今天給各位分享衡重式擋土墻施工方案的知識,其中也會對衡重式擋土墻施工工藝流程進行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!,本文目錄一覽:,1、,衡重式片石砼擋土墻施工工藝,2、,河流防護石砌擋土墻施工方案,3、,求個擋土墻的施工方案!
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衡重式片石砼擋土墻施工工藝
你好· 衡重式片石砼擋土墻施工工藝 一、原理 在路基土方施工前,挖基,支模,灌注片石混凝土,擋土墻施工一定高度后,進行土方施工,擋土墻成型后,上下墻背間有衡重臺或卸荷平臺,利用部分填土重和墻身共同作用增加穩(wěn)定。 二、適用范圍 多用在路肩墻,也可作路堤墻或路塹墻,基底應力要求較高。 三、施工工藝 ㈠施工工藝流程圖 ㈡施工要求 澆注砼前,應對支架、模板、鋼筋和預埋件進行檢查,并做好記錄,符合設(shè)計要求后方可澆注。模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢應清理干凈。模板如有縫隙,應填塞嚴密,模板內(nèi)面應涂刷脫模劑。澆注砼前,應檢查砼的均勻性和坍落度。自高處向模板內(nèi)傾卸砼時,為防止砼離析,應符合下列規(guī)定: 1.從高處直接傾卸時,其自由傾落高度不宜超過2m,以不發(fā)生離析為度。 2.當傾落高度超過2m時,應通過串筒、溜管或振動溜管等設(shè)施下落;傾落高度超過10m時,應設(shè)置減速裝置(在串筒的不同高度設(shè)多向擋板)。 3.在串筒出料筒下面,砼堆積高度不宜超過1m. 4.澆注砼使用插入式振動器時,移動間距不應超過振動器作用半徑的1.5倍;與側(cè)模應保持50-100mm的距離;插入下層砼50-100mm;每一處振動完畢后應邊振動邊徐徐提出振動棒;應避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其他預埋件。對每一振動部位,必須振動到該部位砼密實為止。密實的標志是砼停止下沉,不再冒出氣泡,表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。 5.砼的澆注應連續(xù)進行,如因故必須間斷時,其間斷時間應小于前層砼的初凝時間或能重塑的時間。砼的運輸、澆注及間歇的全部時間不得超過表的規(guī)定,當需要超過時應預留施工縫。 6.施工縫的位置應在砼澆注之前確定,宜留置在結(jié)構(gòu)受剪力和彎矩較小且便于施工的部位,并應按下列要求進行處理: (1)應鑿除處理層砼表面的水泥砂漿和松軟層,但鑿除時,處理層砼須達到下列強度: ①洗鑿毛時,須達到0.5Mpa; ②用人工鑿除時,須達到2.5Mpa; ③用風動機鑿毛時,須達到10Mpa; (2)經(jīng)鑿毛處理的砼面,應用水沖洗干凈,在澆注層次砼前,對垂直施工縫宜刷一層水泥凈漿,對水平縫宜鋪一層厚度為10-20mm的1:2的水泥砂漿。 (3)施工縫為斜面時應澆注成或鑿成臺階狀。 (4)施工縫處理后,須待處理層砼達到一定強度后才能繼續(xù)澆注砼。需要達到的強度,一般最低為1.2Mpa,當結(jié)構(gòu)物為鋼筋砼時,不得低于2.5Mpa. 7.在澆注過程中或澆注完成時,如砼表面泌水較多,須在不擾動已澆注砼的條件下,采取措施將水排除。繼續(xù)澆注砼時,應查明原因,采取措施減少泌水。 8.結(jié)構(gòu)砼澆注完成后,對砼裸露面應及時進行休整、抹平,待定漿后再抹第二遍并壓光或拉毛。當裸露面面積較大或氣候不良時,應加蓋防護,但在開始養(yǎng)生前,覆蓋物不得接觸砼面。 9.澆注砼期間,應設(shè)專人檢查支架、模板、鋼筋和預埋件等穩(wěn)固情況,當發(fā)現(xiàn)有松動、變形、移位時,應及時處理。 10.摻加片石技術(shù)要求: (1)片石摻加前應清除表面的雜物、泥土等。 (2)片石摻入量一般不超過總圬工體積的25%,施工控制在20%,摻入時不可亂投亂放,石塊應分布均勻,凈距不小于100mm,距結(jié)構(gòu)側(cè)面和頂面的凈距不小于150mm,石塊不得接觸預埋件,不可直接接觸基底、模板。 (3)施工完畢及時覆蓋養(yǎng)生15天。 四、勞力組織 片石混凝土擋土墻工序簡單,銜接緊湊,組織安排合理,各道工序協(xié)調(diào)勞作, 五、機具設(shè)備 采用本工法施工,需配備的設(shè)備如:挖掘機、電動蛙式打夯機、混凝土攪拌機、電焊機、混凝土振棒棒等機械,各種機械不得在施工現(xiàn)場發(fā)生漏水、漏油現(xiàn)象。 六、質(zhì)量要求 施工中每個工序完成后按相關(guān)技術(shù)規(guī)范驗收,合格后方可進入下道工序,凡不合格者必須進行整改或返工,使其達到質(zhì)量標準和設(shè)計要求。 七、安全措施 本工法除遵照有關(guān)規(guī)范施工外,還應注意以下幾點: 1.基礎(chǔ)施工在旱季進行,如在雨季施工,嚴格作好排水措施,防止基底被水浸泡。 2.墻身灌注時,要注意模板變化及灌注速度,防止出現(xiàn)模板變形過大。
河流防護石砌擋土墻施工方案
