加筋土挡墙在道路工程中的应用

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年第8期(中)   作者:胡奕芮
[导读] 土墙具有多种不同的类型,各种土挡墙在材料、位置、
        胡奕芮
        达濠市政建设有限公司    广东省汕头市 515041
        摘要:土墙具有多种不同的类型,各种土挡墙在材料、位置、结构等方面均都是不同的,在实际施工过程中,应根据实际施工情况,选取相应合理土挡墙类型,这样才能够充分发挥出土挡墙的作用,因此道路路基土挡墙在防护设计与施工方法方面,必须要选取能够完全满足道路工程建设要求的方式。基于此,本文就道路路基土挡墙防护设计及施工方法展开了深入探讨。
        关键词:加筋土挡墙;道路工程;技术;应用
引言
        路基土挡墙及边坡的失稳不可避免的造成了路基沉降、整体性垮塌、交通中断等,影响了人民群众的正常出行,也对生命和财产造成了一定的损失。土挡墙路基用以防止路基变形或支挡路基本体或山体的位移,以保证其稳定。土挡墙的稳定性分析主要有抗滑移稳定性分析、抗倾覆稳定性分析及土挡墙地基及填土的整体稳定性分析等。
1加筋土挡墙原理分析
        土体在受到外力或自重影响下,容易发生倒塌或严重变形沉降,加筋土挡墙在土体中沿应变方向设置筋带材料,通过交替铺设拉筋与填料的方法,使得筋带材料和土体产生摩擦而更加粘着,使挡墙结构的强度和稳定性等力学性质得到改善。同时,加筋可赋予结构一定的柔性,能够预防轻微的土体变形,从而减少由于变形带给道路的危害。在加筋土挡墙的结构中,外部荷载所产生的侧向压力和土体自重作用下,面板将承载的压力传递给拉筋带,拉筋带被土体紧固,因筋带与填土之间的摩擦阻力使其无法从土体中拔出,从而进行加固。因此增加筋带材料的强度,可以使摩擦阻力提高,并且达到不滑移的强度条件,通过加筋带使土体力学性能提高并得到改善,形成能够承载自重和外力的结构体。
2加筋土挡墙的特点及应用优势
        道路路基土挡墙防护设计的意义在道路工程建设过程中,路基土挡墙的设计与施工是两个极为重要的环节,道路路基的稳定性深受道路路基土挡墙设计与施工的影响。针对道路路基土挡墙,在对其进行设计过程中,应根据道路工程设计要求与施工要求来确定最佳的方案,以确保能够顺利完成路基土挡墙的防护设计。
3加筋土挡墙在道路工程中的应用
        3.1截面形式选择
        根据最新的地质资料,若采用原设计衡重式土挡墙,为满足地基承载力500kPa,需要对挡墙基础进行处理,势必需要大幅度增加造价,同时影响施工进度,而且衡重式路肩墙施工较为复杂,对施工质量要求较高。而仰斜式路肩墙形式简单,施工方便,截面尺寸相差不大的情况下对地基承载力要求较低,因此,根据土挡墙结构类型及特点分析,同时考虑造价、施工进度等因素,本段土挡墙考虑改为采用仰斜式路肩墙。山区道路一般地面横坡比较陡峭,满足地基承载力的条件下采用衡重式土挡墙、俯斜式土挡墙可以减小墙高,有效地减小截面,节省材料,降低工程造价,但需要掌握好基础资料,因地制宜地选择挡墙类型。
        3.2地基基础的处理
        基础开挖前应根据工程地质条件进行适当的放坡和人工清洗。第一步是对基础承载力进行检验,确保地基满足承载力要求。进而平整地基,使地面平整光滑,便于第一层混凝土挡墙面板的支撑和安装。基础浇筑采用片石混凝土,施工过程中应加强振捣,浇筑完成后应进行洒水养护,以确保工程质量满足建筑工程的要求。垫层是加筋土土挡墙施工中的一个重要环节。为了准确定位垫层,水平段和曲线段必须在保证直线圆顺性的同时满足相关要求。其次,调整垫层高程,保证土挡墙的整体美观,保持模块整体受力。每层地基的顶面均在同一水平线上,且加筋组合式挡墙中条形基础的长度应满足模块数的要求,使受力更加均匀。


