自嵌式景观挡土结构的原理与应用

自嵌式景观挡土结构的原理与应用摘要：自嵌式景观挡土结构改变了传统的条石、干石、现浇混凝土等重力式挡土结构体积大、对地基承载力要求高、外观呆板等缺点。这种新的挡土结构型式外观漂亮、柔性好、适应变形能力强、工厂生产、现场安装规范简单，具有很好的生态效应。本文介绍自嵌式景观挡土结构的形状、设计方法和现场施工工艺。关键词：，挡土结构，设计，施工概述在土木、水利工程建设中经常使用挡土结构，其中重力式挡土墙使用最为广泛。按照建筑材料分类，重力式挡土墙使用最多的是干砌或浆石，也有现浇混凝土结构。干砌或浆石挡土墙由于是散体结构，抗剪和抗弯刚度低，因此，通常体积大，对地基承载力和变形要求高，因此在土基上不能设计成高度大的挡土结构。近年来，由于环保要求不断提高，开山挖石受到越来越严格的控制，使干砌或浆石挡土墙造价不断增加。本文介绍一种刚开始使用的以预制混凝土块为建筑材料的新型挡土结构，我们将其命名为自嵌式景观挡土结构。该结构与传统的干砌或浆石重力式挡土墙、浇混凝土挡土墙等结构相比具有如下优点：挡土结构本身重量轻。通过在预制混凝土块中留孔等方法，使块体的表观重度控制在18-20kN/m3，比岩石和现浇混凝土的重度低。块体间具有相互咬合连接。预制块间通过台阶、榫接等方式相互咬合，具有锁定作用，增加了接触面的剪切强度，从而提高了承担土压力的能力。与墙后填土形成整体。通过墙体和墙后填土中分层铺设土工格栅，使与墙后填土形成整体结构，改善了挡土结构受力特性。外观劈裂面为粗糙的花岗岩景观形态，色调可以根据工程整体自然环境效果调配，具有几十种颜色供设计人员选择。颜色为自然岩石粉调和而成，具有抗风化能力强，在设计寿命期限内不腿色的特点。施工速度快，质量控制和检测系统完善。2挡土结构的形态自嵌式挡土结构的单块形状和建成后的挡土结构外观形态如图1所示。3挡土结构设计袜枯自嵌式丢挡土结构设计尚目前国内没有摇合适的规范遵丰循，其中安全眠系数可以遵守抽重力式挡土结据构规范的规定蜡。挡土结构计熟算包括如下几模个方面的内容飘：漫貌3.1禽地基承载力校霞验啄时自嵌式挺挡土结构能够亿在承载力较低劈的地基上施工茄，由于整个结蠢构具有较好的贵对地基变形的目适应能力，使申得该结构形式厅的挡土结构在牧地基出现较大侍不均匀沉降时抄仍能保持稳定沙。冬图况2挠所示的挡土结绵构剖面是质自嵌式夕挡土结构的典楼型形态，墙面怎倾斜角可以板在归10肚.6斩0乳到亿1窝8火0网的范围内调整也。因为的表观寇重度杆为培19径～邀20梯kN/m执3竹，基本与填土跟的重度一致，欺因此没有必要寨单独校核墙基捆的承载力，只醉需要将挡土结表构与墙后填土距一起考虑。按捧照地基设计规堡范陪[1占]感，挡土高度应兼该限制在如下拣范围内：两歇今忠社锐温无铲（胳1顽）耳式中：递－舍挡土墙后填土已高度；育－地基承载力序设计值；爽－填土重度，乱一般咏取董20感kN/m摘3革。图1图1自嵌式挡土结构的单块形状和建成后的挡土结构外观形态洞3.2骑整体抗滑稳定餐性校验汗菌谢对于华图纷2移所示挡土结构醒形态，由于填坊土中的土工格积栅抗拉作用，杀地基发生滑动逢变形时，填土悲内不会出现拉重裂缝，填土的拉抗剪能力能够摊充分发挥。整翼体抗滑稳定性宏校验可以按照垫加筋土坡抗滑衫稳定计算风的惜“挣荷兰传法吵”韵进行计算。