第一節(jié) 概 述
能夠保持結(jié)構(gòu)物兩側(cè)的土體、物料有一定高差的結(jié)構(gòu)稱為支擋結(jié)構(gòu)。支承路堤填土或山坡土體,防止填土或土體變形失穩(wěn),而承受側(cè)向土壓力的建筑物稱為擋土墻。
支擋結(jié)構(gòu)在各種土建工程中得到廣泛的應用,如鐵路、公路工程中可以用于支承路堤或路塹邊坡、隧道洞口、支承橋臺臺后填土,以減少土石方量和占地面積,防止水流沖刷路基,并經(jīng)常用于整治坍方、滑坡等路基病害;水利、港灣工程中支擋河岸及水閘的岸墻;民用與工業(yè)建筑中的地下連續(xù)墻等。隨著大量土木工程在地形復雜地區(qū)的興建,支擋結(jié)構(gòu)愈加顯得重要。支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計將直接影響到工程的經(jīng)濟效益及安全。
擋土墻各部位的名稱如圖10-1所示,墻身靠填土(或山體)一側(cè)稱為墻背,大部分外露的一側(cè)稱為墻面(或墻胸),墻的頂面部分稱為墻頂,墻的底面部分稱為墻底,墻背與墻底的交線稱為墻踵,墻面與墻底的交線稱為墻趾。墻背與豎直面的夾角稱為墻背傾角,一般用表示,墻踵到墻頂?shù)拇怪本嚯x稱為墻高,用H表示。
擋土墻的類型劃分方法很多,根據(jù)墻體自身的剛度可將其分為柔性擋土墻和剛性擋土墻;根據(jù)擋土墻的結(jié)構(gòu)形式可將其分為重力式(包括衡重式)擋土墻和輕型擋土墻;根據(jù)擋土墻在路基橫斷面上的位置可分為:路塹擋土墻、路肩擋土墻、路堤擋土墻、山坡?lián)跬翂Α⒖够瑩跬翂?、站臺擋土墻等;根據(jù)建筑材料可分為石、混凝土及鋼筋混凝土擋土墻等;根據(jù)所處的環(huán)境條件可分為一般地區(qū)擋土墻、浸水地區(qū)擋土墻與地震地區(qū)擋土墻等。
由于一些地區(qū)石料豐富,使得石砌重力式和衡重式擋土墻得到廣泛應用。為適應不同地區(qū)的條件和發(fā)展新技術(shù)的需要,逐步發(fā)展了各種形式的擋土墻,如:懸臂式、扶臂式、板樁式、錨桿式、錨定板式、豎向預應力錨桿式、加筋土式和土釘
式等新型擋土墻。隨著生產(chǎn)和技術(shù)的不斷
發(fā)展,今后還將會有一些新的結(jié)構(gòu)形式不斷 圖10—1擋土墻各部分名稱
路基在遇到下列情況時可考慮修建擋土墻:
(1) 陡坡地段;
(2) 巖石風化的路塹邊坡地段;
(3) 為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段;
(4) 可能產(chǎn)生坍方、滑坡的不良地質(zhì)地段;
(5) 高填方地段;
(6) 水流沖刷嚴重或長期受水浸泡的沿河路基地段;
(7) 為節(jié)約用地、減少拆遷或少占農(nóng)田的地段;
(8) 為保護重要建筑物、生態(tài)環(huán)境或其他特殊需要的地段。
在考慮擋土墻設(shè)計方案時,應與其他工程方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較,例如,采用路堤或路肩擋土墻時,常與棧橋或填方等方案進行比較;采用路塹或山坡?lián)跬翂r,常與隧道、明洞或刷緩邊坡等方案作比較,以求工程技術(shù)經(jīng)濟合理。
第二節(jié) 重力式擋土墻
一、概述
重力式擋土墻是以墻身自重來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定,它是我國目前最常用的一種擋土墻形式。重力式擋土墻多用漿砌片(塊)石砌筑,缺乏石料地區(qū)有時可用混凝土預制塊作為砌體,也可直接用混凝土澆筑,一般不配鋼筋或只在局部范圍配置少量鋼筋。這種擋土墻形式簡單、施工方便,可就地取材、適應性強,因而應用廣泛。
由于重力式擋土墻依靠自身重力來維持平衡穩(wěn)定,因此墻身斷面大,圬工數(shù)量也大,在軟弱地基上修建時往往受到承載力的限制。如果墻過高,材料耗費多,因而亦不經(jīng)濟。當?shù)鼗^好,墻高不大,且當?shù)赜钟惺蠒r,一般優(yōu)先選用重力式擋土墻。
重力式擋土墻,當墻背只有單一坡度時,稱為直線形墻背;若多于一個坡度,則稱為折線形墻背。直線形墻背可做成俯斜、仰斜、垂直三種,墻背向外側(cè)傾斜時稱為俯斜,墻背向填土一側(cè)傾斜時稱為仰斜,墻背垂直時稱為垂直;折線形墻背有凸形折線墻背和衡重式墻背兩種,如圖10-2所示。
a) 俯斜 b) 仰斜 c) 垂直 d) 凸形 e) 衡重式
圖10-2 重力式擋土墻墻背形式
仰斜墻背所受的土壓力較小,用于路塹墻時墻背與開挖面邊坡較貼合,因而開挖量和回填量均較小,但墻后填土不易壓實,不便施工。當墻趾處地面橫坡較陡時,采用仰斜墻背將使墻身增高,斷面增大,如圖10-3所示,所以仰斜墻背適用于路塹墻及墻趾處地面平坦的路肩墻或路堤墻。
俯斜墻背所受土壓力較大,其墻身斷面較仰斜墻背時要大,通常在地面橫坡陡峻時,利用陡直的墻面,以減小墻高。俯斜墻背可做成臺階形,以增加墻背與填土之間的摩擦力。
垂直墻背的特點介于仰斜和俯斜墻背之間。
