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路基路面工程第6章-擋土墻設(shè)計(jì)-在線(xiàn)瀏覽

2025-02-25 15:52本頁(yè)面
  

【正文】 力,適用于缺乏石料地區(qū)的路肩墻和路堤墻。 適用性強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、材料用量與工程量較少,常用于穩(wěn)定挖方邊坡或臨時(shí)支護(hù)。一般用與低墻。拱板可預(yù)制,常用于路肩墻。仰斜式擋土墻墻背越緩,壓力越小,但施工困難,一般控制 α 14度。 衡重式墻背上墻墻背坡度通常為 1: 1: ,下墻一般為 1: ,上下墻的墻高比一般采用 2: 3。 墻頂:對(duì)于石砌擋土墻墻頂?shù)淖钚挾?,漿砌的不小于50cm,干砌的不小于 60cm。 擋土墻一般都使用淺基礎(chǔ),只有在特殊情況下,才采用深樁基。擋土墻的埋置深度應(yīng)按照以下要求進(jìn)行:當(dāng)凍結(jié)深度小于或等于 1m時(shí),基底應(yīng)在凍結(jié)線(xiàn)不小于 ,并符合基礎(chǔ)最小埋深不小于 1m的要求。 當(dāng)擋土墻處于地質(zhì)不良地段,地基土內(nèi)可能產(chǎn)生滑動(dòng)面時(shí),應(yīng)進(jìn)行抗滑穩(wěn)定性分析,將基礎(chǔ)底面埋置在滑動(dòng)面以下,或采用其他措施,防止擋土墻滑動(dòng)。 排水措施: 設(shè)置地面排水溝,引排地面水;夯實(shí)回填土頂面和地面松土,防止雨水及地面水下滲,必要時(shí)可加設(shè)鋪砌;對(duì)路塹擋墻墻趾前的邊溝應(yīng)予以鋪砌加固,以防邊溝水滲人基礎(chǔ);設(shè)置墻身泄水孔,排除墻后水。墻高時(shí),可在墻上部加設(shè)一排瀉水孔 (圖 b) 。下排排水孔的出口應(yīng)高出墻前地面或墻前水位 ; 為防止水分滲入地基,下排泄水孔進(jìn)水口的底部應(yīng)鋪設(shè) 30cm厚的粘土隔水層。當(dāng)墻背填土透水性不良或可能發(fā)生凍脹時(shí),應(yīng)在最低一排泄水孔至墻頂以下 (圖 c) 沉降縫與伸縮縫 : 設(shè)計(jì)時(shí),一般將沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置,沿路線(xiàn)方向每隔 10~ 15m設(shè)置一道,兼起兩者的作用,縫寬 2~ 3cm,縫內(nèi)一般可用膠泥填塞,但在滲水量大,填料容易流失或凍害嚴(yán)重地區(qū),則宜用瀝青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料,沿內(nèi)、外、頂三方填塞,填深不宜小于 ,當(dāng)墻后為巖石路塹或填石路堤時(shí),可設(shè)置空縫。 擋土墻位置的選定 : 1)路塹擋土墻大多數(shù)設(shè)在邊溝旁; 2)山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處; 3)當(dāng)路肩墻與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相近、基礎(chǔ)情況相似時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用路肩墻; 4)若路堤墻的高度或圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低,而且基礎(chǔ)可靠時(shí),宜選用路堤墻; 5)沿河路堤設(shè)置擋土墻時(shí),應(yīng)結(jié)合河流情況來(lái)布置,注意設(shè)墻后仍保持水流順暢,不致擠壓河道而引起局部沖刷。根據(jù)墻型、墻高及地基與填料的物理力學(xué)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料,進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)或套用標(biāo)準(zhǔn)圖,確定墻身斷面、基礎(chǔ)形式和埋置深度,布置排水設(shè)施等,并繪制擋土墻橫斷面圖。沿河擋土墻還應(yīng)繪出河道及水流方向,防護(hù)與加固工程等。 ? 作用在擋土墻上的力系 主要力系:經(jīng)常作用于擋土墻的各種力 ,包括: G及位于墻上的衡載; Ea; N及摩擦力 T; Ep。 特殊力:偶然出現(xiàn)的力, 例如地震力、施工荷載、水流漂浮物的撞擊力等。各種力的取舍,應(yīng)根據(jù)擋土墻所處的具體工作條件,按最不利的組合作為設(shè)計(jì)的依據(jù) 。 被動(dòng)土壓力 :墻向土體擠壓移動(dòng),土壓力隨之增大,土體被推移向上滑動(dòng)處于極限平衡狀態(tài)。 用哪種性質(zhì)的土壓力作為擋土墻設(shè)計(jì)荷載,要根據(jù)擋土墻的具體條件而定。 對(duì)于墻趾的土體的被動(dòng)土壓力,在擋土墻基礎(chǔ)一般埋深的情況下,考慮到各種自然力和人畜活動(dòng)的作用,一般均不計(jì),以偏于安全。 ? 路基擋土墻庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算 庫(kù)侖土壓力假設(shè) : ( 1)擋土墻后土體為均勻各向同性無(wú)粘性土( c=0); ( 2)擋土墻后產(chǎn)生主動(dòng)或被動(dòng)土壓力時(shí)墻后土體形成滑動(dòng)土楔,其滑裂面為通過(guò)墻踵的平面; ( 3)滑動(dòng)土楔可視為剛體。 