对挡土墙设计中几个问题的探讨.doc

1、对挡土墙设计中几个问题的探讨摘要：随着经济的快速发展，带动了建设行业的大发展，在这发展过程中也发现相关一些问题，比如挡土墙的安全设计、施工问题。介于此，本文通过我国常见的挡土墙的施工方法，并且举例分析了悬锚式挡土墙设计。最后，就挡土墙安全保障问题阐述一些意见，及挡土墙设计提供相关借鉴资料。 关键词：挡土墙；设计；问题；探讨 中图分类号： S611 文献标识码： A 引言 挡土墙在地震过程中受到的破坏很常见，地震会对其局部造成皮环，最终导致其结构变形，甚至坍塌此类事例在实际工程中时有出现，造成的经济损失及次生损失较大。在很多时候，地震会引起挡土墙侧向移动、沉降、倾覆甚至倒塌。由于目前人们对地震的

2、破坏程度及很多相关因素都很难进行确定，因此在设防烈度 7 度以上的地域，对挡土墙在地震时的稳定性应进行校核。在岩土地震工程中，挡土墙抗震设计是重点内容之一，需引起足够的重视。 一、常见的挡土墙的施工方法 （一）明挖基坑 在其顶部设置截水沟(雨季)，开挖前确定其开挖线需根据地质情况，进行开挖要严格按照开挖线。置于岩中的墙背时，进行放样可直接按挡土墙的断面墙背的坡度进行，上、下段同时施工，开挖土质地基主要用机械(履挖)进行开挖，铺以人工修整成型；采用爆破石基坑，抬运在距基底 1015cm 处时，人工清理，标高用人工修整凿平，倾斜基底不得以填补方法筑成斜面开挖成型的基坑。如遇雨天，保证基底无浸泡，在

3、坑内设排水沟，集水井疏干积水。另外，埋入深度及基底地质情况均需复核在基坑成型时，不符则应采取措施，才能进行下一步工序。 （二）泄水孔设置 应在每隔 23m 交错设置泄水孔，用 10PVC 管砌在墙内顺着泄水孔排水坡度，在墙背设置泄水孔时直接留置 lOcmxl5cm 矩形孔，应设置厚度在 0.3m 以上的反滤层在进水一侧，设置粘土隔水层在最低排水一侧，切忌应夯实、整平粘土隔水层。 （三）回填土、勾缝 随砌随填上、下挡的回填土部分，采用不含对基础及墙体具有侵蚀作用的碎石土夯实，夯实系数0.94。勾缝需墙身砌筑完成方可，勾平缝时宜采用 M10 水泥砂浆，力求美观自然。 （四）片石砼墙浇筑 设预埋拉杆

4、及钢管架支撑采用组合钢模；由于断面较大在灌注砼时，采用水平分段，重新支模于上一层(每次立模高度为 2 米预埋拉杆)在斜向分层浇筑及掺加片石砼强度达 70%可拆模，采用 16 钢筋自行加工预埋内拉杆。 二、举例 （一）工程概况 拟建场地位于阿勒泰地区哈巴河县托库孜巴依金矿内，根据选矿工艺要求及现场场地情况粉矿仓及其附属设施需建设在高位，与后续工艺厂房存在较大高差。经现场调查了解，在 2006 年由于邻近场地建设大量取土，在场地西侧地段，形成一个深约 15.0m 的矩形取土坑，2009 年开始回填，现场地勘探点处地而高程介于 623.41650.90m 之间，地基持力层为圆砾土。 （二）悬锚式挡土

5、墙设计 1、室内土工试验 为了获取设计、施工所需的土性参数，对现场杂填土进行了室内土工试验。试验以现场土为主要填料，分别进行了 1:9 灰土、0.6:9.4 灰土的力学性质试验和物理性质试验，以便为设计提供所需的土工参数，奠定优化设计与质量控制的基础。通过试验，设计建议挡土墙后填土选用0.6:9.4 的灰土，压实系数不得小于 0.97(实际不小于 0.93 )。试验获得，对于 0.6:9.4 灰土的抗剪强度指标 C、 值均较高，而且随着时间的推移，后期灰土的强度将进一步提高，试验结果如表 1 所示。 表 1 2、计算基本参数 本设计采用 L 型悬锚式挡土墙，墙高 12m，墙身宽 0.4 m，底