凸形折線墻背系由仰斜墻背演變而來,上部俯斜、下部仰斜,以減小上部斷面尺寸,多用于路塹墻,也可用于路肩墻。
衡重式墻背在上下墻之間設(shè)有衡重臺,利用衡重臺上填土的重力使全墻重心后移,增加了墻身的
穩(wěn)定。由于采用陡直的墻面,且下墻采用仰斜墻 圖10—3地面橫坡對墻高的影響
背,因而可以減小墻身高度,減少開挖工作量。
適用于山區(qū)地形陡峻處的路肩墻和路堤墻,也可用于路塹墻。
二、重力式擋土墻的構(gòu)造
重力式擋土墻的構(gòu)造必須滿足強度與穩(wěn)定性的要求,同時應考慮就地取材,經(jīng)濟合理、施工養(yǎng)護的方便與安全。
1.墻身構(gòu)造
重力式擋土墻的仰斜墻背坡度一般采用1:0.25,不宜緩于1:0.30;俯斜墻背坡度一般為1:0.25~1:0.40,衡重式或凸折式擋土墻下墻墻背坡度多采用1:0.25~1:0.30仰斜,上墻墻背坡度受墻身強度控制,根據(jù)上墻高度,采用1:0.25~1:0.45俯斜,如圖6-4所示。墻面一般為直線形,其坡度應與墻背坡度相協(xié)調(diào)。同時還應考慮墻趾處的地面橫坡,在地面橫向傾斜時,墻面坡度影響擋土墻的高度,橫向坡度愈大影響愈大。因此,地面橫坡較陡時,墻面坡度一般為1:0.05~1:0.20,矮墻時也可采用直立;地面橫坡平緩時,墻面可適當放緩,但一般不緩于1:0.35。
圖10-4 擋土墻墻背和墻面坡度
仰斜式擋土墻墻面一般與墻背坡度一致或緩于墻背坡度;衡重式擋土墻墻面坡度采用1:0.05,所以在地面橫坡較大的山區(qū),采用衡重式擋土墻較經(jīng)濟。衡重式擋土墻上墻與下墻的高度之比,一般采用4:6較為經(jīng)濟合理。對一處擋土墻而言,其斷面形式不宜變化過多,以免造成施工困難,并且應當注意不要影響擋土墻的外觀。
混凝土塊和石砌體擋土墻的墻頂寬度一般不應小于0.5m,混凝土墻頂寬度不應小于0.4m。路肩擋土墻墻頂應以粗料石或C15混凝土做帽石,其厚度不得小于0.4m,寬度不小于0.6m,突出墻外的飛檐寬應為0.1m。如不做帽石或為路堤墻和路塹墻,應選用大塊片石置于墻頂并用砂漿抹平。
在有石料的地區(qū),重力式擋土墻應盡可能采用漿砌片石砌筑,片石的極限抗壓強度不得低于30MPa。在一般地區(qū)及寒冷地區(qū),采用M7.5水泥砂漿;在浸水地區(qū)及嚴寒地區(qū),采用M10水泥砂漿。在缺乏石料的地區(qū),重力式擋土墻可用C15混凝土或片石混凝土建造;在嚴寒地區(qū)采用C20混凝土或片石混凝土。
為保證列車正常運行、線路養(yǎng)護及行人的安全,路肩擋土墻在一定條件下,應設(shè)置防護欄桿。
避免因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂,根據(jù)地基地質(zhì)條件的變化和墻高、墻身斷面的變化情況需設(shè)置沉降縫。在平曲線地段,擋土墻可按折線形布置,并在轉(zhuǎn)折處以沉降縫斷開。為防止圬工砌體因收縮硬化和溫度變化而產(chǎn)生裂縫應設(shè)置伸縮縫。設(shè)計中一般將沉降縫和伸縮縫合并設(shè)置,沿線路方向每隔10~25m設(shè)置一道,如圖10-5所示??p寬為2~3cm,自墻頂做到基底??p內(nèi)沿墻的內(nèi)、外、頂三邊填塞瀝青麻筋或瀝青木板,塞入深度不小于0.2 m,當墻背為巖石路塹或填石路堤時,可設(shè)置空縫。
圖10-5 沉降縫與伸縮縫
2.排水設(shè)施
擋土墻排水設(shè)施的作用在于疏干墻后土體中的水和防止地表水下滲后積水,以免墻后積水致使墻身承受額外的靜水壓力;減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力;消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。
擋土墻的排水措施通常由地面排水和墻身排水兩部分組成。地面排水主要是防止地表水滲入墻后土體或地基,地面排水措施有:
(1)設(shè)置地面排水溝,截引地表水;
(2)夯實回填土頂面和地表松土,防止雨水和地面水下滲,必要時可設(shè)鋪砌層;
(3)路塹擋土墻趾前的邊溝應予以鋪砌加固,以防止邊溝水滲入基礎(chǔ)。
墻身排水主要是為了排除墻后積水,通常在墻身的適當高度處布置一排或數(shù)排泄水孔,如圖10-6所示。泄水孔的尺寸可視泄水量的大小分別采用0.05m×0.1m、0.1m×0.1m、0.15m×0.2m的方孔或直徑為0.05m~0.1m的圓孔。孔眼間距一般為2~3m,干旱地區(qū)可予增大,多雨地區(qū)則可減小。浸水擋土墻則為1.0~1.5m,孔眼應上下左右交錯設(shè)置。最下一排泄水孔的出水口應高出地面0.3m;如為路塹擋土墻,應高出邊溝水位0.3m;浸水擋土墻則應高出常水位0.3m。泄水孔的進水口部分應設(shè)置粗粒料反濾層,以防孔道淤塞。泄水孔應有向外傾斜的坡度。在特殊情況下,墻后填土采用全封閉防水,一般不設(shè)泄水孔。干砌擋土墻可不設(shè)泄水孔。
圖10—6 擋土墻瀉水孔及反濾層