整世体抗滑稳定安局全系数尸计算公式如下贫：铺液奔誓饭厉丹（样2糖）纷式中：友、询－第敢土条在滑面位妈置的土体抗剪卖强度指标；臂－第针土条单位长度愧的重量；乔－第订土条滑面中点件的切线与水平泻线的夹角；币－穿过第仿土条滑面位置裳的土工格栅的烈拉力，一般可事取柜；婚－土工格栅的索抗拉强度。面揭伸按照挡土结构殃设计规范要求泄：毫。图2典型的自嵌式挡土结构剖面图图2典型的自嵌式挡土结构剖面图且3子.3版挡土结构整体垂抗剪破坏校核伏改惜挡土结构在土味压力作用下，虽是否会在挡土唯墙底面位置发呜生剪切破坏需猾要校核。由于再土工格栅的加洪筋作用，使挡驼土结构与土工危格栅的加筋区尺形成一个整体遣，只有挡土结容构与土工格栅农的加筋区同时讽发生剪切破坏怖时才可能使挡组土结构发生整甚体剪切破坏。萌挡土结构整体荷抗剪破坏安全贸系数如下：嘴锤省隙伶件怀晶（造2今）餐式中：绕－填土重度，虚一般崖取金20薪kN/m象3产；嘉－填土高度；傻－挡土结残构趴+烦土工格栅的宽茂度；茂－挡土结构底容面高程位置挡廉土结悄构扯+撒土工格栅范围权内土体平均内熄摩擦角；膏－土工格栅末切端位置在挡土巩结构高度范围席内的主动土压慨力，可以用朗阅肯土压力理论录或库仑土压力抚理论计算。冲3.4沾土工格栅的设傲计脾匀自嵌式奋挡土结构中，某土工格栅对结颗构稳定起关键葡作用，首先由颂土工格栅把挡层土砌体与墙后蛛填土连成整体凯，约束填土变典形，增加了填润土的强度；其矮次挡土砌体的半土压力通过土奸工格栅辫传递给填土，筑从而保持砌体饿结构稳定。设表计中，砌体结巨构稳定校核计旺算方法如下：为每层土工格栅型可能提供的拉露力纹：根星六督鸣姜陈蚕升检心迎（月3禽）策式中：硬－土工格栅的即抗拉强度；嘴－安全系数，快按照规娃范日[2轿]墓，一般取瑞；笋－土工格栅与士挡土间的有效喜摩阻力。躲按照本公司的宇测试成果，轿可用下式表示闭：棵猛盈局（瞒kN菜/艇m吐）果着遮时叛责浑晌（垫4半）叮式中：吃－土工格栅与按间的摩擦角，状试验结果：京～瞎；析唯－土工格栅与贪间的咬合力，弦试验结果：械～沟kN砖/低m阁。善歉－第筝层以上的重量兰产生的法向力虎，可近似按照茎图染2欠所示的三角形照mnc铃或梯形趁mneg哄的重量计算。薄对于青自嵌式歼挡土结构，影在玉～火kN门/疯m译的范围。因此涨，为了充分发乘挥土工格栅的量作用，工程上唐最好选用抗拉刻强度舅～挣kN点/蓄m乐的蚁土工格栅。峡结构的稳定性春：皱结构的稳定性多校验需要在币图健2吵所示结构上，描任选一层层面掉mn营，校验其力的江平衡和力矩平孝衡：力平衡条件：宫节藏恢困街恩似反财扰(5)哗式中：水－昆mn驳面以上脱离体尼范围内土工格想栅拉力总和；蜂－蹲mn饲面以上部分的膛主动土压力，俘可以用朗肯土赖压力理论或库郊仑土压力理论肚计算；习－岂mn巡面上抵抗剪切斑破坏的力，可联以用下式计算陶：卡畅骡购螺葬鞭夺威微慰返另专（帮6宿）在纸粉其中：齿－由挡土块后超缘提供的抗剪畜断力，一般坡～受；仅疑－挡土块接触没面间的摩擦系丹数，一般蒙～困；磨盒－暖mn低面上的重量产剩生的法向力，殊可近似按照功图付2声所示的叹mn限面以上的三角雄形乌mnc滑或梯形范mneg峡的重量计算。匀力矩平衡条件区：愉触地可由写图调2贪的绞mn玻面以上任意一饱点取力矩平衡桌条件，使满足音。4主要结论盆4.1他自嵌式洒景观挡土结构晃外观漂亮，与酸环境协调性好河；优4.2燥自嵌式裹