挡土墙施工方案范文

时间:2023-10-11 12:03:25

挡土墙施工方案

挡土墙施工方案篇1

1、对土质基槽应保持干燥。雨天基槽内积水应随时排除,对受水浸泡的基底土(特别是松淤泥)应全部予以清除,并换以好土回填[或以碎石(砾)石夯填]至设计标高。

2、挖基时如发现与设计不符的软弱地基,承载力不足时应通过变更设计程序,采取措施后方可施工。

3、对山坡挡土墙,基趾部埋入深度和襟边距离应同时符合设计要求。

4、采用倾斜地基时,应按设计倾斜挖槽,不行用填补法筑成斜面。

5、在岩体破碎或土质松软,有水地段,宜择分段集中施工。

二、墙体砌筑与分段设置伸缩缝

1、砌筑基础前,应将基底松软,风化表面清除干净,然后铺满砂浆,石质基坑内,基础紧靠坑壁砌筑,并插浆塞满间隙,使之结成整体;对土质基坑或风化软石基坑,在雨季施工时,应于基槽挖至设计高程,立即回填级配沙石。

三、回填用料与泄水孔设置

1、砌体出地面后,砌缝强度容许(胶结强度达到处70%),即可及时回填。内摩擦角大于30度,重度=18KN/m3时,分层夯实,密实度大于94%,墙后填料中的树皮,草根等杂物应清除干净。

2、挡土墙在砌筑过程中,必须随时掌握砌到一定高度后按设计要求尺寸位置设置泄水孔,并在进水孔墙背做好反滤防渗隔水设施,从第一排泄水孔至顶上一排泄水孔回填50cm厚砂卵石,第一排泄水孔进水口以下应铺设一层20cm厚的不透水夯实土层;反滤层第一排泄水孔应高于沟底0.3m设置。

四、砌石工程材料的质量

1、石砌体用的水泥,片石,砂,及水等要求质地均匀,水泥不失效,砂石洁净,水中不先得含有对水泥有害的物质。

2、石料强度不得低于30Mpa,无裂缝,不易风化。

3、块石最不边长及中间厚度不小于25cm,宽度不超过厚度的二倍。用于镶面时,应凿去棱凸角,表面凹陷部分不得超过2cm.

4、砂浆强度不低于M10,拌和均匀,色泽一致,稠度适当,和易性适中。

五、砌石要求

2、砌石时,一般应按平面上先砌角石,最后砌填腹石英钟的顺序进行。其空隙必须用砂浆挤填密实;严禁通缝,叠砌,贴砌和浮塞。

挡土墙施工方案篇2

关键词:锚杆挡墙的一般规定

中图分类号:C93 文献标识码: A

一、《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2002从四个方面对锚杆挡墙进行了描述。

8.1.1 锚杆挡墙可分为下列型式:

1、根据挡墙的结构型式可分为板肋式锚杆挡墙、格构式锚杆挡墙和排桩式锚杆挡墙;2、根据锚杆的类型可分为非预应力锚杆挡墙和预应力锚杆(索)挡墙。本条列举锚杆挡墙的常用型式。根据地形、地质特征和边坡荷载等情况,各类锚杆挡墙的方案特点和适用性如下:1)钢筋混凝土装配式锚杆挡土墙适用于填方地段。2)现浇钢筋混凝土板肋式锚杆挡土墙适用于挖方地段,当土方开挖后边坡稳定性较差时应采用“逆作法”施工。3)排桩式锚杆挡土墙:适用于边坡稳定性很差、坡肩有建(构)筑物等附加荷载地段的边坡。4)钢筋混凝土格架式锚杆挡土墙:墙面垂直型适用于稳定性、整体性较好的I、Ⅱ类岩石边坡,在坡面上现浇网格状的钢筋混凝土格架梁,竖向肋和水平梁的结点上加设锚杆,岩面可加钢筋网并喷射混凝土作支挡或封面处理;墙面后仰型可用于各类岩石边坡和稳定性较好的土质边坡,格架内墙面根据稳定性可作封面、支挡或绿化处理。5)钢筋混凝土预应力锚杆挡土墙:当挡土墙的变形需要严格控制时,宜采用预应力锚杆。锚杆的预应力也可增大滑面或破裂面上的静摩擦力并产生抗力,更有利于坡体稳定。

8.1.2 下列边坡宜采用排桩式锚杆挡墙支护:

1、位于滑坡区或切坡后可能引发滑坡的边坡;2、切坡后可能沿外倾软弱结构面滑动,破坏后果严重的边坡;3、高度较大、稳定性较差的土质边坡;4、边坡塌滑区内有重要建筑物基础的Ⅳ类岩质边坡和土质边坡。

8.1.3 在施工期稳定性较好的边坡,可采用板肋式或格构式锚杆挡墙。

8.1.4 对填方锚杆挡墙,在设计和施工时应采取有效措施防止新填方土体造成的锚杆附加拉应力过大。高度较大的新填方边坡不宜采用锚杆挡墙方案。填方锚杆挡土墙垮塌事故经验证实,控制好填方的质量良及采取有效措施减小新填土沉降压缩、固结变形对锚杆拉力增加量和对挡墙的附加推力增加是高填方锚杆挡墙成败关键。因此本条规定新填方锚杆挡墙应作特殊设计,采取有效措施控制填方对锚杆拉力增加过大的不利情况发生。当新填方边坡高度较大且无成熟的工程经验时,不宜采用锚杆挡墙方案。

二、《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013从四个方面对锚杆挡墙进行了描述。对原规范的次序进行了前后调整。具体如下:

9.1.1锚杆挡墙可分为下列形式:

1、根据挡墙的结构形式可分为板肋式锚杆挡墙、格构式锚杆挡墙和排桩式锚杆挡墙;2、根据锚杆的类型可分为非预应力锚杆挡墙和预应力锚杆(索)挡墙。

9. 1. 2下列边坡宜采用排桩式锚杆挡墙支护:

1、位于滑坡区或切坡后可能引发滑坡的边坡;2、切坡后可能沿外倾软弱结构面滑动、破坏后果严重的边坡;3、高度较大、稳定性较差的土质边坡;4、边坡塌滑区内有重要建筑物基础的各类岩质边坡和土质边坡。

9. I. 3在施工期稳定性较好的边坡,可采用板肋式或格构式锚杆挡墙。

9. 1. 4填方锚杆挡墙在设计和施工时应采取有效措施防止新填方土体沉降造成的锚杆附加拉应力过大。高度较大的新填方边坡不宜采用锚杆挡墙方案。

挡土墙施工方案篇3

关键词:生态景观挡墙;河道整治;稳定计算;

