衡重式挡土墙在市政道路拓宽改建中的应用

衡重式挡土墙在市政道路拓宽改建中的应用

1加固薄弱地基对承载力的影响重力墙是由于地板材料的选择、成本低、施工方便等特点的。现在是支撑结构中使用时间最长、应用最广泛的类型。由于重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定,因此体积、质量均较大,在软弱地基上修建往往受到承载力的限制。如果墙太高,则耗费材料过多,也不经济。在《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)吴海根在前人研究的基础上,通过理论分析与数值分析相结合的方法对受地下管线限制条件下衡重式挡土墙进行优化设计,通过在墙顶处增加钢筋混凝土卸荷板,降低了墙身土压力,进而减小了墙身的尺寸,避免了现场管线的迁改,而且压缩了施工工期,取得了良好的工程效益。2方案4:衡重式挡土墙+扶壁式挡墙某市山区道路在拓宽改建过程中,道路两侧形成高陡坡路基,该段道路上覆层为砂质粘土,下伏基岩为强风化泥岩夹砂岩,基岩风化情况严重。由于现状地面横坡较陡,为确保道路路基的稳定性,在道路右侧路肩处考虑设置支挡结构。根据工程实际情况,业主及设计、地勘等各方经过讨论,初步拟定采用衡重式挡土墙作为推荐方案。在现场勘查过程中发现,路基底部存在大型通信光缆,根据计算,无论是采取衡重式挡墙还是扶壁式挡墙,其基础墙趾处均与现有通信光缆冲突,冲突区段长达50m左右。考虑到如果迁改通信光缆,一方面工程造价将大大增加,另一方面,也将严重影响到施工的进度。因此,必须在现有方案的基础上对挡土墙进行优化设计,减小挡墙墙趾处的宽度,以便在不改迁光缆的基础上进行施工。现场实际情况如下图所示:3挡土墙土压力及滑动面的计算分析优化后的衡重式挡墙,在原卸荷台处增加了一个L型悬臂板,整个悬臂板采用钢筋混凝土材料浇筑,通过该钢筋混凝土卸荷板,大大减小了作用在挡土墙上的土压力,故挡土墙的断面面积得以减小,同时整个挡墙的高度可降低2m左右,节省了大量圬工材料。针对优化后的挡墙设计方案,对整个高边坡进行稳定分析,确保边坡在施工与运营期整体稳定性满足要求。(1)计算参数根据现场资料,挡土墙墙背填料为砂石土及强风化泥岩夹砂石,设计参数分别为:ue788=32°,γ=19KN/m结构计算断面如图2所示:(2)计算方法优化后方案台后土压力的计算采用折线形墙背土压力的计算方法,分为上墙和下墙两部分来分别计算(1)作用在墙背上的主动土压力按库伦理论进行计算,其中上墙按第二破裂面法计算,两破裂面交点在卸荷板悬臂端;下墙按力多边形法进行计算,土压力强度按矩形分布,作用点为下墙墙高1/2处;(2)计算作用于卸荷板上的竖向压力时,可先计算第二破裂面上的竖向分力,卸荷板承受其长度相应部分投影的应力,再计算第三破裂面及以上土体的自重,两者叠加即为卸荷板的竖向压力,在板上均匀分布。(3)挡墙计算结果实际计算结果如下:(1)挡墙基最大压应力σ=496.3kPa:(2)基底抗滑稳定系数:K(3)抗倾覆稳定系数:K计算结果满足要求。(4)边坡整体稳定性采用极限平衡法对边坡的整体稳定性进行分析。根据数值分析结果可知,边坡滑动最小安全系数为1.499。边坡最不利滑动面上的有效正应力和有效剪应力如图4、图5所示。该边坡为一级边坡,边坡稳定安全系数限值为1.30(5)边坡潜在滑动面预测采用有限元方法计算得到该边坡滑动安全系数K<1.6的潜在滑动面如图6所示:通过对边坡潜在滑动面的分布进行分析,对现场施工监控与后期运营期高边坡的安全监测提供理论依据。(6)工程措施(1)挡土墙沿道路前进方向每隔10m设置一道伸缩缝;墙背后设置泄水孔,墙背泄水孔处设置0.5m后碎石反滤层,以减少降水对挡墙稳定性的影响。(2)施工过程中,先对墙身片石混凝土进行连续浇筑,待其强度达到设计强度90%后,进行悬臂下墙后土体的回填;回填完毕后进行上部悬臂板施工,新增加L型悬臂板与墙身间设置分布钢筋进行连接,整个挡墙修筑完毕后,进行悬臂板上填土的分层填筑。(3)根据边坡潜在滑动面分布图,在安全系数K<1.6的滑动区内,埋设监测设备,以便对边坡运营期稳定性状况进行监测。4经济效益分析(1)采用原设计方案,需片石混凝土约3050m(2)此外,优化后方案还进一步缩减了施工工期,具有显著经济效益;(3)项目自施工完成投入使用至今,使用情况良好。5挡墙墙体优化后的经济效益(1)通过对原有衡重式挡墙后增设L型悬臂板,对原有挡墙进行优化,设置悬臂板后,大大减小了作用在挡墙后的土压力,使挡墙自身尺寸减小,继而减小挡墙墙趾处的宽度,以便避让开墙趾处已有光缆设备。(2)经综