[建筑土木]挡土墙的施工

[建筑土木]挡土墙的施工内容摘要：

土钉墙墙面坡度不宜大于 1:，土钉必须和面层有效边 连 接，应设置承压板或加强钢筋等构造措施，承压板或加强钢筋应与土钉螺栓连接或钢筋焊接连接。 土钉墙基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地，基 坑深度不宜大于 12m。 当地下水位高于基坑底面时，应采取 降水 或截水措施。 (5) 衡重式挡土墙 特点：设置衡重台使墙身重心后移，并利用衡重台上的填土，增加墙身稳定。 上墙背俯斜而下墙背仰斜，可降低墙身及减少基础开挖，以及节约墙身断面尺寸。 适用：适用于陡山坡的路肩墙、路堤墙和路堑墙 (兼有拦挡落石作用 )。 (6) 悬臂式挡土墙 悬臂式挡土墙指的是由立壁、趾板、踵板三个钢筋混凝土悬臂构件组成的挡土墙。 面坡常用 1:~1:，背坡可直立。 顶宽 ，路肩墙 ，踵板采用等厚 ,趾板端部厚度可减薄 ,但不小于。 悬臂式挡土墙 的立壁 ,常为等厚 ,间距常取墙高的 1/3~1/2,厚度约为间距的 1/8~1/6,但不小于。 悬臂式挡土墙构造简单，施工方便，能适应较松软的地基，墙高一般在 6m9m之间。 当墙高较大时，立壁下部的弯矩较大，钢筋与混凝土的用量剧增，影响这种结 7 构形式的经济效果，此时采用扶壁式挡土墙。 当地基土质较差或缺少石料而墙又较高时，通常采用悬臂式挡土墙，一般设计成L 型，由钢筋混凝土建造，墙的稳定性主要依靠墙踵悬臂以上土重来维持。 墙体内设置钢筋以承受拉应力，故墙身截面较小。 (7) 扶壁式挡土墙 特点： 由墙面板、墙趾板、墙踵板和扶肋组成，即沿悬臂式挡土墙 的墙长方向，每隔一定距离增设一道扶壁，把墙面板 (立 壁 )和墙踵板连接起来，以承受较大的弯矩作用。 适用： 适用于缺乏石料的地区或地基承载力较差的地段。 当墙高较高时，比悬臂式挡土墙更为经济。 挡土墙的构造与布置 挡土墙的构造 常用的石砌挡土墙及钢筋混凝土挡土墙，一般由墙身、基础、排水设施与伸缩缝构成。 (1) 墙身 挡土墙靠近回填土的一面成为墙背，暴露在外侧的一面称为墙面或墙胸，墙的顶面称为墙顶 ，墙的底面称为基底。 挡土墙的 底部，称为基础或基脚，根据需要可与墙身分开建造，也可整体建造成为墙身的一部分。 基底的外侧前缘部分称为墙趾，基底的内侧后缘部分称为墙踵。 ① 墙背 根据墙背倾斜方式的不同，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式和衡重式等几种。 ② 墙面 通常，基础以上的墙面均为平面墙面坡度 除应与墙背的坡度相协调外，还应考虑到墙趾处地面的横坡度。 当地面横坡较陡时，墙面可直立或外斜 1:～ 1:，以减小墙高；当地面横坡平缓时，墙面可放缓，一般采用 1:～ 1: 较为经济，但不宜缓于 1:，以免过多 增加墙高。 ③ 墙顶 对于石砌土墙墙顶的最小宽度，浆砌的不小于 50cm，干砌的不小于 60cm。 当用做路肩墙时，一般用粗料石或低强度等级混凝土做成帽石，帽石厚度 约为 40cm。 对于路堑墙与路堤墙通常可不做帽石，墙顶选用大块石砌筑。 8 ④ 护栏 当挡土墙高度较大时，为增加驾乘人员心理上的安全感，保证行车安全，墙顶应设置护栏。 护栏所采用的材料、护栏高度、宽度应符合有关规定。 护栏距路面边缘的距离，应满足路肩最小宽度的要求。 (2) 基础 基础设计的主要内容包括 基础形式的选择和基础埋置深度的确定。 挡土墙通常采用浅基础， 只有在特殊情况下，才使用桩基。 绝大多数挡土墙的基础直接设置在天然地基上。 当地基软弱时，强身较高时，为减少基底压应力，增加稳定性，墙趾可伸出台阶，以拓宽基底，台阶宽度不小于 20cm，高宽比可用 3:2 或 2:1。 地基为较弱土层时，可用沙砾、碎石、矿渣或石灰土等质量较好的材料换填，以提高地基承载力。 基础埋置深度取决于地质条件、水文情况、冻结深度、临近建筑物的基础影响等。 ① 当冻结深度小于或等于 1m时，基底应在冻结线以下不小于 ，并符合基础最小埋置深度不 小于 1m的要求 ； ② 当冻结深度超过 1m时，基底 最小埋置深度不小于 ，还应将基底至冻结线以下 ； ③ 受水流冲刷时，应按路基设计洪水频率计算冲刷深度，基底应置于局部冲刷线以下不小于 1m； ④ 路堑式挡土墙 基础顶面应低于路堑边沟底面，且不小于 ； ⑤ 在风化层不厚的硬质岩石上地基上，基底一般应置于基岩表面以下 ～；在软质岩石地基，基底最小埋置深度不小于 1m。 