中图分类号:S611 文献标识码: A

1、工程概况

挂影洲围中心涌流域位于东莞市北部,地处东江三角洲河网上中游区,流域内水系密布、相互连通,整个流域有中心涌、南排涌、北排涌3条主要河流。南排涌是中心涌最大支流,跨高逗褪碣两镇,南排涌主干流河道综合整治工程总长9.71km,由于局部段已经规划改造完成,本工程实际整治河道长约5.70km,全线为明渠。本工程拟通过对河道进行清淤、清障、裁弯取直及护岸整治等系列工程整治措施,使其达到20年一遇防洪要求。本文针对南排涌河道堤岸结构形式的设计进行探讨分析。

本工程场地类别属软弱土、中软土地层,建筑物基础土层为淤泥质土,凝聚力低,存在抗滑失稳隐患。大部分堤岸结构土层为饱水粉砂,其细粒颗粒含量多小于20%,且密实度松散~稍密,易引发堤岸河底构筑物失稳,在筑堤过程中易产生不均匀沉降及发生滑动破坏,须进行地基处理。根据挂影洲围大堤多年整治经验,本工程采用抛石换填措施进行基础处理。

2、堤岸断面型式比选

综合考虑景观布置、投资、施工等各方面因素,有三种堤岸型式较适合本工程,分别是生态景观挡土墙、钢筋砼挡土墙及浆砌石挡土墙。

2.1 生态景观挡土墙

生态景观挡土墙系统是一种新型加筋土柔性结构重力式挡土墙,它主要依靠挡土块体、滤水填料、加筋材料和墙后土体连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载,达到稳定的作用。具有良好的结构性能,坚固、美观、耐久;是一种既能起到生态环保的作用、又兼具景观功能、且能节约土地及防止水土流失的挡土墙。挡土结构中块与块之间无砂浆或其它刚性连接,利用土工格栅加筋作用成为一个整体来承担外部土压力,相当于一个重力式挡土墙。本工程采用生态景观挡土墙设计标准断面见图1。该挡墙主要特点如下:

(1)结构耐久性好。产品由高强度高密实度混凝土经过蒸汽养护而成,具有较高的抗压强度和抗冲击能力(特别体现在水下使用情况),不会分裂或腐朽。其抗冻融能力也比一般混凝土强。

(2)施工简便快捷,可重复使用。加筋土挡土墙的面板采用预制,加筋材料采用工厂生产,现场分层装配施工,施工工艺简单,施工速度快,施工质量容易控制,并且节省劳动力。

(3)柔性结构,对地基的要求低。独特的柔性结构可适应复杂的地质条件,系统可允许有30CM的最大沉陷。

(4)节约占地,造型美观。加筋土挡土墙的面板可以垂直砌筑,大大减少了占地,而且其面板可根据需要采用各种图案,配合环境实现路、景、物美观协调。

(5)与传统挡土墙比较,综合成本低。与重力式挡土墙相比,可节省造价20 %~6 0 %,并且随墙高的增加其经济效果越好。

(6)生态环保性好。该挡土墙施工时无需砂浆;设有鱼巢、植栽等功能,有利于水生动植物的存活及景观绿化;透水性良好,墙体后有碎石排水层,这保证了整个墙体排水的通畅性,使水能透过墙体与土壤进行自由交换,通过水体不断的循环交流,使水体达到自身净化的目的,改善水质环境。

图1 生态挡土墙标准断面图

2.2混凝土挡土墙

混凝土挡土墙施工工序多,施工工期长,且造价高。随着城市的发展和人们生活水平的提高,城市水利工程应作为水环境纳入城市景观,生硬的混凝土堤岸拉开了人与水的距离,亲水性能差,且绿化景观布置较为困难,人工痕迹重,堤岸显得单调。本工程采用混凝土挡土墙作为比较方案,设计标准断面见图2。

图2 混凝土挡土墙标准断面图

2.3浆砌石挡土墙

该种挡土墙虽然造价相对便宜,但浆砌石挡土墙除了不符合现代水利景观要求外,还存在施工质量无法保证,墙身容易出现裂缝并且对基础要求较高等问题,因此,本次设计不作为本工程比较方案。

2.4方案比选

综上所述,分别采用生态景观挡土墙和重力式砼挡土墙对本工程进行堤岸形式设计,设计标准断面见图1和图2;两方案进行技术经济比较如表1。

表1 堤岸型式比较表

护岸型式 环境效应方面 施工方面 主要工程量及造价

(每米) 备注

生态挡土墙 外观自然生态、美观、亲水。 柔性结构,适应变形能力强,工程施工简单,施工进度快。 生态挡土墙3.6 m2、碎石砂6 m3、抛石5.6 m3、及栏杆等,造价约1.1万/m 推荐方案

重力式砼挡土墙 河道生硬、人工痕迹太重、不易布置景观、亲水性差。 施工需立模、扎钢筋,工艺复杂,基础要求较高, 开挖量相对较大。 砼约6.5 m3、模板8 m2、碎石砂2.1 m3及栏杆等,造价约1.2万/m 比较方案

由两种方案对比情况可知:无论从施工技术上还是工程造价上,生态挡土墙护岸都较重力式砼挡土墙明显占优,故选择生态景观挡土墙作为本工程推荐方案。

3、生态景观挡土墙设计

生态景观挡墙主要由底板、自嵌式挡土块、土工格栅(加筋网片)及压顶组成。通过土工格栅与回填土连成一整体,为便于排水,减少墙后剩余水压力,沿墙背铺300mm厚20~40mm级配的碎石作为排水骨料,在排水骨料与回填土间铺设土工布,与排水骨料组成反滤层,防止土料渗出墙外,如图1所示。

生态景观挡墙的设计计算包括外部稳定分析计算和内部稳定分析计算。计算前必须充分了解回填土、被挡土、地基土的力学参数及土工格栅的力学性能、地面荷载情况等,并合理确定墙前、墙后的水位[2]。

3.1 外部稳定分析

分析在外部土压力作用下整个加筋土包括挡土墙在内的整体性稳定性。自嵌式挡墙应用在水利领域时,水位的变化会对挡墙产生一定的影响。水位变化有两种情况:骤变和缓变。缓变对挡墙的影响主要集中在土体含水量的变化对抗剪强度参数的影响以及水位变化造成影响区域内土体容重发生相应变化;骤变除了会造成上述影响外,还会由于挡墙内外及挡墙土体不同位置的水头差导致渗透力的形成,使挡墙稳定性变化更为复杂。

结合挂影洲围内水闸运行情况考虑,本工程最不利工况是,洪水位从设计水位骤降至低潮水位时的这种非常运用条件的边坡稳定计算。

外部稳定计算采用北京理正软件设计研究所编制的《边坡稳定设计软件》计算。经计算,稳定安全系数为K=1.23,大于非常运用条件下Kmin≥1.05,故整体稳定分析满足规范要求。