        3.3挡墙稳定性验算
        研究统计,降雨是诱发滑坡的重要因素,故本次FLAC3D软件模拟,是在暴雨状况下边坡的稳定性情况。经过数值模拟可以看出,边坡剖面位移发生的主要部位是在结构面之上,结构面之下仅有微小的位移,其整体上处于稳定状态。坡面中部的水平位移最大,坡肩处竖向位移最大。整体分析,滑动面基本上是沿软弱结构面发生位移,结构面以上的岩体是潜在的危险滑动体。采用锚索对边坡进行支护,能够通过锚索对锚固岩体底层作用进而形成一定范围的压应力区,还能起到加筋的作用,提高坡体整体的强度,保证边坡的稳定性。故而本次选用预应力锚索对边坡进行支护。与支护前的位移云图相比,经过锚固边坡的软弱结构面至坡面的位移明显减小。支护前,软弱结构面到坡面的水平方向最大位移为0.55m,而在施加锚索之后,其位移缩减至0.04m。竖向最大位移也从0.29m下降到0.06m。经过施加锚索能够明显降低其位移,增强边坡整体的稳定性。
        3.4加固锚固设计
        在设计加固锚固工程时,需要先对其一级边坡实施相应的锚杆架构加固作业,并将每一片架构的宽度控制为13m,再把12孔的锚杆划分成13m的上排、10m的中排、3m的下排,锚杆的每孔拉力应控制为120kN。加固锚固设计的二级边坡的每一片架构宽度应设置为13m。加固锚固设计可以实现4孔锚杆的设立工作,将加固锚划分为锚杆上排高度为18m、下排高度为14m的两排,从而实现4孔锚杆的设立,并且应将锚固段长度设置为6m,锚杆每孔的拉力控制在345kN。进行三级边坡的动态设计时,将锚的每一片架构宽度控制为13m,以实现4孔锚索的增设作业,将其划分为上排长度为25m、下排长度为22m的两排,再设置8m长的锚固段,锚杆每孔的锚索拉力控制在660kN。
        3.5土挡墙面板的安装
        安装前,首先进行定位。在清洗面板的基础上,标记外缘线和正确测量边缘,并对各个板面的位置进行精确测定。面板采用人工安装,并及时进行水平检测,确保整体墙面的垂直度,防止面板因压实而倾斜。检查完成后,在墙体内部放置竖向泡沫缝,接着对第二层土料进行摊铺,待完成土体的回填压实后,就完成了第二层面板的安装。其余各层的操作流程与第二层相同。连接接缝用泡沫填充,以允许水的流动,并防止回填颗粒流出。
        3.6实施动态监测
        为了保证边坡的稳定性和安全性,针对山区道路路基边坡实施动态监测。在具体布设时,可以在滑坡体增设6个监测面,每个监测面放置在滑坡体内部深度约500m处,总共放置20个监测孔。为了更好地完成监测任务,可在滑坡内部实施为期1年的治理工作,以保证2年内完成所有监测任务。随机抽查各级锚杆及锚索,保证其测量结果超过20个锚索测力计的实际测量结果。同时,长期监测边坡的锚下预应力,监测周期为2年。
        3.7前后土挡墙设计对比
        根据对比可知,采用仰斜式路肩土挡墙后,最高处土挡墙截面尺寸有较大的增加,但重新计算后土挡墙基底承载力能满足设计要求,不需要进行处理。目前,土挡墙已施工完成,土挡墙稳定性良好,也达到了缩短施工工期,节约工程造价的效果。
结束语
        为推动山区道路建设事业的发展,需要持续研究如何稳定山区道路挖方路基边坡,以及完善相应的支护设计工作。本文通过对山区道路路基边坡稳定性的分析和支护设计工作的探讨,总结了一些经验,可为类似的山区道路施工提供一些参考。
参考文献
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