表 11 斜坡地面基础埋置条件 土层类别 最小埋入深度 h(m) 距地表水平距离 L(m) 较完整的硬质岩石 ～ 一般硬质岩石 ～ 软质岩石 ～ 土层  ～ 9 表 12 基底倾斜度 地层类别 基底倾斜度 ( 0tan ) 一般地基 岩石  土质  浸水地基      (3) 排水设施 挡土墙的排水处理是否得当 ， 直接影响到挡土墙 的安全及使用效果。 因此，挡土墙应设置完善的排水设施，以疏干墙后填料中的水分，防止地表水下渗造成墙后积水，使墙身承受额外的静水压力；消除粘性土填料因含水率增加而产生的膨胀压力；减小季节性冰冻地区填料的膨胀压力。 挡土墙的排 水设施通常 由地面排水和墙身排水两部分组成。 地面排水主要是防止地表水渗入墙背填料或地基。 因此，可设置地表排水沟，以截流地表水。 墙身排水主要是为了迅速排除墙后积水。 通常在非干砌的挡土墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。 挡土墙排水措施的作用在于疏干墙后土体和防止地表水下渗，以免墙后积水形成静压力。 良好的排水在寒冷地区可以减小回填土的冻胀压力。 排水措施主要包括 ① 截水沟。 截水沟又称天沟，设置在挖方路基边坡挡土墙坡顶以外，用以拦截并排除在山坡上流淌的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡不受流水冲刷，截水 沟采用梯形截面，内边坡的坡度为 1:1，采用 25cm 厚的 5 号浆砌片石加固，并设置 15cm厚的砂砾垫层。 ② 泄水孔。 若已渗入墙后填土中的水，则应将其迅速排出，通常在挡土墙的下部设置泄水孔。 一般泄水孔的直径为 510cm,间距 23cm,泄水孔应高于墙前水位，以免倒灌。 此外，在泄水孔入口附近应用易渗的粗颗粒材料做反滤层，并在泄水孔入口下方铺设粘土夯实层，防止积水渗入地基不利于墙的稳定性。 泄水孔的布置应错开呈梅花桩式，以免在某一个面上形成软弱层，影响挡土墙的稳定性。 ③ 排水沟。 主要用途在于引水，将路基范围内的各 种水源水流引至桥涵或路基范围内的指定地点。 采用梯形截面， 25cm 厚 5 号浆砌片石加固，并设 15cm 厚砂砾垫层。 (4) 沉降缝与伸缩缝 为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据 地基地质条件及墙高、墙身断 10 面的变化情况，设置沉降缝。 为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用产生的裂缝，需设置伸缩缝。 通常，把沉降缝和伸缩缝结合在一起， 被 统称为沉降伸缩缝或变形缝。 各类挡土墙应根据 其 构造特点， 可以 设置容纳构件收缩、膨胀及适应不均匀沉降情况的变形缝构造。 (5) 基础加固措施 ① 为减少基底压应力，增加抗倾覆的稳定性 ，在墙趾处伸出一台阶，以拓宽基底。 墙趾台阶的宽度不小于 20cm，台阶高宽比可采用 3:2 或 2:1。 ② 地基为软弱土层时，可用砂砾、碎石、矿渣或灰土等质量较好的材料换填，以扩散基底压应力，满足设计要求。 (6) 其他 墙顶与路面的衔接。 当墙顶宽大于土路肩宽度时，挡土墙侵入土路肩部分应预留出相当于路面结构厚度部分以铺筑路面。 车辆安全行驶保障措施。 对于路肩墙，其墙顶面以下 50cm采用 C20 砼浇筑，并预埋钢筋，在其上设置防撞栏或防撞墙。 挡土墙的布置 挡土墙的布置是挡土墙设置的一个重要内容，通常是在路 基横断面图和墙趾纵断面图上布设。 个别复杂的挡土墙尚应做平面布置。 (1) 挡土墙的横向布置 横向布置主要是在路基横断面图上进行，其内容为确定断面形式，选择挡土墙的位置。 挡土墙的断面形式和位置，均应根据实际情况分析计算后确定。 例如，路肩墙与路堤墙的墙高与污工数量相近，基础情况亦相仿时，宜做路肩墙，因为采用路肩墙，可减少填方和占地；但若路堤墙的墙高或 圬工数量比路肩墙显著降低，且基础也可靠时。 则宜做路堤墙。 不论是路肩墙，还是路堤墙，当地形陡峻时，可采用俯斜式或衡重式；地形平坦时则可采用仰斜式。 (2) 挡土墙的 纵向布置 挡土墙的纵向布置在墙趾纵断面上布置，布置后绘成挡土墙正面图。 布置的内容有： ① 确定挡土墙的起讫点和墙长， 合理选择挡土墙与路基或其他结构物的衔接方式。 ② 按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置。 