3.2 内部稳定分析

内部稳定计算是对生态挡土墙自身稳定验算。包括:①最小拉结网层数的确定及布置②加筋网片承载力验算:分析每一层网片所承受的拉力是否在其允许拉力Ta的范围内;③加筋网片拉结能力验算:分析当加筋土发生剪切破坏时被动区内的网片长度能否承受墙体上的内部土压力;④内部滑移验算:分析在外部土压力作用下沿着加筋网片的滑移[3]。

最后综合以上计算成果确定各层土工格栅强度、长度、位置,从而确定土工格栅型号和布置方案。本工程初步选定为单项抗拉强度85kN/m的土工格栅规格,共布置6层,其间距为0.60m,长度为3420~6160mm。

根据双威生态景观挡墙设计计算程序验算知,内部稳定计算滑移安全稳定系数K=1.55>[K]=1.50,倾覆安全稳定系数K=5.02>[K]=2.00,满足设计要求。

3.3局部稳定计算

局部稳定计算包括:①拉结网与挡土砌块之间的连接强度验算:分析每一层加筋网片与挡土砌块之间的连接是否牢固;②挡土砌块之间抗剪强度验算:分析在内部主动土压力作 用下每一层加筋网片处的挡土砌块会不会由于抗剪强度不够而凸出墙面;③顶部无加筋挡土砌块的抗倾覆验算:分析挡土墙顶部无土工格栅加筋部分墙体在 内部土压力作用下的抗倾覆能力[3]。

经设计程序验算知,局部稳定计算成果也满足设计要求。

4、结语

本文通过生态景观挡土墙在东莞市南排涌河道综合整治工程中的实际应用,表明了和传统的浆砌石、混凝土等重力式挡土结构相比,生态砌块挡墙具有外观效果好、结构柔性好、适应变形能力强、施工简便、减少占地、节省投资、生态环保等许多优点,能为该项目带来了环境和经济的双重效益,不仅满足城市防洪要求,节约了工程成本,又能提升工程的景观效果,美化了城市环境。故生态景观挡土墙在城市河道综合治理中值得大力推广使用。

参考文献

[1]王锭一.自嵌式挡土墙的应用与研究[J].福建建设科技,2007.03::5-7.

[2]林渠.生态景观挡墙在河道整治工程中设计应用[J].福建建筑, 2008.04:89-90+98.

挡土墙施工方案篇4

关键词:挡土墙;公路工程建设;选型;施工技术要点

1挡土墙的概述

在公路工程中,挡土墙主要是用于路基填土或者山坡土体的支撑,避免土体变形发生坍塌问题,影响公路的正常通车。将挡土墙技术应用于公路工程中能够实现路堤和路堑边坡的稳定性优化,能够将土石方工程量和占地面积减少,避免路基受到水流冲刷出现滑坡、塌方等不良问题。为了将挡土墙的效果充分发挥出来,工作人员在设计挡土墙结构时严格遵守相关规范标准,加强验算公路工程的基底压力、墙身强度、稳定性等。在建设挡土墙时要仔细核算相关参数。

2公路工程建设中的挡土墙选型

在选择挡土墙类型时需要注意从如下方面进行考虑:第一,合理选择挡土墙设置位置。对于陡峭的挖方边坡,为了将边坡高度降低,将山坡开挖减少可以采用路堑挡土墙施工技术,保证山体结构处于平整状态。在公路工程中选用挡土墙技术处理路肩或者路堤有着较高的经济性。第二,合理选用施工材料。当前取材容易且施工便捷的方法就是浆砌片石挡土墙技术,该技术有着广泛的应用范围,并且我国山区有着十分丰富的石料资源。在施工中,按照≤10m的标准控制挡土墙的高度。浆砌石片挡土墙能够提升公路工程的安全性,并且有助于节省工程材料成本。第三,合理选择截面形式。挡土墙截面形式要根据其结构特点、类型和工程实际需要进行合理选择。重力式挡土墙适合应用于5m以内的边坡支护中,这种挡土墙类型有着简单的结果和便捷的施工方式。很多山区公路都有着陡峭的横坡,为了避免仰斜式挡土墙墙高过高而浪费资源可以选用俯斜式挡土墙。如果公路工程所在区域的地基条件较好,为了实现材料节约可以将界面尽量减少,当墙高超过5m时可以使用衡重式挡土墙。

3抗滑挡土墙布设原则

不同的情况要选择不同的挡土墙布置方式、合理选择挡土墙的大小、类型等。其一,工作人员需要合理分析滑坡的类型、大小等情况,做好抗滑挡土墙的布设,将抗滑挡土墙具体布置方位确定。抗滑挡土墙能够有效抑制公路工程中中小型的滑坡问题。其二,如果中小型滑坡中的岩层锁扣较为稳定,那么可以将抗滑挡土墙设置在岩层锁扣的地方。其三,公路工程开挖阶段也要根据实际情况做好挡土墙设置,避免施工开挖引发滑坡出现严重的质量安全事故。在挡土墙布设时,要在距离公路工程最近的建筑物上面布设挡土墙,从而将滑坡下滑力尽量降低,将挡土墙的抗滑能力提升,为后期填土工作提供便捷。其四,在路堑边坡处,需要有效分析当地的自然地质条件,做好滑坡位置挡土墙的设置。如果所在位置有着较为完整的岩层那么可以用上挡下护的方式确保岩层的稳定性,避免发生滑坡。其五,如果公路工程所在区域的地下水较为丰富,那么在设置挡土墙之前手下需要进行排水处理,然后在滑坡位置设置挡土墙。其六,如果公路所在区域为水库沿岸地带,那么水库需水量会影响到当地的土质,为了避免发生岩层浸水滑坡问题,需要合理设置挡土墙。首先要做好挡土墙位置的确定,在容易出现滑坡的位置加强支挡,同时设置在高水位附近位置。通常可以选用抗滑桩或者抗滑挡土墙施工方式,可以有效稳定高水位以上的滑坡体。此外,在建设二三级抗滑挡土墙时,应当有效分析当地的地形、蓄水水位等实际情况,从而确保挡土墙安置的位置精确合理。

4挡土墙施工技术在公路工程中的应用

4.1合理确定施工方案

不同公路项目有着不同的地质条件,面临着不同的边坡环境。如果在较高陡峭度的位置开展公路工程建设,那么边坡的稳定性不高,需要采取挡土墙技术进行边坡防护,提高边坡的稳定性,避免发生滑坡、坍塌等问题。施工方案制定和优化是第一个步骤,工作人员需要加强调查施工路基地点的实际情况和边坡情况,为施工方案制定奠定数据基础。设计人员根据具体勘查结果做好边坡支护形式和类型的选用。