以路堤 擋 土墻為例,可分為 5種圖示:破裂面交 于內(nèi)邊坡,破裂面交于 荷載 的內(nèi)側(cè)、中部和外側(cè),以及破裂 面 交 于 外邊 坡。為求最大土壓力 Ea,可以用求駐點(diǎn)的辦法,得到如上圖邊界條件 的最大土壓力公式和最危險(xiǎn)破裂角如下: 222221 c o s ( ) 1= 22 sin ( ) sin ( )c o s c o s( ) 1c o s( ) c o s( )aaE H H K????? ? ? ?? ? ?? ? ? ?????? ???? ?????? a)交于荷載內(nèi)側(cè); b)交于荷載中部; c)交于荷載外側(cè)。通常先假定破裂面位置通過(guò)荷載中心,按照?qǐng)D式和對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式算出的 θ角與假定情況進(jìn)行對(duì)比,若與假定不符,根據(jù)試算出來(lái)的 θ角重新假定破裂面,重復(fù)以上運(yùn)算,直到相符為止,最后根據(jù)此破裂角計(jì)算最大土壓力。(即:墻背或假想墻背不妨礙第二破裂面的出現(xiàn)) 2)在墻背或假想墻背面上產(chǎn)生抗滑力必須大于其下滑力(即:使破裂面棱體不沿墻背或假想墻背下滑) 此時(shí)的土壓力計(jì)算公式為: 主動(dòng)土壓力的作用點(diǎn):繪土壓應(yīng)力分布圖如圖 611 求 Ex的最大值及相應(yīng)的破裂角 ?i和 ?i(求駐點(diǎn)的辦法) ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?? ?? ? ???????????????????????????????????ixaixyixxEEtgEEtgtgHhHbbyAcEtgtghaaxAE???????????????s e cc o s1212111c o s12111220020222222或? ?? ?????????????????????ixyhhxtgZBZhhhahahhhhhhhahdyy d yZ???30139。2230211239。對(duì)這類(lèi)墻背,以墻背轉(zhuǎn)折點(diǎn)或衡重臺(tái)為界,分成上墻與下墻.分別按庫(kù)倫土壓力計(jì)算土動(dòng)土壓力,然后取兩者的矢量和作為全墻的土壓力。下墻計(jì)算比較復(fù)雜,一般采用簡(jiǎn)化方法進(jìn)行,比如采用延長(zhǎng)墻背法。將上下墻兩部分應(yīng)力圖疊加,即為全墻土壓力 在墻背土體處于極限平衡條件下,作用于破裂棱體上的諸力,應(yīng)構(gòu)成矢量閉合的力多邊形。利用力多邊形來(lái)推求下墻土壓力 (一)等效內(nèi)摩擦角法 按換算前后土的抗剪強(qiáng)度相等的原則或土壓力相等的原則來(lái)計(jì)算 ?D 值。 ~ 10176。 ~ 35176。對(duì)于矮墻偏于安全,對(duì)于高墻則偏于危險(xiǎn)。當(dāng)墻背填料為粘性土?xí)r,土的粘聚力對(duì)主動(dòng)土壓力的影響很大,因此應(yīng)考慮粘聚力的影響。 計(jì)算下一土層時(shí),將上一土層視為均布荷載,按地面為一平面時(shí)的庫(kù)侖公式計(jì)算。計(jì)算時(shí)不必求取最危險(xiǎn)破裂面和最大土壓力。 承載力極限狀態(tài) 是當(dāng)擋土墻出現(xiàn)以下任何一種狀態(tài),即認(rèn)為超過(guò)了承載力極限狀態(tài): 1)整個(gè)擋土墻或擋土墻的一部分作為剛體失去平衡; 2)擋土墻構(gòu)件或連接部件因材料強(qiáng)度超過(guò)而破壞,或因過(guò)度塑性變形而不適于繼續(xù)承載; 3)擋土墻結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系或局部失去平衡。 我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定公路擋土墻的構(gòu)件分析采用 承載力極限狀態(tài)的分項(xiàng)安全系數(shù)法 為主的設(shè)計(jì)法,表達(dá)式為: ? ?0 1 1 ( , )kG G K Q Q K Q i c i Q i K dfRS S S R? ? ? ? ? ??? ? ??0?—— 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 。 Qi?—— 其它荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù) 。 QiKS—— 抗力安全系數(shù); f? —— 構(gòu)件抗力標(biāo)準(zhǔn)值; kRd? —— 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)值 . 承載能力極限狀態(tài)作用(或荷載)分項(xiàng)系數(shù) 擋土墻設(shè)計(jì) ? 擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算 在驗(yàn)算擋土墻的穩(wěn)定性時(shí),一般不計(jì)趾前土層產(chǎn)生的被動(dòng)土壓力。 ? 基底應(yīng)力及合力偏心矩驗(yàn)算 為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過(guò)地基承載力.應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算;同時(shí),為了避免擋土墻不均勻沉陷,控
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