重力式擋土牆

重力式擋土牆

建築工程
重力式擋土牆是以擋土牆自身重力來維持擋土牆在土壓力作用下的穩定。它是中國目前常用的一種擋土牆。重力式擋土牆可用石砌或混凝土建成,一般都做成簡單的梯形。重力式擋土牆,指的是依靠牆身自重抵抗土體側壓力的擋土牆。重力式擋土牆可用塊石、片石、混凝土預制塊作為砌體,或采用片石混凝土、混凝土進行整體澆築。半重力式擋土牆可采用混凝土或少筋混凝土澆築。
    中文名:重力式擋土牆 外文名: 所屬品牌: 依靠:牆身自重抵抗土體側壓力 原料:塊石、片石、混凝土 應用領域:鐵路、公路、水利、港灣、礦山 特點:體積、重量都大 角度:1:0.05~1:0.2

類型

重力式擋土牆可根據其牆背的坡度分為仰斜、俯斜、直立三種類型。

1、按土壓力理論,仰斜牆背的主動土壓力最小,而俯斜牆背的主動土壓力最大,垂直牆背位于兩者之間。

2、如擋土牆修建時需要開挖,因仰斜牆背可與開挖的臨時邊坡相結合,而俯斜牆背後需要回填土,因此,對于支擋挖方工程的邊坡,以仰斜牆背為好。反之,如果是填方工程,則宜用俯斜牆背或垂直牆背,以便填土易夯實。在個别情況下,為減小土壓力,采用仰斜牆也是可行的,但應注意牆背附近的回填土質量。

3、當牆前原有地形比較平坦,用仰斜牆比較合理;若原有地形較陡,用仰斜牆會使牆身增高很多,此時宜采用垂直牆或俯斜牆。

内容

構造

重力式擋土牆的尺寸随牆型和牆高而變。重力式擋土牆牆面胸坡和牆背的背坡一般選用1:0.2~1:0.3,仰斜牆背坡度愈緩,土壓力愈小。但為避免施工困難及本身的穩定,牆背坡不小于1:0.25,牆面盡量與牆背平行。

對于垂直牆,如地面坡度較陡時,牆面坡度可有1:0.05~1:0.2,對于中、高擋土牆,地形平坦時,牆面坡度可較緩,但不宜緩于1:0.4。

采用混凝土塊和石砌體的擋土牆,牆頂寬不宜小于0.4m;整體灌注的混凝土擋土牆,牆頂寬不應小于0.2m;鋼筋混凝土擋土牆,牆頂不應小于0.2m。通常頂寬約為H/12,而牆底寬約為(0.5~0.7)H,應根據計算最後決定牆底寬。

當牆身高度超過一定限度時,基底壓應力往往是控制截面尺寸的重要因素。為了使地基壓應力不超過地基承載力,可在牆底加設牆趾台階。加設牆趾台階時擋土牆抗傾複穩定也有利。

牆趾的高度與寬度比,應按圬工(砌體)的剛性角确定,要求牆趾台階連線與豎直線之間的夾角θ,對于石砌圬工不大于35°,對于混凝土圬工不大于45°。一般牆趾的寬度不大于牆高的二十分之一,也不應小于0.1m。牆趾高應按剛性角定,但不宜小于0.4m。

牆體材料:擋土牆牆身及基礎,采用混凝土不低于C15,采用砌石、石料的抗壓強度一般不小于MU30,寒冷及地震區,石料的重度不小于20kN/m3,經25次凍融循環,應無明顯破損。擋土牆高小于6m砂漿采用M5;超過6m高時宜采用M7.5,在寒冷及地震地區應選用M10。

設計

擋土牆在牆後填土土壓力作用下,必須具有足夠的整體穩定性和結構的強度。設計時應驗算擋土牆在荷載作用下,沿基底的滑動穩定性,繞牆趾轉動的傾複穩定性和地基的承載力。當基底下存在軟弱土層時,應當驗算該土層的滑動穩定性。在地基承載力較小時,應考慮采用工程措施,以保證擋土牆的穩定性。

