材料和施工的要求及注意事项等 以利指导施工 a 根据具体情况 通过技术和经济比较 确定墙趾位置 b 测绘墙趾处的纵向地面线 核对路基横断面图 收集墙趾处的地质和水文等资料 c 选择墙后填料 确定填料的物理力学计算参数和地基计算参数 d 进行挡土墙断面形式 构造和材料设计 确定有关计算参数 e 进行挡土墙的纵向布置 f 用计算法或套用标堆图确定挡土墙的断面尺寸 g 绘制挡土墙立面 横断面和平面图 石家庄铁道大学毕业论文 19 第 4 章 挡土墙的施工 4 1 工程概况 我合同段 K46 740 K47 310 68 段设计为加筋土挡墙 左右侧共计 481 3m 加筋挡 土墙面板采用混凝土预制件 其强度等级为 C30 面板外行采用矩形槽板 矩形槽板筋带 结点的水平间距 Sx 0 5mm 垂直间距 Sy 0 5m 筋带设计为 CPE3020 钢塑复合筋带 带宽 30mm 带厚 2mm 破断拉力 7 5KN 容许拉应力 110MPa 伸长率 2 加筋挡土墙填料与筋带的摩擦系数为 0 35 采用砾石土填筑 即采用掺和含碎石 量为 30 的碎石土填筑 4 2 清理场地 基底处理 施工前先将路基范围内的树根 草皮 腐植土全部挖除 加筋挡土墙基槽 坑 底 整平夯实 在砌筑加筋土挡土墙前 对基础底面的地基土 岩 进行承载力检测 当达 不到设计值时 采用换填法进行处理 直到达到设计值 才可进行基础 C30 混凝土施工 4 3 施工方法 1 基础处理 挡土墙基坑采用换填石灰碎石土处理 对基础底面的地基进行承载力检测 承载力 满足设计要求后 基础采用现浇 C30 混凝土 50cm 强度达到设计要求后 方可砌筑墙面 板 2 面板安装 面板安装时 基础用低强度砂浆砌筑找平 同层相临面板水平误差控制在 8mm 以内 轴线偏差为每 20 延米不超过 10mm 面板缝宽 10mm 不得在未完成填土作业的面板上 安装上一层面板 砌筑时不能用坚硬石子及铁片支垫 以免造成应力集中 损坏面板 每一层安装时用垂球 挂线核对 每三层面板安装完毕及时测量标高和轴线 水平 垂 直误差及时逐层调整 不得将误差积累后再进行调整 3 筋带铺设 筋带从面板预留孔中穿过 折回另一端对齐 严禁筋带在孔上绕成死结 筋带成扇 行辐射在压实整平的填料上 不能重叠不得卷曲或折曲 不得与硬质棱角直接接触 在 拐角处和曲线处布筋方向与墙面基本垂直 与构造物相接处布筋方向与墙面垂直有困难 处 将不能垂直布设的筋带逐渐斜放 筋带拉紧定位后 用少量填料从拉环处向筋带尾 部覆盖 使之固定 石家庄铁道大学毕业论文 20 4 填料施工 砾石土填料在取土场按每 70kg 土掺 30kg 碎石的比例用挖掘机充分拌合后挖装 由 自卸汽车运输至加筋挡土墙施工现场 卸料时机具与面板距离不得小于 1 5m 机具不能 在未覆盖填料的筋带上行驶 并不得扰动下层筋带 填料粒径不得大于填料压实厚度的 1 2 且最大粒径不大于 10cm 填料不得有冻块或含有锋利的碎砾石 严禁掺杂有机料及 生活垃圾 填料采用机械摊铺 摊铺机械距面板不应小于 1 5m 机械运行方向应与筋带 垂直 并不得在未覆盖填料的筋带上行驶或停车 距面板 1 5m 范围内 用人工摊铺 填料分层压实 压实顺序先从筋带中部开始 逐步碾压至筋带尾部 再碾压靠近面 板部位 压实机械与面板距离不得小于 1 0 米 在此范围内优先选用透水性良好的填料 用小型压路机轻压或用人工夯实 严禁使用大 中型压实机械 4 填料的压实度 填料摊铺整平后 用小型压路机或人工夯实 碾压时先轻后重 严禁使用羊足碾 不得在未经压实的填料上调头和急刹车 距面板 1 0m 范围以外 槽底面以下 0 80cm 压 实大于 95 以上 80cm 以下 压实度大于 90 以上 距面板 1 0 范围以内 整个墙高范 围内压实度大于 90 压实度满足设计要求 5 墙面封顶和护栏施工 顶层墙面板安装后 所形成纵向高低不平 用砂浆找平 严格控制设计标高 找平 砂浆养生达到一定强度后 即可现浇帽石 另按设计每隔 10m 设一泄水管 伸出墙外部 分刷白色漆 护栏采用 C25 钢筋混凝土防撞护栏 挡墙面板和护栏中间部分采用 C25 混 凝土现浇 其高度由墙高确定 以利于调整纵坡标高 减少异形面