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时间:2018-09-19
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1、1.2国内外挡土墙的发展现状在公路修筑过程中,世界各国对于高速堤的破坏给予了高度的重视,根据地质情况、设计要求和施工方法,设计运用了各种类型的挡土墙,并用混凝土修建各种不同的模型和形式的挡土墙,但基本上都利用墙体自重平衡土压力的传统形式。近年来,由于技术进步计刚才、塑料等土建材料的广泛普及,加筋土技术的推广,土工织物的应用,泡沫聚苯乙烯(EPS)等轻质和超轻材料的利用等,开发了许多与传统挡土墙不同的新型支挡结构物。下面就挡土墙国内外发展概况作简要介绍。1.2.1传统挡土墙的新型结构1.U形挡土墙U形挡土墙在结构上类似悬臂式挡土墙,它把侧壁和底板连成整
2、体,构成U状。最近在路堑式公路等部位需将路面铺筑在地下水位以下时,开始使用U形挡土墙。其与传统挡土墙不同之处是,设计时考虑水压力影响,同时必须进行上浮稳定性分析。在侧壁顶部设置支撑时,作用的土压力为静止土压力。U形挡土墙底板比传统挡土墙宽,可看成弹性地基上的梁。为确保上浮稳定性,当地下水位较高时,也可加厚底板或横向悬出。2.倒Y形挡土墙倒Y形挡土墙是日本神户大学田中博士发明的。首先把混凝土预制成1~4m不同尺寸的砌块,再把预制砌块组合铺筑在碎石基础上,回填碎石构成挡土墙。倒Y形挡土墙在力学性能上具有抗倾覆、抗滑动性能强的特点,另外还具有排水性好,防止
3、地下水侵蚀的优点。3.箱式挡土墙箱式挡土墙为钢筋混凝土结构,主要由顶板、前墙、后墙及底板组成,即在迎水面直墙后再建一道或数道与之平行的直墙,在直墙间用隔板相连接,形成空箱结构。隔墙起支撑与连接作用,跨度一般在1.5~5.0m之间。墙壁厚一般为20~50cm,各截面按构造配筋,属薄壁轻型结构。根据工程的地基条件,可设计成深基础或浅基础,同时根据工程的要求,可以封底、封顶,也可以不封底、不封顶。具有以下优点:(1)结构简单、受力条件好。箱式挡土墙在墙的长度上设置了隔板,缩短了墙壁的纵向跨度,形成连续梁结构,减少了跨中弯矩,同时作用在墙壁上的土压力、水压力
4、及冻胀力等水平压力通过四壁相互传递,消减了对单一挡土墙的水平压力,所以受力条件好。(2)稳定性能好。箱式挡土墙在结构上采用了空箱结构,箱内可填满符合要求的砂土,调节空箱的重量,改善地基应力状态,使挡土墙平稳地坐落在地基基础上。箱式挡土墙埋入部分形成数道齿墙,起到阻止挡土墙滑动的作用,同时挡土墙的基础底面积较其他挡土墙的底面积小,所受到的垂直向上的扬压力、冻胀力等较小,减少了挡土墙的倾覆力矩。箱内回填的沙砾与墙壁之间存在摩擦力,提高了箱式挡土墙的抗倾力矩。总之,较其他形式的挡土墙而言,箱式挡土墙的抗滑、抗倾性能均较高,稳定性能也较好。(3)抗冻性能好。
5、从整体上讲,箱式挡土墙设置隔墙后,箱内填满砂石土,使作用在向内外的水平冻胀力相互平衡。从材料充分利用上讲,用混凝土抗压性能去衡水平冻胀力所产生的内力,其强度储备安全系数高于10。同时不封底箱式挡土墙的基础底面积较一般挡土墙底面积缩小2/3,当基础受冻时,垂直向上的冻胀力和倾覆力矩相应减小,而当墙向下的垂直力的抗倾覆力矩并不减小,从而增强了墙的抗冻性和稳定性,提高了抗冻害能力。所以箱式挡土墙特别适合在季节性冻土地区应用。4.楔形(keystone)挡土墙楔形(keystone)挡土墙,又称拱心式组装式挡土墙,这种挡土墙起源于美国。由单个构件组装而成,具
6、有较好的稳定性、耐久性和强度。可以广泛应用于城市建设中,如图1-4所示。特点是美化效果好,施工简单,形式灵活多样。不足之处是挡土墙的高度和支撑力有一定的局限性。5.加筋环挡土墙其作用机理是将填料产生的侧向压力转由加筋环承担。加筋环的作用机理是充分利用钢筋受拉强度高的特性,使环内填料产生的侧向压力转由加筋环承担,加筋环内的填料在垂直荷载作用下受到挤压并产生侧向膨胀,而加筋环约束了这种变形,使侧向压力全部转化为由钢筋圆环来承担。加筋环阻断了环内侧压力向环外的传递,使圆环内填料形成一个“饼”状物,如干层“土饼”交叉叠加后就组成加筋土实体。加筋环在垂直均布荷
7、载作用下的受力状态,与人们在土体实验室中所做的三轴试验相类似。1.2.2加筋材料支挡结构形式主要是有利用钢带、塑料工程带等做拉筋的普通加筋土挡土墙。利用土工织物、聚合物网栅等做加筋的土工织物加筋土挡土墙以及锚定板挡土墙。与传统挡土墙不同,这种挡土墙在填土中埋入加筋材料,使土和加筋材料构成复合结构用以支撑外力。其形式可以做成挡土墙,也可以加陡填土路堤边坡。这种支档方式的优点是能够比较容易地修建高挡土墙,基础比传统挡土墙简单,而且能适应地基变形,稳定性好。缺点是外观问题较多,特别是在软土地基或用压缩性高的填料时,这种缺点更加明显。加筋土技术的发明无疑是一
8、项重大技术创新,然而在经大量工程实践和理论研究后逐渐发现些不足,有些甚至是难以逾越的障碍。主要表现在:由于加
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