4.2施工放样

在挡土墙施工方案确定之后需要正式开展施工作业。测量放样主要是根据设计图纸中的数据要求进行挡土墙的放样测量,明确挡土墙的建设尺寸、大小,用全站仪测量挡土墙设置的位置、高度等,并且加强底座宽度和基础深度的控制测量。通过测量放样能够将挡土墙施工整体质量提升,能够按照实际要求准确、有效、全面地测绘出数据,将施工中数据不准确等问题有效解决,同时避免影响到施工质量。

4.3基槽开挖

在开挖基槽前首先要处理好施工现场,保证现场干净整洁,用设备处理现场,保证现场平整,避免杂物影响开挖作业,同时要排空地下结构中的积水,按照设计要求做好排水坡的设置。在一切准备得到后可以正式开展沟槽开挖作业。挖掘机是当前公路工程基槽开挖常用的机械设备,操作人员严格按照操作规范流程进行沟槽挖掘,开挖过程中加强各项参数的测量监控。开挖完成后需要专门的监测人员检测轴线、标高、承载能力等,当确定各项指标符合标准规定后可以开展下一步施工作业。

4.4模板安装

开挖完基槽后需要安装模板,通常选用拼装连接钢的方式作为模板。管理人员要严格控制模板安装质量,在完成拼装后检查模板缝隙等是否能够达到质量规范要求。当模板安装质量合格后可以浇筑混凝土,注意做好混凝土浇筑材料质量控制,坚持连续性原则,做好浇筑速度控制,加强振捣密实,保证混凝土强度、稳定性都达标。

4.5设置锚杆挡土墙

设置挡土墙时要充分发挥普通砂浆的作用,将钻孔技术优势充分发挥出来。钻孔后,将锚杆砂浆位置准确地确定,将锚杆插入特殊位置,做好插入深度的严格控制,将锚杆的作用充分发挥出来,提高公路挡土墙建设质量。

4.6浇筑混凝土

工作人员在混凝土浇筑前需要按照设计方案复核标高、轴线等参数,将内部杂质及时清理出来,将水分排出。在模板上将标高线弹出并且按照10cm的间隔标准放置钢筋,外露钢筋控制在3cm以内。混凝土浇筑可以按照分层浇筑或者分段浇筑的方式进行施工。在一层混凝土浇筑完成后用适量的15~30m直径的片石放置整齐,为保证施工质量可以采用人工投放方式,连续地完成混凝土浇筑,做好混凝土长度、尺寸的严格控制。在混凝土浇筑阶段,要加强控制混凝土结构的强度,保证能够符合设计标准,可以将石笋插入到混凝土内部,对石笋外露长度进行严格控制。初凝前,利用片石凸起的形状充分结合墙身和凸榫。在浇筑阶段如果发现质量问题要将施工立刻停止,对混凝土性能和质量进行严格检查。

4.7墙身砌筑

在砌筑墙身前要将片石彻底清洗干净,如果中断砌筑需要对片石进行再次冲洗。石料要不易风化质量达标,强度不得低于50MPa。墙身铺筑可以采用分层铺筑的方式,在施工前首先清除干净石料表面的泥土、灰尘等,每个工作面包括两层片石,并且不能贯通每个工作面。在安装下层砌石时,应当合理控制砌石大小,削除凸出部分。做好砂浆、混凝土的配置,注意加强运输、保存过程的管控,以免出现离析等不良问题。采用分层错缝的方式处理砌体,保证紧密地填充缝隙,不得存在空洞。如果施工中发现砂浆或者混凝土出现了泌水、离析等现象,要重新配置材料,确保填充材料质量达标。此外,要注意勾缝所用砂浆比砌体砂浆强度要高。

4.8墙背回填

第一,注意合理选用回填料。首先,碎石和砂石具有良好的渗水性,是当前常用的回填材料。其次,工作人员要实时监测回填材料的应用,如果发现没有满足质量标准固定那么需要及时采取补救措施或者更换材料。第二,重视回填流程和压实作业。要同步完成挡土墙施工和墙后填土作业,并且平衡好回填速度,保证均匀回填。在压实过程中需要逐层夯实并且严格检查每一层夯实的质量,采用人工夯实或者小型机具夯实处理挡土墙墙身1m范围内的土体,避免机械设备严重冲击墙身。

5结语

作为现代公路工程施工中常用的边坡支护方式,挡土墙已经在公路工程中得到广泛的应用。在未来发展中,我们需要进一步优化挡土墙施工技术,合理选用施工方案,加强施工过程管控,充分发挥挡土墙的作用。

参考文献:

[1]李海兵.公路工程路基防护施工技术研究[J].交通世界,2020(13):34-35.

[2]薛培元.公路工程路基防护工程施工技术分析[J].居业,2020(04):124+126.

[3]王超.挡土墙施工技术在路基工程中的应用[J].中国公路,2020(04):116-117.

[4]罗春熙.公路路基工程挡土墙施工技术的应用研究[J].人民交通,2020(01):75+77.

[5]杨柳.挡土墙施工技术在公路工程中的应用[J].交通世界,2019(30):56-57.

挡土墙施工方案篇5

关键词:自嵌式景观挡土墙;城市河道整治工程;应用

中图分类号: TU984 文献标识码: A

1.工程概述

**河干流河道治理土程设计范围是位于***河水库以下河段,至**河汇合口。该段干流为**市区段,左岸是**市主城区,右岸是**新城区、*南新城区,本段河道是***河流域防洪基础设施最为薄弱的一段,多数现有堤防、护岸年久失修失去保护作用,且堤段较短不连续,起不到应有的防洪效果。

本次根据堤防防洪标准,按50 a一遇洪水考虑。城市河流的治理在城市建设中非常重要,它不单纯要满足防洪安全要求,同时一也应满足城市建设总体规划,打造滨水景观廊道,提升城市整体品位。

2.河道治理工程设计方案的选择

本土程为城区河道治理,整治方案以原有自然形成的河势为基础,根据推求的现状50 a一遇洪水水面线,拟确定规划河道堤距宽为70 m。通过拓宽河道堤距,加大河道泄洪断面,降低洪水水面线,提高河道的行洪能力。

结合两岸城市生活区、园林景观的建设,利用地势条件修建河道整治堤防,使整治后的河道即满足防洪要求,又能达到城市规划对河道景观性、观赏性和亲水性的要求。基于以上考虑,提出***河河道整治方案。

设计方案比选:基于该段堤防土程建设位于主城区,土程设计原则是尽量利用靠近河道的现有堤防,在不影响泄洪安全的前提下,尽量少占地,减小土程量,所以堤防宜选择墙式堤防。采用2种设计方案,具体为:2. 1选择传统的浆砌石防洪墙

防洪墙顶宽50 cm,迎水面直立,背水面顶部1 m直立,下部坡比1:0.4,防洪墙基础采用浆砌石结构,厚1 m,下设1 m深防滑齿。防洪墙每隔10 m分缝,缝中布设橡胶止水。距离墙底基础50 cm处布置一排排水管,排水管间距2. 5 m,直径8 cm,墙后设有无纺布碎石包,沿防洪墙通长布置,无纺布碎石包直径30 cm。防洪墙标准断面图见图1。防洪墙墙后回填风化料。