若墻后填土的透水性不良或可能發(fā)生凍脹,應在最低一排泄水孔至墻頂以下0.5m的高度范圍內(nèi),填筑不小于0.3m厚的砂加卵石或土工合成材料反濾層。既可減輕凍脹力對墻的影響,又可防止墻后產(chǎn)生靜水壓力,同時起反濾作用。反濾層的頂部與下部應設(shè)置隔水層。
3.防水層
為防止水滲入墻身形成凍害及水對墻身的腐蝕,在嚴寒地區(qū)或有浸水作用時,時常在臨水面涂以防水層:
(1)石砌擋土墻,先抹一層M5水泥砂漿(2cm厚),再涂以熱瀝青(2~3mm);
(2)混凝土擋土墻,涂抹兩層熱瀝青(2~3mm);
(3) 鋼筋混凝土擋土墻,常用石棉瀝青及瀝青浸制麻布各兩層防護,或者加厚混凝土保護層;一般情況下可不設(shè)防水層,但片石砌筑擋土墻需用水泥砂漿抹成平縫。
4.基礎(chǔ)埋置深度
擋土墻一般采用明挖基礎(chǔ)。當?shù)鼗鶠樗绍浲翆訒r,可采用加寬基礎(chǔ)、換填或樁基礎(chǔ)。水下基礎(chǔ)挖基有困難時,可采用樁基礎(chǔ)或沉井基礎(chǔ)。
基礎(chǔ)埋置深度應按地基的性質(zhì)、承載力的要求、凍脹的影響、地形和水文地質(zhì)等條件確定。
擋土墻基礎(chǔ)置于土質(zhì)地基上時,其基礎(chǔ)埋深應符合下列要求:
(1)基礎(chǔ)埋置深度不小于1m。當有凍結(jié)且凍結(jié)深度小于或等于1m時,應在凍結(jié)線以下不小于0.25m(不凍脹土除外);當凍結(jié)深度超過1m時,可在凍結(jié)線下0.25m內(nèi)換填弱凍脹土或不凍脹土,但埋置深度不小于1.25m。不凍脹土層(例如碎石、卵石、中砂或粗砂等)中的基礎(chǔ),埋置深度可不受凍深的限制;
(2)受水流沖刷時,基礎(chǔ)應埋置在沖刷線以下不小于1m;
(3)路塹擋土墻基礎(chǔ)底面應在路肩以下不小于1m,并應低于側(cè)溝砌體底面不小于0.2m。
擋土墻基礎(chǔ)置于硬質(zhì)巖石地基上時,應置于風化層以下。當風化層較厚,難以全部清除時,可根據(jù)地基的風化程度及其相應的承載力將基底埋于風化層中。置于軟質(zhì)巖石地基上時,埋置深度不小于1m。
擋土墻基礎(chǔ)置于斜坡地面時,其趾部埋入深度和距地面的水平距離應符合表10-1的要求?!?/p>
表10-1斜坡地面墻趾埋入的最小尺寸(m)
三、重力式擋土墻的布置
擋土墻的布置是擋土墻設(shè)計的一個重要內(nèi)容,通常在路基橫斷面圖和墻址縱斷面圖上進行。布置前應現(xiàn)場核對路基橫斷面圖,不滿足要求時應補測,并測繪墻址處的縱斷面圖,收集墻址處的地質(zhì)和水文等資料。
1.擋土墻位置的選定
(1)路塹擋土墻的位置通常設(shè)置在路基的側(cè)溝邊。山坡?lián)跬翂紤]設(shè)在基礎(chǔ)可靠處,墻的高度應保證設(shè)墻后墻頂以上邊坡穩(wěn)定。
(2)路肩擋土墻因可充分收縮坡腳,大量減少填方和占地,當路肩與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相近、基礎(chǔ)情況相似時,應優(yōu)先選用路肩墻。若路堤墻的高度或圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低,而且基礎(chǔ)可靠時,宜選用路堤墻。必要時應作技術(shù)經(jīng)濟比較以確定墻的位置。
(3)當路基兩側(cè)同時設(shè)置路肩和路塹擋土墻時,一般應先施工路肩墻,以免在施工時破壞路塹墻的基礎(chǔ)。同時要求過路肩墻墻踵與水平面成f角的平面不得伸入到路塹墻的基底面以下,否則應加深路塹墻的基礎(chǔ),或?qū)烧咴O(shè)計成一個整體結(jié)構(gòu)。
(4)沿河路堤設(shè)置擋土墻時,應結(jié)合河流的水文、地質(zhì)情況以及河道工程來布置,注意應保證墻后水流順暢,不致擠壓河道而引起局部沖刷。
(5)滑坡地段的抗滑擋土墻,應結(jié)合地形、地質(zhì)條件,滑面的部位、滑坡推力,以及其它工程,如:抗滑樁、減載、排水等綜合考慮;
(6)帶攔截落石作用的擋土墻,應按落石范圍、規(guī)模、彈跳軌跡等進行考慮;
(7)受其它建筑物如:房屋、公路、橋涵、隧道等控制的擋土墻,在滿足特定的要求下,尚需考慮技術(shù)經(jīng)濟條件;
2.縱向布置
縱向布置在墻址縱斷面圖上進行,布置后繪成擋土墻正面圖,布置的內(nèi)容有:
(1)確定擋土墻的起訖點和墻長,選擇擋土墻與路基或其它結(jié)構(gòu)物的銜接方式。
路肩擋土墻端部可嵌入石質(zhì)路塹中,或采用錐坡與路堤銜接;當路肩擋土墻、路堤擋土墻兼設(shè)時,其銜結(jié)處可設(shè)斜墻或端墻;與橋臺連接時,為防止墻后回填土從橋臺尾端與擋土墻連接處的空隙中溜出,需在臺尾與擋土墻之間設(shè)置隔墻及接頭墻。
路塹擋土墻在隧道洞口應結(jié)合隧道洞門、翼墻的設(shè)置情況平順銜接;與路塹邊坡銜接時,一般將墻高逐漸降低至2m以下,使邊坡坡腳不致伸入邊溝內(nèi),有時也可用橫向端墻連接。
(2)按地基、地形及墻身斷面變化情況進行分段,確定伸縮縫和沉降縫的位置。
當墻身位于弧形地段,例如橋頭錐體坡腳,因受力后容易出現(xiàn)豎向裂縫,宜縮短伸縮縫間距,或考慮其它措施。
