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擋土墻設計之探討
簡介:介紹了擋土墻的設計,對擋土墻的結構選型、材料選型以及對影響擋土墻安全性的各種因素進行了分析,提出擋土墻無論從選型還是在具體設計或施工中都要貫穿安全、經(jīng)濟、合理的原則。
關鍵字:擋土墻,設計,選型
工程設計中,經(jīng)常遇到建筑場地起伏不平、高差較大的情況,在這種條件下,既要建筑場地的美觀實用又想最大限度地減少土方量的平整,降低造價,其辦法就是設置擋土墻。擋土墻有重力式、懸臂式、扶壁式、錨桿式及板樁式等多種形式。在匯隆花園、鴻升花園兩個小區(qū)中就設計了多種形式的擋土墻,現(xiàn)就設計中的一點體會論述如下。
1 擋土墻形式的選用
擋土墻除可按結構形式劃分為重力式、懸臂式、扶壁式等外,又可按材料的選用分為磚砌、毛石、混凝土和鋼筋混凝土等幾種。實際情況中的選用應根據(jù)工程需要、土質情況、材料供應、施工技術及造價等因素合理選擇。
1. 1 重力式擋土墻
重力式擋土墻由塊石、毛石砌筑,它靠自身的重力來抵抗土壓力。由于其結構簡單、施工方便、取材容易而得到廣泛應用。根據(jù)墻背傾角的不同,重力式擋土墻可分為仰斜、豎直和俯斜三種。按主動土壓力大小,重力式擋土墻要優(yōu)先采用仰斜擋土墻,豎直次之,俯斜少用。仰斜式的墻后填土較困難,用于護坡時較為合理,墻背豎直或俯斜式用于填方較省勁。重力式擋土墻的頂寬不宜小于500 mm ,底寬約為墻高的1/ 2~1/ 3 ,墻高較小且填土質量好的墻,初算時底寬可取墻高的1/ 3 。為了減少墻身材料,墻體在地面以下部分可做成臺階式,以增加墻體抗傾覆的穩(wěn)定性。墻底埋深應不小于500 mm ,為了增大墻底的抗滑能力,基底可做成逆坡。重力式擋土墻的缺點是當墻高超過5 m 時,要保證其穩(wěn)定性,勢必造成很大的體量,材料用量較多,不太經(jīng)濟。
1. 2 懸臂式和扶壁式擋土墻
當墻高大于5 m 時,墻的穩(wěn)定主要依靠墻踵懸壁以上土重維持。墻體內設置鋼筋承受拉應力,故墻身截面較小,因此,選用鋼筋混凝土懸臂式較為合理。當墻高大于10 m 時,豎壁所受的彎矩和產生的撓度都較大,為了經(jīng)濟合理必須選用扶壁式。扶壁間填土增加抗滑和抗傾覆能力,一般用于重要的大型土建工程。懸臂式和扶壁式擋土墻在設計計算時,為了使擋土墻產生很好的抗傾覆和抗滑移效果,底板伸入墻內的寬度應大于墻外的寬度,其合理的寬度應是墻外寬度的1. 5 倍~2 倍。墻壁及底板的受力計算可根據(jù)混凝土結構原理進行。當墻高大于10 m 時,為了減小造價,必須沿墻身縱向,每隔一定距離(0. 3 倍~0. 6 倍墻高) 設置一道扶壁。扶壁底部伸入土中寬度可取墻高的1/3 較為合理、經(jīng)濟。在進行扶壁式擋土墻設計時,可將墻身及墻踵作為三邊固定的板,進行計算較為正確。
1. 3 錨桿擋土墻
錨桿擋土墻由鋼筋混凝土墻板及錨固于穩(wěn)定土層的地錨組成。錨桿可通過鉆孔灌漿、開挖預埋或擰入等方法設置。其作用是將墻體所承受的土壓力傳遞到土內部,從而維持擋土墻的穩(wěn)定。錨固段應在主動狀態(tài)滑動面以外,其長度為3 m~7 m ,錨桿擋土墻可作為邊坡或深基坑坑壁的支護結構。若基坑鄰近有高層建筑時,為了避免產生不利影響,不宜采用地錨,而應采用地下連續(xù)墻或水泥土攪拌樁擋土。
2 擋土墻的穩(wěn)定性驗算
擋土墻的穩(wěn)定驗算包括抗傾覆驗算和抗滑移驗算。擋土墻的截面尺寸一般按試算法確定,即先根據(jù)擋土墻的工程地質、填土性質以及墻身材料和施工條件等憑經(jīng)驗初步擬定截面尺寸,然后進行驗算。如不滿足要求,則修改截面尺寸或采取其他措施。特別需注意的是在軟弱地基上傾覆時,墻趾可能陷入土中,力矩中心點內移,導致抗傾覆安全系數(shù)降低,有時甚至會沿圓弧滑動而發(fā)生整體破壞。因此,驗算時應注意土的壓縮性。作用在擋土墻上的荷載有:墻體受的重力,主動土壓力以及墻底反力和墻面埋入土中部分所受被動土壓力,后者一般可忽略不計,其結果偏于安全。墻體按實際土的重度計算,計算土壓力時,荷載采用標準值。在設計計算中,擋土墻的截面和底寬一般由抗滑移穩(wěn)定驗算控制,但從許多提供的資料來看,擋土墻的破壞,絕大多數(shù)為傾覆所致,這說明在抗滑移方面一般有較大的安全儲備。
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