2. 2选用自嵌式防洪墙

墙体为预制0.305mx0.15mx0.4m自嵌式混凝土砌块,通过锚固棒泉砌而成,墙顶采用0.2mx0. 305 m的混凝土块压顶,压顶混凝土每隔10 m分缝,缝中布设沥青木板。墙后采用30 cm宽碎石回填,后接土土布共同组成墙后反滤系统,反滤层后回填加筋土,土方干密度为1. 6 g/c耐以上。墙底设0. 25 m x 0. 8 m的混凝土基础,下设1 m x 1 m浆砌石基础,混凝土基础和浆砌石基础每隔10 m分缝,缝中布设沥青木板。

防洪墙标准断面图见图2

2. 3两方案比选

两方案比较主要从以下3个方面:1)经济投入。从经济投入方面,自嵌式混凝土砌块防洪墙每延m投资比传统浆砌石防洪墙节省16. 72%,是比较经济合理的建设方案2)过流能力。 从过流能力方面,自嵌式混凝土砌块防洪墙与直立式浆砌石防洪墙相比,自然向上的120收缩角扩大了河道行洪断面,行洪能力大于浆砌石防洪墙。3)城市景观。 从城市景观角度,自嵌式挡土块颜色多种多样,可根据用户需要定制不同的颜色。块体表面的岩石劈裂面自然典雅,与单调浆砌块石挡土墙相比更具生命力和新鲜感,有利于提高空间环境的视觉品质,墙体高低起伏,上下层错落有致,可形成120倾斜角,更加符合国人的视觉习惯。造型多变,可泉成直线或柔和曲线,突出动态,给人以舒美的感觉,挡土墙

轻、精、巧,解除了传统挡土墙视觉上的庞大笨重感,相比传统挡土墙节省材料 70%,美观与土程经济得到统一。墙体形成的水环境更适合水生植物、动物的生存,有利于创造生态小气候。

2.4自嵌式挡土墙结构的特点

自嵌式挡土墙结构的显著特点是

1)由自嵌式挡土块、加筋材料和回填土料形成加筋复合体“墙体”,能适应填土较大变形,充分发挥墙、加筋网片、填土的协同作用,起到了与重力式挡土结构、扶壁结构、沉箱结构等形成的墙体相同的作用,使挡土墙更适应环境变化和景观要求,成为代替上述结构形成墙体的新型支挡结构。

2)适应湿软地基。挡土墙墙体重量轻,对地基承载力要求低,另外自嵌式挡土墙形成的复合土体中加筋,不仅使地基土体增加了薪聚力,而且增加了土体的内摩擦角,使加筋地基增多了一个附加周围力,从而增强了软地基的承载能力。墙后土土格栅分层铺设在地基和回填土中,使土土格栅与同承受内外荷载,利用土土格栅与土接触面的摩擦作用,使回填土中的垂直应力和水平应力经土土格栅面层水平扩散,转化为土土格栅与土界面的剪应力,从而降低软地基受力,起到固结土体、加筋补强和防止挡土墙塌陷、沉陷的作用。

3)施土速度快。 挡土块设计独特,并充分考虑了施土的便捷,自有的块形可引导挡土墙自定位、自片锁,无需拉线、无需砂浆砌筑,施土速度是传统挡土墙的5倍,在快速施土的前提下,保证墙体安全稳定,提高抗灾能力。

自嵌式景观挡土墙的其他特点还有:由于结构的重量较混凝土和干砌块石轻,对地基承载要求较低;无需砂浆施工,依靠块与块之间嵌固作用、墙身重量和加筋网片土体重量来防比自嵌式挡土块滑动和墙体倾覆失稳;由于标准化生产,施工方便快捷,工程进度和施工质量容易保障。

3自嵌式景观挡土墙的施工

自嵌式景观挡土墙施工内容包括:基面处理、混凝土垫层施工、自嵌式挡土墙砌筑、反滤料回填、土工格栅网片安装及挡土区回填、墙顶孰土封盖及压顶混凝土浇筑等。

3.1施工程序

自嵌式景观挡土墙的施工程序见图

3.2基面开挖

按设计图纸所示边线和坡度进行基础开挖,开挖时预留20 cm保护层,保护层采用人工开挖,对不密实的基础采用蛙式打夯机夯实,保证基础密实度和承载力均符合设计及有关

规范要求。

3.3垫层混凝土施工

将素混凝土摊铺10 cm厚度,振捣养护至设计要求,以扩大建筑物基础,提高地基承载力。

3.4自嵌预制块砌筑

自嵌式挡土块是由外观尺寸标准化设计的各型混凝土预制块相互嵌压组成,上下层错位放置,并通过嵌固棒及每3层自嵌块设一层拉筋网片连成整体,形成一个自然坡度为120的挡土墙。

3.5墙顶黏土封盖

墙顶黏土封盖防渗层厚度按设计填筑,其压实度不不于93%。施工方法同墙后土方回填。

3.6压顶混凝土施工。 砌筑完工后进行压顶混凝土的浇筑。

4.施工效果分析

自嵌式景观挡土块挡墙及护坡特有的施工方法使得墙体或护坡成为柔性的重力式结构,能够适应较大的整体沉降和一定程度的不均匀沉降(一般允许1 %)。在受到地震荷载或其它动力荷载的作用时,结构稳定,力学性能卓越。挡土块是工厂预制成型,里面可添加各种色彩的颜料,来满足周边景观环境的需要,加筋土结构全部采用工厂化生产,以商品出售。产

品的规格尺寸都标准化规范化,保证了产品的质量与品质。自嵌式景观挡土块挡墙块体材料采用高性能混凝土制成,经检验证明其平均抗压强度不不于20 MPa,最大吸水率不大于70Ic, 150次冻融循环实验重量损失不超过1.5 0Ic。

结束语

自嵌式景观挡土墙施工完成后,有效地解决了传统河道整治堤防挡墙施工方法对水土环境的阻隔问题,采用的环保型建筑材料减少了对周边生态的危害,同时也大幅节约了工程成本,提升了工程景观效果,施工成效得到了工程业主和施工单位的充分肯定。

参考文献:

[1]郭军辉,徐剑,程卫国.自嵌式植生挡土墙在水环境中的应用[J].水利水电技术,2008,(9).

[2]周世良,王学军,等.加筋土挡墙工程中粘性土填料的应用[J].港工技术,2003,(2).

[3]高泳波.土工格栅在铁路沉降整治中的应用[J].四川建筑,2006,(1).