6、板总长(含墙趾台阶、基础及墙踵拖板)4m，底板厚 0.5m。扶壁肋净距 5m，肋宽0.8 m，挡土墙埋深 1. 8m。悬锚式挡土墙其设计断而如图 1 所示。 图 1 根据大量建设经验，可假定荷载为 35kN/m2 ，0.6:9.4 的灰土重度，取 18kN/m3(通过试验获得)。考虑现场施工的不确定性并结合工程经验，取 0.6:9.4 灰土的内聚力 C=40kPa，内摩擦角 =350 来进行设计。 3、锚定板拉杆轴心受拉承载力设计值计算 土当量计算重度(含坡顶建筑物荷载) =20.5kN/m3，基于土坡稳定性分析的无限条分法四，进行土坡稳定性计算获得的破坏而弦线角 a=620,滑移半径约为 7

7、9 m，土坡的稳定性系数为 1.148，不满足国标 GB50330-2002建筑边坡工程技术规范中对边坡稳定性的要求，所以必须采取措施增加其稳定性。 本工程拟采用锚定板扶壁式挡土墙，挡土墙后采用 5 道锚定板，上部第一道锚定板至挡墙顶部的距离为 2.5m,其余竖直向间距为 2m，水平向间距为 2m。顶部两道锚定板拉杆长度取 10m，底下三道锚定板拉杆长度取 7m。锚定板长宽为 0.35 m，厚度为 0.3m。锚定板拉杆有效锚固长度计算: L1=12/tan620=6.38m 因此，计算得到第一至第五道拉杆的有效锚固长度分别为:4.5m、5.5m、3.6m、4.6m 和 5.7m，第一至第五道锚

8、定板拉杆的轴心受拉极限承载力值分别为: 378kN、462kN、302kN、386kN 和 479kN。大量工程实践表明，土钉在土体中应力松弛效应明显，设计时，考虑到必要的安全性及应力松弛特性，对于第一道和第二道拉杆，取轴心受拉极限承载力值 150kN，第三道、第四道和第五道拉杆取轴心受拉极限承载力值130kN。 4、拉杆设计 主要是由挡土墙的移动所产生的悬锚式挡土墙拉杆的受力变化。墙身的受力情况直接受到拉杆的布设影响，因此布设拉杆必须合理，使立壁的受力比较均匀，对混凝土用量与节省钢筋是十分重要的。连接墙壁和锚定板的受力杆件就是拉杆，预埋钢筋焊接拉杆的立壁和锚定板。立壁水平支点就是拉杆与墙立壁

9、的连接处，支点反力就是拉杆拉力的数值。墙面所受到的总土压力的水平分力等于各层拉杆的拉力与悬锚式挡土墙基础的水平反力的总和。拉杆断面尺寸设计，拉杆长度设计以及防锈措施是拉杆设计中的主要内容。 三、挡土墙安全保障一些意见 为保证挡土墙的安全性，可以在挡土墙截面设计稳定、强度验算完成之后，采取措施保证其安全性。 （一）挡土墙基础加固措施 1、为加固挡土墙，可在墙址处设置宽度大于 20cm 的台阶以拓宽其基底，减小其基底的压应力，保证挡土墙的稳定. 2、为使基底压应力扩散，可用砂砾、碎石、矿渣等；换填挡土墙地基的松软土层。 （二）排水措施 应在墙前地面以上设置一排泄水孔，对于浆砌石挡土墙，可在墙上部加

10、设泄水孔采用 1Ox10cm 的方孔或圆孔，当墙较高时，23 米的孔眼间距，设置泄水孔进水口应设置反滤材料时上下排泄水孔错开，并用水泥板封堵墙背泄水孔的进水口。 （三）沉降缝与伸缩缝的设置 为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂，需按墙高和地基性质的变异，设置沉降缝，同时，为了减少砌体因收缩硬化和温度变化作用而产生裂缝，需设置伸缩缝挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起，每隔 1015m设置一道，缝宽 23cm，自墙顶做至基底，缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青的木板等具有弹性的材料沿墙的内、外、顶三侧填塞，填塞深度不小于 15cm。 四、结语 挡土墙是通过自身的重力或借助部分土体的重力共同对不能维持自身稳定的土体进行加固，以保持土体的稳定性。当前施工中采用位移方法对挡土墙进行抗震设计是较为合理的，也是以后发展的方向，该方法避免了在抗震设计中出现重复验算的现象，降低了设计计算量，使得挡土墙的设计结构具有可靠性，从而为挡土墙的抗震设计提供了借鉴意义。参考文献： 1马林,邵生俊,陈昌禄.黄土结构性对挡土墙土压力的影响分析J.地下空间与工程学报,2013,03:596-602. 2谌洪烨.论水利工程挡土墙的设计J.河南水利与南水北调,2013,16:44-45. 3宋华君.重力式挡土墙在铁路工程上的设计要点探析J.创新科技,2013,10:89-90.