(3)布置各擋土墻的基礎(chǔ)。墻址地面有縱坡時,擋土墻的基底宜做成不大于5%的縱坡。但地基為巖石時,為減少開挖,可沿縱向做成臺階。臺階尺寸應隨縱坡大小而定,但其高寬比不宜大于1:2。
(4)布置泄水孔的位置,包括數(shù)量、間隔和尺寸等。
此外,在布置圖上應注明各特征斷面的樁號,以及墻頂、基礎(chǔ)、頂面、基底、沖刷線、冰凍線、常水位或設(shè)計洪水位的標高等。
3.橫向布置
橫向布置選擇在墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式有變異處。根據(jù)墻型、墻高、地基及填土的物理力學指標等設(shè)計資料,進行擋土墻設(shè)計或套用標準圖,確定墻身斷面、基礎(chǔ)形式和埋置深度,布置排水設(shè)施等,并繪制擋土墻橫斷面圖。
4.平面布置
對于個別復雜的擋土墻,如高、長的沿河擋土墻和曲線擋土墻,除了縱、橫向布置外,還應進行平面布置,繪制平面圖,標明擋土墻與線路的平面位置及附近地貌和地物等情況,特別是與擋土墻有干擾的建筑物的情況。沿河擋土墻還應繪出河道及水流方向、其它防護與加固工程等。
在以上設(shè)計圖中,還應標寫簡要說明。必要時可另編設(shè)計說明書,說明選用擋土墻方案的理由,選用擋土墻結(jié)構(gòu)類型和設(shè)計參數(shù)的依據(jù),對材料和施工的要求及注意事項,主要工程數(shù)量等。如采用標準圖,應注明其編號。
四、重力式擋土墻的設(shè)計計算
擋土墻是用來承受土體側(cè)壓力的構(gòu)造物,它應具有足夠的強度和穩(wěn)定性。擋土墻可能的破壞形式有:滑移、傾覆、不均勻沉陷和墻身斷裂等。因此擋土墻的設(shè)計應保證在自重和外荷載作用下不發(fā)生全墻的滑動和傾覆,并保證墻身截面有足夠的強度、基底應力小于地基承載力和偏心距不超過容許值。這就要求在擬定墻身斷面形式及尺寸之后,對上述幾方面進行檢算。
擋土墻驗算方法有兩種:一是采用總安全系數(shù)的容許應力法;二是采用分項安全系數(shù)的極限狀態(tài)法,以下主要介紹容許應力驗算法,對于極限狀態(tài)法可參閱相關(guān)資料。
(一)作用在擋土墻上的力系
作用在擋土墻上的力系,根據(jù)荷載性質(zhì)及發(fā)生概率分為主要力系、附加力系和特殊力系。一般情況下?lián)跬翂χ豢紤]主要力系的影響。在浸水和地震等特殊情況下,尚應考慮附加力和特殊力的作用。
主要力系是指經(jīng)常作用在擋土墻上的力,如圖10-7所示,它包括:
(1)由填土自重和列車軌道荷載引起的主動土壓力,可分解為水平土壓力和垂直土壓力;
(2)墻身自重G;
(3)墻前土體作用于墻面上的被動土壓力;
(4)墻頂上的有效荷載;
(5)墻背與第二破裂面之間的有效荷載Wr;
(6)基底法向反力R及摩擦力T;
(7)常水位時的靜水壓力與浮力
墻前被動土壓力一般不予考慮,當基礎(chǔ)埋置較深(如大于1.5m),且地層穩(wěn)定,不受水流沖刷或擾動破壞時才予考慮。由于擋土墻前后土體相互作用,而達到被動狀態(tài)所需的位移量大于達到主動狀態(tài)的位移量,故墻后土體處于主動狀態(tài)時,墻前土體難以達到被動狀態(tài),因此墻前的被動抗力要比計算公式的被動土壓力為小,目前尚無可靠的計算方法,根據(jù)經(jīng)驗,并為安全起見,一般取1/3的計算被動土壓力值作為墻前的被動抗力。
附加力系是指偶然發(fā)生的或發(fā)生概率很小的力,包括:
(1)設(shè)計水位的靜水壓力和浮力;
(2)水位退落時的動水壓力;
(3)波浪沖擊力;
(4)凍脹壓力和冰壓力;
(5)溫度變化的影響力。
特殊力系是指暫時的或?qū)儆跒暮π缘?,發(fā)生幾率極小的力,包括:
(1)地震荷載;
(2)施工及臨時荷載,如起吊機、人群、堆載等;
(3)水流漂浮物的撞擊力。
擋土墻設(shè)計時,對于單線鐵路應按有列車荷載與無列車荷載進行檢算;雙線鐵路及站場內(nèi)的擋土墻,除按軌道上均有列車荷載進行檢算外,尚應按鄰近擋土墻的一線、二線有列車荷載與無列車荷載等組合進行檢算,并取不利的荷載組合進行設(shè)計。冰壓力和凍脹力不與波浪壓力同時計算,洪水和地震不同時考慮。
(二)擋土墻穩(wěn)定性檢算
對于重力式擋土墻,墻的穩(wěn)定性往往是設(shè)計中的控制因素。擋土墻的穩(wěn)定性包括抗滑穩(wěn)定性與抗傾覆穩(wěn)定性兩方面。
1.抗滑穩(wěn)定性檢算
擋土墻的抗滑穩(wěn)定性是指在土壓力和其他外荷載的作用下,基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力,用抗滑穩(wěn)定系數(shù)表示,即作用于擋土墻最大可能的抗滑力與實際滑動力之比,如圖10-8所示。一般情況下,有:
?。?0-1)
式中:∑N — 作用于基底的上的總垂直力,即擋土墻墻身自重G、墻背主動土壓力的豎直分力 、墻頂上的有效荷載及墻背與第二破裂面之間的有效荷載之和,其值為:
— 墻背主動土壓力的總水平分力;
f— 基底摩擦系數(shù),其數(shù)值可通過現(xiàn)場試驗確定,如無試驗值,按表10-5采用。