挡土墙施工方案篇6

关键词:适用条件和构造 结构方案 结构计算 安全性及其应用

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

一、适用条件和构造要求

扶壁式挡土墙由垂直墙板、基础底板和扶壁组成,基础底板分为外挑板和内挑板,挡土墙的示意图如图所示。

扶壁式挡土墙各部分尺寸一般构造要求:墙高H≥8m,基础宽度取墙高(3-1/2),扶壁间距取墙高(3-1/2),扶壁厚度≥300-400mm扶壁顶宽≥300-400mm,础底板外挑厚度不应小于200mm,基础底板内挑板厚度不应小于250mm,垂直墙身顶部厚度不宜小于150mm,墙身地部厚度由计算确定,且不小于150mm,

为降低水压的影响,减少墙背面水平压力,墙后应做好排水措施,在墙身美隔3米交错设置10—15cm孔径的泄水孔,基础埋深不小于1米,冻胀类土不应小于冻深一下0.25m,挡墙每隔25m左右设置一条30mm宽的施工缝,缝内填塞沥青麻丝。

需获得工程地点的平面地形图及相关的地形剖面图,同时去现场实地踏勘或测量,必要时对现场进行专门的地质勘察工作,获得工程地质勘察部门提交的工程地质勘察报告。设计人员应根据工程特点及挡土墙设计需要,对勘察工作提出具体要求。,

二、扶壁式挡土墙结构设计方案的确定

对于一个挡土墙的结构设计,应当根据现场的自然地形、地质及当地的经验及技术条件,综合考虑选定一个最优的设计方案。这个方案应是符合国家的经济技术方针、政策、规范及条例,技术先进,安全可靠,造价经济,施工方便的挡土墙结构。

在设计中,由于挡土墙的设置受到墙高、外力、地形、挡土墙后回填土类别、地基持力土层类别、水文条件、建筑材料、挡土墙的用途等影响,应根据工程实际需要,按照具体情况确定合适的挡土墙方案,对几个方案进行比较,进而调整优化方案。

方案比较一般包含两个方面:(1)土墙和其他结构(如护坡、抗滑桩等)的比较;(2)土墙本身结构形式的比较,通过比较才能确定最终方案

三、扶壁式挡土墙结构计算

对于一般扶壁式挡土墙,墙体允许有小量的位移和转动,所以用主动土压力计算是比较合适的,对于墙体比较厚,在顶端为不动铰或固定时,或者虽然顶端自由,但挡土墙建在基岩上而不容易移动和转动时,用主动土压力则偏小,可以用静止土压力计算。

扶壁式挡土墙的计算内容与悬臂式挡土墙相比,仅增加扶壁计算部分。在垂直墙身和基础底板计算时,由于扶壁的存在,计算方法略有不同。

垂直墙身计算

垂直墙身是以扶壁为支座的一个连续板带,当Ly/Lx≤3时,可近似地当作三边固定,一边自由的双向板进行计算,当Ly/Lx>3时,以连续单项板计算,由于垂直墙身上作用的土体侧压力自上而下逐渐增加,所以水平弯矩也自上而下逐渐增大,配置水平钢筋时,可自上而下分段加密,或者墙身厚度采用上薄下厚的变截面,另外在垂直墙身和基础底板之间存在着垂直方向的弯矩,配筋时应适当考虑。

(2)基础底板计算

基础底板同样是以扶壁为支座的一个连续板带,基础板的前趾部分比较短,可当作向上弯曲的悬臂板计算,基础底板后锺部分的计算方法和垂直墙身相同。

(3)扶壁(肋)计算

扶壁(肋)与垂直墙身一起整体工作,如同一个变截面的悬臂T形梁一样,肋中配置三种钢筋,倾斜筋、水平钢筋和垂直钢筋,见图所示

倾斜钢筋是悬臂T形梁的受拉钢筋,沿扶壁斜面放置。水平钢筋将扶壁和垂直墙身连系起来,以防止在侧压力作用下垂直墙身与扶壁的连接处被拉断,并作为悬臂T形梁的箍筋以承受肋中的主拉应力,保证肋的斜截面强度,垂直钢筋用作连系扶壁和基础板,承受由于基础板的局部弯曲作用在扶壁内产生的垂直方向上的拉力,以防止基础板与扶壁的连接处拉断。

四、扶壁式挡土墙安全性及其应用

扶壁式挡墙好坏直接涉及安全与使用,应满足以下要求:

墙体结构抗倾覆和抗滑移满足规范要求

不能有过大的沉陷

身和地基强度足够

挡土墙的基础是保证安全性的重要部分,很多档土墙的破坏,都是因基础设计不当而引起的,挡土墙一般采用明挖基础,当遇到基础松软土层时,可采用换填或桩基础。

排水设置的好坏直接涉及挡土墙的安全与使用,尤其是在下大雨或暴雨时雨水会迅速从地面直接渗入,对墙被产生较大压力。如果挡土墙的排水不良,会对挡土墙基础和建筑物的稳定造成很大影响,严重时可对地基造成破坏,从而导致挡土墙失稳。除了按照规范在墙体设置足够数量的泄水孔外,孔的进口设置级配碎石反滤层以及粘土隔水层;挡土墙周边均设置了散水引流及排水明沟,因此,设计时必须认真对待挡土墙的排水设计。

扶壁式挡墙也广泛应用于工业原材料堆场,用着挡料墙使用,只要工业原材料是粉料或碎料,根据其重度γ、抗剪强度指标c φ、填料与墙背的摩擦角内摩擦角δ、同样可以部分适用郎肯土压力理论和库伦土压力理论,计算出侧压力,同样可以应用规范(6.7.3-1)公式,其主动土压力系数ka可按附录L计算。

结束语

扶壁式挡土墙的结构稳定性是依靠墙身自重和墙踵板上方填土的重量来保证,而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆性,并大大减小了基底应力。其主要特点是构造简单、施工方便,墙身断面较小,自身重量轻,可以较好地发挥材料的强度性能,能适应承载力较低的地基。

参考文献

[1]朱炳寅,娄宇,杨琦.建筑地基基础设计方法及实例分析 [M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2]金问鲁.地基基础实用设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.