懸臂式與扶壁式擋土牆設計懸臂式與扶壁式擋土牆,是鋼筋混凝土擋土牆主要的形式,是一種輕型支擋結構物。

它是依靠牆身的重量及底闆以上的填土(含表面超載)的重量來維持其平衡,其主要特點是厚度小,自重輕,擋土高度可以很高,而且經濟指标也比較好。6m左右用懸臂式;6m以上多用扶壁式。它們适用于缺乏石料、地基承載力低及地震地區。長期以來,懸臂式、扶壁式擋土牆在中國已開始大量應用。為論述方便,分為懸臂式、扶壁式兩種類型擋土牆分别讨論。

懸臂式

立闆

懸臂式擋土牆是由立闆和底闆兩部分組成。為便于施工,立闆内側(即牆背)做成豎直面,外側(即牆面)可做成1:0.02~1:0.05的斜坡,具體坡度值将根據立闆的強度和剛度要求确定。當擋土牆牆高不大時,立闆可做成等厚度。牆頂的最小厚度通常采用20~25cm。當牆高較高時,宜在立闆下部将截面加厚。

牆底闆

牆底闆一般水平設置。通常做成變厚度,底面水平,頂面則自與立闆連接處向兩側傾斜。

牆底闆是由牆踵闆和牆趾闆兩部分組成。牆踵闆頂面傾斜,底面水平,其長度由全牆抗滑穩定驗算确定,并具有一定的剛度。靠立闆處厚度一般取為牆高的1/12~1/10,且不應小于20-30cm。

牆趾闆的長度應根據全牆的傾複穩定、基底應力(即地基承載力)和偏心距等條件來确定,一般可取為0.15~0.3B,其厚度與牆踵相同。通常底闆的寬度月由牆的整體穩定來決定,一般可取牆高度H的0.6~0.8倍。當牆後為地下水位較高,且地基承載力很小的軟弱地基時,月值可能會增大到1倍牆高或者更大。

凸榫

為提高擋土牆抗滑穩定的能力,底闆設置凸榫。為使凸榫前的土體産生最大的被動土壓力,牆後的主動土壓力不因設凸榫而增大,凸榫應設在正确位置上。

設計方案

懸臂式擋土牆設計,分為牆身截面尺寸拟定及鋼筋混凝土結構設計兩部分。由于其具有工藝簡單、施工難度低、施工速度快、可就地取材等優點,所以現澆擋土牆在公路、水利、鐵路等工程領域中得到廣泛應用。

确定牆身的斷面尺寸,是通過試算法進行的。其作法是先拟定截面的試算尺寸,計算作用其上的土壓力,通過全部穩定驗算來确定牆踵闆和牆趾闆的長度。

鋼筋混凝土結構設計,則是對已确定的牆身截面尺寸,進行内力計算和設計鋼筋。在配筋設計時,可能會調整截面尺寸,特别是牆身的厚度。一般情況下這種牆身厚度的調整對整體穩定影響不大,可不再進行全牆的穩定驗算。

懸臂式擋土牆,一般也以牆長方向取一延長米計算。

根據上節的構造要求,也可以參考以往成功的設計,初步拟定出試算的牆身截面尺寸:牆高是根據工程需要确定的;牆頂寬可選用20~25cm;牆背取豎直面;牆面取1:0.02~1:0.05的斜度的傾斜面,從而定出立闆的截面尺寸。

底闆在與立闆相接處厚度為1/12~1/10H,而牆趾闆及牆踵闆端部厚度不小于20~30cm;其寬度B可近似取0.6~0.8H,當地下水位高或軟弱地基時,月值應增大。牆踵闆、牆趾闆的具體長度将由全牆的穩定條件試算确定。

施工要求

一、擋土牆明挖基礎施工應符合下列規定:

1、當基礎開挖較深或邊坡穩定性較差時,應分段、跳槽開挖,并采取臨時支護措施。

2、臨時棄土或堆放材料距坑邊的距離不應小于2m,機械行駛不得影響施工安全。

3、基坑應随基礎施工分層回填夯實,頂面做成向外不小于4%的排水坡。

二、牆身施工應符合下列規定:

1、牆面應平順整齊,牆頂排水及防滲設施應及時施作。

2、洩水孔應在砌築牆身時留置,必須保持排水通暢。

3、牆背拆模時,應在牆背側設置必要的臨時支撐。

三、重力式擋土牆施工應按下表進行檢查,并認真填寫檢查記錄表。對檢查中發現的不符合規定的情況,應簽發安全檢查整改通知單,限期整改,并跟蹤驗證。

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