沿基底抗滑穩(wěn)定系數(shù)不應小于1.3,考慮附加力系時,不小于1.2。但設(shè)計墻高大于12~15m時,應注意適當加大值,以保證擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。
當擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性已滿足而受抗滑穩(wěn)定性控制時,可采用設(shè)置傾斜基底的方法以增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性?;變A斜度,一般地基不大于1:5;浸水地基,當 f<0.5時,不宜設(shè)置傾斜基底;當0.5≤ f<0.10時,傾斜基底不大于1:10;當 f≥0.10時,傾斜基底不大于1:5;巖質(zhì)地基不大于1:3。
設(shè)置傾斜基底的方法,是保持墻胸高度不變,而使墻踵下降一個高度Δh,如圖10-9所示,從而使基底具有向內(nèi)傾斜的逆坡。與水平基底相比,可減小滑動力,增大抗滑力,增強擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。需要注意的是,由于墻踵下降了Δh,計算土壓力時墻高也應增加了Δh,即計算墻高為: ,由圖10-9可知,
?。?0-2)
圖10-8 滑動穩(wěn)定性檢算 圖10-9 傾斜基底
若將豎直方向的力和水平方向的力分別按傾斜基底的法線方向和切線方向分解,則傾斜基底法向力為:
(10-3)
切向力為:
(10-4)
式中: — 基底傾角,即基底與水平面的夾角。
由公式(10-1)可知,設(shè)置傾斜基底后擋土墻的滑動穩(wěn)定系數(shù)為:
(10-5)
由公式(10-5)可以看出,由于設(shè)置了傾斜基底,明顯地增大了抗滑穩(wěn)定系數(shù),而且基底傾角 越大,越有利于抗滑穩(wěn)定性。
應當指出,除驗算沿基底的抗滑穩(wěn)定性外,尚應驗算沿墻踵水平面上的抗滑穩(wěn)定性,以免擋土墻連同地基土體一起滑動。因此,基底的傾斜度不宜過大。
增加抗滑穩(wěn)定性的另一種辦法是采用凸榫基礎(chǔ),如圖10-10所示,凸榫基礎(chǔ)是在基礎(chǔ)底面設(shè)置一個與基礎(chǔ)連成整體的榫狀凸塊,利用榫前土體所產(chǎn)生的被動土壓力以增加擋土墻抗滑穩(wěn)定性。
增加抗滑穩(wěn)定性的措施還有:改善地基,例如在粘性土地基上夯嵌碎石,以增加基底摩擦系數(shù);改變墻身斷面形式等。但單純的擴大斷面尺寸收效不大,而且也不經(jīng)濟。
2.抗傾覆穩(wěn)定性檢算
擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性是指它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動傾覆的能力,用抗傾覆穩(wěn)定系數(shù) 表示,其值為對墻趾的穩(wěn)定力矩之和與傾覆力矩之和的比值,如圖10-11所示,表達式為:
(10-6)
式中: — 穩(wěn)定力系對墻趾的總力矩圖10-10 凸榫基礎(chǔ)
— 傾覆力系對墻趾的總力矩
(10-7)
(10-8)
一般情況下,抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)不應小于1.5,考慮附加力時,不應小于1.3。當墻高大于12~15m時,應注意加大 值,以保證擋土墻的傾覆穩(wěn)定性。
當抗滑穩(wěn)定性滿足要求,擋土墻受抗傾覆穩(wěn)定性控制時,可展寬墻趾,如圖10-12所示,在墻趾處展寬基礎(chǔ)可以增大穩(wěn)定力矩的力臂,是增強抗傾覆穩(wěn)定性的常用方法。但在地面橫坡較陡處,會由此引起墻高的增加。展寬部分Δb一般用與墻身相同的材料砌筑,不宜過寬。重力式擋土墻Δb不宜大于墻高的10%;衡重式擋土墻Δb不宜大于墻高的5%。基礎(chǔ)展寬可分級設(shè)置成臺階基礎(chǔ),每級的寬度和高度關(guān)系應符合剛性角(即基 圖10-11 傾覆穩(wěn)定性檢算 圖10-12 展寬墻趾
礎(chǔ)臺階的斜向連線與豎直線的夾角)的要求,對于石砌圬工不大于35°;對于混凝土圬工不大于45°,如超過時,則應采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)板。
增加抗傾覆穩(wěn)定性的措施還有:改變墻背或墻面的坡度以減少土壓力或增加穩(wěn)定力臂;改變墻身形式,如改用衡重式、墻后增設(shè)卸荷平臺或卸荷板。
(三)擋土墻基底應力及合力偏心距檢算
為了保證擋土墻的基底應力不超過地基的容許承載力,應進行基底應力檢算。為了使擋土墻墻型結(jié)構(gòu)合理和避免發(fā)生顯著的不均勻沉陷,還應控制作用于擋土墻基底的合力偏心距。
如圖10-13所示,若作用于基底合力的法向分力為∑N,它對墻趾的力臂為,則有:
?。?0-9)
合力偏心距e為:
(10-10)
基底合力的偏心距,土質(zhì)地基不應大于B/10,巖石地基不應大于B/4 。