挡土墙施工方案篇7

【关键词】加筋土挡墙;稳定性;分析

引言:

目前在我国加筋土挡墙在使用上还是通过实践总结经验为主。加筋土挡墙的实际应用与科研理论还有很大的距离,需要不断探索和研究。加筋土挡墙是在外部结构与内部结构两个方面考虑其稳定性,加筋土挡墙的设计、用料、实施都应制定具体的实施方案,保证精确的计算出加筋土挡墙实际搭建所需要的数据和加筋土挡墙内部搭建紧密度。防止加筋土挡墙产生滑移或加筋土挡墙断裂等现象。因此,稳定性是搭建加筋土挡墙建设的重点。

一、加筋土挡墙技术

加筋土挡墙是有效的利用加筋土的工作原理,将加筋构件与土相互摩擦产生作用力稳固整个加筋土挡墙。加筋土挡墙是由填土、拉筋、墙面板三部分组成的,整体结构将内、外部承受力组合在一起共同抵抗外部阻力。内部结构是由填土与一定数量的筋体搭建而成的。彼此间相互摩擦产生一个平衡的作用力,提升内部结构的稳定性。而外部结构是拉筋尾部与墙面板上的填土产生一个侧向压力,促使加筋土挡墙的稳固安全。加筋土挡墙墙面板中的是鹅卵石、料石、混凝土、金属、钢筋混凝土等材料组成的,大大加强墙面板的坚固性,能够预防拉筋之间的填充物被挤出的可能。对于墙面板的施工需要施工人员在砌块之间留有适当的空间,以适应墙面板细微的变形。拉筋与填土运用到一起是采用物理学中摩擦产生相互的作用力为原理。在施工上常采用拉伸变形小、易脆裂性能低、抗拉强度大等特点的拉筋在与填土相互作用来保证加筋土挡墙的稳定,所以,拉筋材料是需要多种合成材料组合在一起。而填土的选取是取决于施工地的土质来决定,在浸水区则需要采用具有较好的渗水性的土作原料,而季节性强的冻胀地带需要用非冻胀性的土作原料。

二、加筋土挡墙的构造

加筋土挡墙的在施工时以整体的形状,按照施工设计图进行搭建。加筋土挡墙的是墙面板为基础将拉筋以设计方案中计算的数据进行搭建,保证整体结构的完整度,在将填土放入拉筋的空隙处。在加筋土挡墙的构造中要求墙面板一般为矩形 ,有的顶面设计出一个凹槽,便于底层面板的安装。在搭建拉筋时以地基承载力、拉筋的抗滑稳定性、抗倾覆稳定性等因素作为基本条件规定拉筋的数量和长度,在进行有效的铺设拉筋。以预防填充物被挤的可能性为主规定填土量。加筋土挡墙的结构是设计人员以预防阻力最有效方式所设计出来的,意在保证加筋土挡墙的稳定性。

三、加筋土挡墙的稳定性分析

加筋土挡墙是直立式码头、桥台、公路路肩等的建筑的一部分,目的是利用加筋土挡墙的稳定性保证建筑物的安全。加筋土挡墙的稳定性、安全性是最重要的方面。对于加筋土挡墙的稳定性进行分析首先就要了解加筋土挡墙可能受到的破坏,常见的破坏形式是基础承载力破整体侧移破坏、整体滑移破坏、倾倒破坏等。

针对基础承载破坏主要是加筋土挡墙自身的重量过大加重底层面板的负荷。可能产生的原因是材料的选取或加筋土挡墙的重量计算出现偏差。采用相较传统材料轻便的拉筋就要求我国不断的研制新的拉筋材料,同时对加筋土挡墙设计时需要多次研究精算出准确的实用数据。

整体侧移破坏,是拉筋与底层面板出现断裂,拉筋与底层面板之间的相互力减少,在多次受到阻力的情况下很容易出现加筋土挡墙整体的侧移。针此问题要将加大拉筋与底层面板的紧密度,确保底部的紧密度大于上部的紧密度,只有增大底部紧密度才能促使拉筋与底层面板之间的摩擦力大大加强稳固整个加筋土挡墙。

整体滑移的破坏是加筋土挡墙的整体与滑动锲体的稳固性不够才出现此现象。就需要设计人员在设计的过程中加大墙底下地基滑动稳定性的验算,找出最有效的预防方案。

倾倒破坏的根本原因是内部拉筋断裂使加筋土挡墙的整体的稳定性大大降低,受到较大的外力时加筋土挡墙就会发生倾倒的情况,对于这样的问题是以加筋土为重点,加筋土一旦断裂,加筋土内部填土的抗剪强度就会失去效应。

由此可见,拉筋是加筋土挡墙的重要组成部分,对于拉筋材料的选取上要有以坚固为标准。要想避免倾倒破坏其本部原因就是加强加筋土挡墙的稳定性,不断提升拉筋与填土的摩擦是预防破坏的根本。通过这些加筋土挡墙出现的破坏,不断总结经验,为完善加筋土挡墙的稳定性做不懈努力。

四、结束语:

对加筋土挡墙的稳定性得到有效的保证才是工程建设的目的。将加筋土挡墙的各种影响因素得以分析并采取有效的防范措施,是加筋土挡墙安全稳定的最好办法。保证加筋土挡墙的稳定性对我国大型工程建设创造条件,我国的高速公路建设、堤坝、护岸、桥台等建设项目,甚至住宅小区高填方边坡、矿山防护堤都需要运用加筋土挡墙。

参考文献:

[1]刘晓辉.复合加筋土高挡墙的分析与研究:(硕士学位论文).成都.四川大学,2005.

[2]杨果林.现代加筋土挡土结构.北京:煤炭工业出版社,2002.

[3]何光春.加筋土工程建设与施工.北京:人民交通出版社,2000.

挡土墙施工方案篇8

关键词:减压式挡土墙 优化设计 风险决策研究 黄壁庄水库

1 问题与思路

1.1 问题的提出

为建设黄壁庄水库副坝防渗墙,拟在副坝下游侧桩号2+000和3+750处的压坡平台上兴建2座产量200m3/h的大型混凝土生产系统,该系统含2个长×宽×高为60×60×8.4m一次储量7000m3的储料场和2座2×1.5m3的强制式机组的拌和楼见图1。由于副坝是整个水库工程存在隐患最多的部位,水库主管单位对在压坡平台上兴建工程严加限制:一不得深挖;二不得宽挖。保证在除险加固完成前副坝的安全度汛。在地形条件受限制的情况下,如何确保储料场按计划完成,关键在挡土墙设计。

如何在众多形式的挡土墙中选择一种适合现场条件的档土墙结构是当前必须研究的课题。档土墙作为一般拦土结构物,常用在闸坝的翼墙和渡槽、倒虹吸的进出口边墙及其他路堤挡土部位等。对这类工程的优化设计问题往往易被忽视。我们的实践表明,各类挡土墙的技术经济效益有着相当大的差别。本项研究,从工程实际出发,意图在如减压式挡土墙、重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙等四种结构中进行双向优选,即进行本类的优选设计和各类之间的优选比较,最后确定一种技术、经济状况最优、现场适应性最好的挡土墙方案用于本工程。现将研究过程介绍如下。

1.2 课题研究思路

该课题的研究思路分三步的研究思路。

第一步,首先确定方案比选的统一标准。过去人们的观点认为挡土墙形状各异,结构不同,各有优缺点,要比较相当困难。实际上任何形式的挡土墙功能都是挡土拦土,因此研究认为,它们的正常挡土状态就应当是一个统一标准,而这个正常的挡土状态正是现行的规范状态,在规范状态下这些参与比选的各类挡土墙是处在同一个设计水平上,因而可以比较。