11 ③ 布置各段挡土墙的基础。 墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于 5%的纵坡。 但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶。 台阶尺寸视纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于 1:2。 ④ 布置泄水孔的位置，包括数量、间隔、尺寸等。 在布置图上注明各特征点的桩号，以及墙顶、基础顶面、基底、冲刷线、 冰冻线、常水位线或设计洪水位的标高等。 图 11 挡土墙正面图 (3) 挡土墙的 平面布置 对于个别复杂的挡土墙，例如 高的、长的沿河挡墙和曲线挡墙，除了横、纵向布置外，还应做平面布置，并绘制平面布置图。 在平面图上，应标示挡土墙与路线平面位置的关系，与挡土墙有关的地物、地貌等情况，沿河挡墙还应标示河道及水流方向，以及其他的防护、加固工程等。 挡土墙的布置，往往需要在横、纵、平三面上多次反复比较，方能取得技术上可靠，经济上合理，且照顾到施工简便的最佳方案。 设计给定的工程地质条件 设计路线 K58+070～ K58+130，傍山路线，设计高程均为 ，山坡 砾石地层，附近有开挖石方路堑的石灰岩片石可供作挡土墙材料。 设计路段为直线段，横断面资料如表； (1) 山坡基础为中密砾石土，摩阻系数 f =，基本承载力  =520kPa； (2) 填土边坡为 1:m=1:，路基宽度为 ； (3) 墙背填料为就地开挖砾石土 ,容重为 KN/ m  ,计算内摩阻角 35 ； (4) 墙体用 50 号砂浆砌片石，容重为 3= KN/ m ，容许压应力   a2450kP  ， 12 容许剪应力     ，外摩阻力 ζ =Φ /2=176。 ； (5) 设计荷载用汽 — 15，验算荷载用挂 — 80； (6) 稳定系数：滑动稳定系数  c  ，倾覆稳定系数  0 。 墙后回填土的选择 根据土压力理论分析可知，不同的土质对应的土压力是不同的。 挡土墙设计中希望土压力越小越好，这样可以减小墙的断面，节省土石方量，从而降低造价。 (1) 理想的回填土。 卵石、砾砂、粗砂、中砂的内摩擦角较大，主动土压力系数小，则作用在挡土墙上的土压力就小，从而节省工程量，保持稳定性。 因此上述粗颗粒土为挡土墙后理想的回填土。 本设计采用此类型的填土，且回填土粘聚力等于零，墙后填土分层夯实，以提高填土质量。 (2) 可用的回填土。 细砂、粉砂、含水量接近最佳含水量的的 粉土、粉质粘土和低塑性粘土为可用的回填土，如当地无粗颗粒，外运不经济。 (3) 不宜采用的回填土。 凡软粘土、成块的硬粘土、 膨胀土和耕植土，因性质不稳定，在冬季冰冻时或雨季吸水膨胀将产生额外的土压力，导致墙体外移，甚至失去稳定，故不能用作墙的回填土。 毕业设计的主要内容 (1) 选定设计资料； (2) 绘制平面图及横断面图 ； (3) 确定设计方案： ① 阐述设挡土墙的理由 ； ② 选定挡墙类型 (路堤，路肩，路堑 )，要有比较 ； ③ 选定挡墙形式 (仰斜，俯斜，衡重„ )。 (4) 初拟断面尺寸 ： ① 确定分 段长及与路堤的衔接方式 ； ② 确定埋深、墙高及墙背倾角，以上步骤后即可绘出挡土墙的纵断面图 ； ③ 初拟其他部位的尺寸 (按各部分对尺寸的基本要求拟定 )。 (5) 计算换算土层厚 0h ； (6) 土压力计算 ； (7) 确定断面尺寸 : ① 滑动稳定性验算： 13 Kc 控制在 ～ 之间 (一般重力式挡墙以此控制设计 )； ② 确定挡墙其他部位尺寸，即可画出挡墙典型断面图 ； (8) 稳定性验算 (5 个项目均要分别对计算荷载和验算荷载进行计算 )； (9) 将确定的挡墙依次按比 例绘在平面及横断面图上。 14 第 2 章 公路挡土墙设计 设置挡土墙的理由 该地段地形复杂，山坡较陡，大多数路基属于半填半挖式，且填方量较大。 为了防止填方路基滑动和沿河段的水流冲刷，并且减少填方的数量，需要设置挡土墙。 选定挡墙类型 该处路基挖方量较少，边坡能够在开挖后较稳定，且无可能滑坍的山坡山体， 而路堑墙适用场合是在山坡陡峻处，用以减少挖方数量，降低边坡高度，避免山坡因开挖而失去稳定，以及在地质不良地段用以支挡可能滑坍的山坡山体， 所以不用设置路堑墙，只用设置防止路基沿边坡下滑的路肩墙或路堤墙即可。 若用路肩墙， 路肩墙是用以支挡陡坡路堤下滑，抬高公路路基高程。