基底兩邊緣點,即趾部和踵部的法向壓應力、分別為:
(10-11)
式中:∑M — 各力對中性軸的力矩之和,∑M=∑N · e;
W — 基底截面模量,對單位延米的擋土墻,;
A — 基底截面面積,對單位延米的擋土墻,A=B。
基底壓應力不得大于地基容許承載力[σ],當考慮主要力系和附加力系組合時,地基承載力可提高20% 。當按主要力系計算時,墻踵的基底壓應力可超過地基的容許承載力,一般地區(qū)最大不超過30% 。
圖10-13 基底應力及合力偏心距檢算圖式 圖10-14 基底應力重分布
當︱e︱>B/10時,基底墻踵將出現(xiàn)拉應力,對于一般地基與基礎(chǔ)間是不能承受拉力的,這時按無拉應力的平衡條件重新分配壓應力,重新分配的壓應力合力作用在距墻趾為的三角形應力圖的形心上,該應力圖一邊長為3 。如圖10-14所示,基底應力圖形將由虛線圖形變?yōu)閷嵕€圖形。根據(jù)力的平衡條件,有:
故基底最大壓應力為:
?。?0-12)
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漿砌石擋土墻施工方案
3.施工準備
3.1 材料準備
石料衡重式擋土墻施工方案:片石衡重式擋土墻施工方案的厚度不應小于150mm(卵形和薄片者不得使用)。鑲面石料應選擇尺寸稍大并具有較平整表面,且應稍加粗鑿。在角隅處應使用較大石料,大致粗鑿方正,進行強度試驗并報監(jiān)理批準后用于本標段的砌體施工。對準備用于砌筑的片石石料使用前用水沖洗表面的污垢、水銹。
混凝土:按照各部位所需混凝土的標號,由混凝土拌和系統(tǒng)集中拌制。
水:在施工場地附近砌筑水池,用水泵抽取干凈、無污染等符合設(shè)計標準要求的水進行砌筑施工。
模板:擋土墻澆筑采用采用組合型鋼模板,每塊模板尺寸為1.5m×0.6m,邊角部位采用木模板,每個施工部位需準備150m2模板。
3.2 配合比試驗
按照設(shè)計規(guī)定的標號和和易性要求,進行配合比試驗,采用機械拌制,配料時稱量允許誤差符合設(shè)計要求。
四、施工進度計劃及資源配置
4.1 施工進度計劃
擋土墻工程施工計劃2010年01月28日開工,2010年03月31日完工。
4.2 人員安排
根據(jù)施工需要,各擋土墻施工現(xiàn)場擬配備13人,其中管理人員1人,砌筑工6人,機械工及電工計5人,其它2人。
4.3 施工機械
防護工程漿砌石施工地點配置混凝土罐車(3m3)1臺、自卸汽車1輛、手推車2輛?;炷潦┕さ攸c配置自卸汽車2輛、手推車4輛、φ50型振搗器4個。
五、施工方案
5.1 準備工作
擋土墻施工前,衡重式擋土墻施工方案我部安排人員對施工現(xiàn)場進行“三通一平”工作,即通水、通電、通路,平整場地,做好空中電線、地下電纜、水管等障礙物的調(diào)查工作,如與擋土墻發(fā)生沖突,及時找相關(guān)單位協(xié)助解決。施工前先由技術(shù)人員和施工人員全面檢查各項施工準備工作主要包括施工機具,施工需要的材料等,逐級進行技術(shù)和安全交底,使各項安全、技術(shù)措施在思想上、組織上、操作上得到落實。
5.2 測量定線
(1)根據(jù)施工設(shè)計圖紙,準確計算擋土墻的軸線位置,然后上報測量監(jiān)理工程師認可。
(2)按測量監(jiān)理工程師認可后的軸線資料進行軸線放樣,并測定出邊線,同時需引樁便于校核,并上報監(jiān)理工程師。
(3)根據(jù)已放出的擋土墻軸線,準確測定出擋土墻邊線和原地面標高,經(jīng)核查無誤后上報監(jiān)理工程師認可后方可開挖基坑。
5.3 基坑的開挖
(1)根據(jù)現(xiàn)場施工設(shè)備和施工環(huán)境,基坑的開挖采用機械開挖,人工配合修整的方法。
(2)挖出的土不能任意堆放,以免妨礙開挖基坑及其他作業(yè)。
(3)基坑開挖應避免超挖,底面應高于設(shè)計高程20cm左右,以保證夯實后滿足設(shè)計要求。
(4)挖成的基坑,先進行地基承載力檢測,當?shù)鼗休d力達不到設(shè)計要求時,需及時上報監(jiān)理、業(yè)主以及設(shè)計單位,經(jīng)監(jiān)理、業(yè)主以及設(shè)計單位允許后方可進行地基處理。挖成的基坑,凡有擾動和毀壞的地方追加開挖深度,并按工程師批準的材料回填到設(shè)計標高,分層夯實。
(5)地基處理結(jié)束并經(jīng)檢測合格后再進行人工整平,然后夯實。監(jiān)理工程師認可后,才可進行下一道工序施工。
5.4 基礎(chǔ)及墻身
(1)模板及支架的施工
a.擋土墻墻身模板采用組合型鋼模板,以槽鋼為加勁撐。
b.模板安裝前,在模板表面涂刷脫模劑。
c.安裝:支立墻身側(cè)模時為衡重式擋土墻施工方案了防止模板位移凸出,在模板外側(cè)設(shè)支撐加以固定。
d.模板安裝完畢后,為了保證位置準確,必須對其平面位置、平整度、垂直度、頂部標高、節(jié)點聯(lián)結(jié)及縱橫向穩(wěn)定性進行自檢,然后報監(jiān)理工程師檢查。監(jiān)理工程師認可后方能澆筑砼。在澆筑過程中,模板如有位移要及時糾正。
(2)砼的澆筑及養(yǎng)護