第二步,确定优化设计的风险决策方法。众所周知,任何挡土墙的稳定性特征值都是挡土墙背填土物理力学特性的函数,同时又受地基结构特性的约束;对于挡土墙的经济造价,又与结构特征相关的工程量及市场物价相关的分析单价密不可分。显然,这些都是描述挡土墙特征的随机变量。鉴于挡土墙具有上述特点,因此可以认为每类挡土墙也是离散随机变量,采用数学期望准则和优势比较准则完全能够将含离散随机变量的各个方案进行优劣比较,按照定义,离散随机变量的一切可能值Xi与对应的概率P(ζ=Xi)的乘积之和称为数学期望,记为Mζ。如果随机变量只取得有限个值:X1、X2、X3、……Xi,而取得这些值的概率分别是P(x1)、P(x2)、P(x3)……P(xi)则

Mζ=X1P(x1)+X2P(x2)+X3P(x3)……XiP(xi)

运用到风险决策中来,以Mζ值最小为最优方案。

优势比较准则实际是将方案的技术效益或造价进行比较。当方案Ⅰ的随机变量S1、S2、S3、……Si与方案Ⅱ的随机变量S1、S2、S3、……Si对应相减,其值为“0”或“+”值,则方案Ⅰ有优势;若相减后其值为“0”“0”“+”“-”或“0”“0”“-”“-”,则方案Ⅰ不存在优势。

第三步,选取拟比较的能反映方案特性的随机变量可能值。研究认为,方案的规范状态,挡土墙的墙基应力,墙基对围岩的扰动度参数——挡土墙的宽高比B/H和相对避扰度、工程造价及相对效益A等值,基本能描述挡土墙的特征,而且这些变量在分析过程中都能一一取得。故以它们作为研究比较的随机变量是合理的。

第四步,搜索各类挡土墙的规范状态并按数学期望准则和优势比较准则分别考核各个待选方案。选出最优秀方案。

转贴于 2 各类挡土墙的设计指标

2.1 确定计算挡土墙的土压力理论

目前计算土压力的理论有多种,而各种理论又用各自不同的假设分析方法来求算土压力。根据初步筛选,除减压式挡土墙外,其余重力式挡土墙,悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙背墙顶与墙踵连线倾角均大于临界角εer,本工程εer=45-ψ/2。尽管一些方案的墙背可能出现第二滑裂面,尽管采用的计算公式可能出现误差,为方便起见确定统一采用郎肯主动土压力理论来计算各类挡土墙的主动±压力。初步分析估算,计算误差不会导致大方案比较结果出现错位。

有关郎肯主动土压力计算公式详见图2。

2.2 现行规范(SD133-84)指标与现场地质的物理力学特性。

现行规范(SD133-84)指标与现场地质的物理力学特性见表1。

2.3 四种挡土墙的现行规范状态的计算成果

根据前述2.1和2.2节确定的数学模型和物理力学指标,无论用手算方式还是计算机搜索都可得到现行规范状态下的挡土墙计算成果。详见图2、表2和表3。

表2中的“GF”是“规范”二字的汉语拼音缩写;“围岩相对避扰度”意思指“围岩避免扰动的相对程度”,此相对值越大表明围岩受扰动越小,反之则越大。

3 挡土墙优化设计的风险决策

3.1 按数学期望准则的风险决策

采用数学期望准则风险决策之前先将表2中的第(2)项和第(5)项、表3中的第(12)项集中到表4来,并认为表中所有随机变量X1、X2、X3的概率P(x1)、P(x2)、P(x3)值均为0.333,则可算出a、b、c、d各方案的数学期望Mζ值,详见表4。

由表4可见,减压式挡土墙Mζ值较小,而悬臂式挡土墙的Mζ值较大。比较结果表明,减压式挡土墙在这四种挡土墙方案中为最优方案。

3.2 按优势比较准则的风险决策

在进行优势比较准则决策之前,先将表2中的第(3)项第(6)项和表5中的第(13)项集列成表5并进行优势比较。详见表5。

将表5中各个随机变量相互比较发现,减压式挡土墙对其他三类挡土墙比较均得到“0”“0”“+”“+”,表明减压式挡土墙方案比较优秀,为首选方案。重力式挡土墙和扶臂式挡土墙方案对悬臂式挡土墙,比较结果也显示“0”“0”“+”“+”,表明该两者也有一定优势,可作为备选方案。

总之,无论采用数学期望准则还是采用优势比较准则分别对减压式挡土墙,重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙进行分析,结果基本一致。在规范状态下,减压式挡土墙方案对围岩土扰动较小、较好地适应现场受限制的地形条件、工程量及造价较低,是被考核的四个挡土墙方案最具优势者。

4 减压式挡土墙在黄壁庄水库除险加固工程混凝土生产系统中的应用。

4.1 减压式挡土墙设计应注意事项

混凝土标号应为C20以上。进行配筋计算时宜取安全系数K≥1.4。并且墙底不得有虚土。

4.2 减压式挡土墙的施工

注意墙体分段施工程序:先浇筑Ⅰ墙基底板——Ⅱ垂直墙体下半部分——Ⅲ减压平台以下的土方回填夯实——Ⅳ浇筑减压平台——Ⅴ浇筑垂直墙体上半部——Ⅵ减压平台以上回填。

4.3 减压式挡土墙应用效果

在储料场的两端,总长4×40m=160m,墙高8.4m,墙基宽2.51m的减压式挡土墙于1998年11月建成投入运用。当储料7000m3时,减压平台以上储料高度h>4m,墙顶变形2mm,墙基变形为0,运行正常。此种结构应用在储料场工程,减压平台可以代替部分混凝土硬化地面的工程量,一举两得,技术和经济效益明显。

5 结语

本项研究采用数学期望准则和优势比较准则对不同类型挡土墙方案进行风险决策获得满意的效果,使工程实际中提出的问题得到解决,是对挡土墙结构优化设计的有益尝试。

减压式挡土墙是本项风险决策研究比选的出的优秀挡土墙方案。在黄壁庄水库工程应用结果表明,它的挡土效果与其他重力式挡土墙、悬臂挡土墙和扶壁式挡土墙相当,而工程造价仅为其他三类挡土墙的57%—81%、对围岩的扰动影响仅为其他三类挡土墙的41%—44%,对受限制的土基条件适应性较好,技术和经济效益明显。宜作闸坝翼墙及一般渠系建筑物进出口过渡段工程的选择方案。

参考文献

[1]武汉水利电力学院.土力学及岩石力学[M].北京:水利电力出版社,1979.

[2]茅以升.现代工程师手册[M].北京:北京出版社,1992.

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