a.澆筑墻身時,墻身所用砂、石、水泥材料要滿足規(guī)范要求,嚴格按照設(shè)計配比或總監(jiān)部中心試驗室允許的配比施工。
b. 為了保證墻身斷面的準確性,整個墻身統(tǒng)一拉線,并在兩端設(shè)立符合墻身斷面的模型板。在施工中要經(jīng)常檢驗,保證墻身的垂直度符合要求。沉降縫所用浸油木板在施工中放置時,位置要正確。
c. 擋土墻砼采用集中拌和,罐車運輸,溜槽或吊車+吊斗配合澆筑。拌和前對各種原材料質(zhì)量進行嚴格檢查,不符合要求的材料禁止使用。砼澆筑時必須對運到施工現(xiàn)場的砼進行嚴格檢查,如坍落度、和易性等。
d .澆筑前先對支架、模板進行檢查。模板內(nèi)的雜物、積水應清理干凈,模板縫隙必須填塞嚴密。
e.為防止砼自高處向模內(nèi)傾卸時發(fā)生離析,在澆筑砼時傾卸高度不超過2m。
f. 砼按一定厚度、順序和水平方向分層澆筑。上層砼在下層砼初凝前澆筑完成。上層和下層砼同時澆筑時,前后澆筑距離應保持在1.5m左右,澆筑層厚度不超過30cm。
g. 片石分層添加,片石厚度小于150mm,強度不小于砼強度,數(shù)量按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范要求埋放片石數(shù)量不宜超過混凝土結(jié)構(gòu)體積的20%控制。
h. 砼振搗采用插入式振動器振搗,移動時不得超過振動器作用半徑的1.5倍,與側(cè)模距離保持在5至10cm左右。
i. 砼澆筑要連續(xù)進行。因故中斷時,其間斷時間間隔應小于前次澆筑砼的初凝時間。確因施工工藝或其他原因必須預留施工縫時,施工縫應按規(guī)范要求采取處理措施(如先清潔表面,打毛,在澆筑一層高標號砂漿,然后再繼續(xù)澆筑等),并且應設(shè)置占截面面積不少于20%的榫頭加強(條件困難時也可用適量的短鋼筋加強)。砼澆筑完成后及時養(yǎng)護。
5.5 墻背填土
5.5.1 填筑
(1)擋墻分段長度結(jié)合地質(zhì)情況可按10~15m長設(shè)置一道沉降縫并以瀝青麻絮填塞,擋墻最低一排泄水孔以下部分基坑回填采用8%石灰土并要求逐層壓實;墻背回填應在圬工砌體強度達到70%以后,方可采用砂卵礫石或片碎石等水穩(wěn)性較好的粗粒料逐層回填、壓實,并注意勿使墻身受到較大沖擊力的影響。
(2)對于回填區(qū)域,在回填施工前進行現(xiàn)場復查,對墻腳有明顯匯水和積水的地方,根據(jù)現(xiàn)場具體情況采取排水設(shè)施,保證底部排水暢通,并上報監(jiān)理。
(3)回填材料在回填施工中應均衡、對稱地分層填筑和壓實,每層松鋪厚度不超過20cm,壓實度不小于96%。
(4)墻背回填,按規(guī)定在舊填方或挖方上設(shè)臺階,臺階寬度及高度根據(jù)現(xiàn)場實際情況而定。
(5)墻背回填建立相應的臺帳,落實專人負責監(jiān)督檢查回填質(zhì)量。
5.5.2 壓實
為了便利大型機械的使用,可采取橫向碾壓法,以使壓路機盡量靠近墻背進行碾壓,對于壓路機不能靠近墻背時,采用小型夯機配合人工夯實。回填料應分層攤鋪,并滿足相應壓實度要求。
5.6 墻背防水及排水
擋土墻墻身在巖土分界線以上部分分層設(shè)置泄水孔,泄水孔間距為2~3m,上下排交錯布置,孔內(nèi)預埋Φ50mm軟式透水管并長處墻背15cm,其端頭用土工濾布包裹,最下面一排排水孔出口保證排水通暢,不得阻塞。在泄水孔進水口處設(shè)置粗顆粒材料推囊以利排水。在最底一排泄水孔處現(xiàn)澆30cm厚C20小石子砼,并于其上加設(shè)Φ50mm軟式透水管形成縱向排水滲溝,縱向滲水溝可按單向坡或人字坡縱向引水。
5.7 沉降縫
擋土墻應設(shè)置沉降縫或伸縮縫,沉降縫或伸縮縫的位置應根據(jù)現(xiàn)場實際情況作合理安排,據(jù)設(shè)計圖紙墻身每隔10~15m設(shè)一道沉降縫,縫寬2~3cm,縫內(nèi)沿墻頂、內(nèi)、外三面用瀝青麻絮嵌塞,塞入深度為15cm。當墻背為石質(zhì)路塹或填石路堤時,可設(shè)置空縫。
5.8 施工注意事項
(1)衡重式擋土墻的上墻墻背與衡重臺相交的折角處,宜將折角做成近似弧形的漸變形式;衡重式擋土墻的變截面處,應設(shè)置占截面面積不少于20%的榫頭加強(條件困難時也可用適量的短鋼筋加強)。
(2)對總長度大于10~15m的路塹擋土墻施工時應分段跳槽開挖(分段長度10~15m)或自兩端向中間逐段施工,宜隔兩段開挖一段,該段砌筑并回填后再開挖相鄰段。擋墻后邊坡較高,土體穩(wěn)定性較差,分段長度適當減少5~10m一段。
(3)在基底標高或地基土質(zhì)出現(xiàn)較大差異處設(shè)置變形縫。
(4)擋土墻墻趾處的邊溝及擋墻起訖樁號以外各5m的邊溝鋪砌加固,以防水從邊溝滲入擋土墻基底,墻背面反濾層的頂部和底部應設(shè)置隔水層,以防水流深入地基。
(5)擋土墻的傾斜基底對墻身的穩(wěn)定十分重要,施工時不得改緩或改陡。
(6)擋墻墻背應作成鋸齒形,以保證擋墻墻背具有足夠的粗糙度。
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