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(济宁市港航局港航工程处 济宁 272121)
摘 要:港航工程所涵盖的范围非常之广泛,它包括码头、护岸、防堤坡的巩固,堆场道路的维护,船坞船台船闸的建造,水下地基土人工岛及平台的开发、近海航道、工程的整治以及水下挖炸礁与清障等.在港口、航道以及一些防洪堤坝,挡土墙起到了非常重要的作用,特别是在抗洪抗震中更是将其作用发挥的淋漓尽致.本文从内河港航工程的角度出发,首先介绍了挡土墙主要的几种结构类型以及其作用,然后简述了关于挡土墙选型的相关验算,最后对于内河港航工程应如何选择挡土墙进行了探讨.
关键字:港航工程 挡土墙 结构 选型
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)12(b)-0110-02
挡土墙是防止出现填土或土体失稳状况,稳固填土或山坡土体的建筑物.支承体与被支承土地直接接触的挡土墙横断面称为墙背,与挡土墙横断面的相对的断面称为墙面,基底是与地基直接接触的地方,与基底相对的墙的顶面称为墙顶,靠近墙面一端的基底称为墙趾,靠近墙背一侧的基底称为墙踵,其作用是保持边坡或人工填土的稳定,防止路堤、隧道洞口及河岸壁的失稳.在内河港航工程中,挡土墙的选型合适与否直接关系着整个工程的质量.
1.挡土墙的结构形式
1.1 重力式挡土墙
它是依靠墙体自身的重力抵抗侧压力的挡土墙,通过石块、片石、混凝土预制进行石砌或混凝土整体浇注而成的梯形挡土墙.它的尺寸不是固定不变的,而是随墙型和墙体的变化而变化.土压力随着挡土墙墙背坡度的减缓而减小,重力式挡土墙墙面胸坡的坡度与背坡坡度之比是在1:0.2至1:0.3之间.为了保持其墙体的稳定性及容易施工,墙面和墙背应该尽量保持平行,墙背的背坡不应小于1:0.25.当墙身高度达到一定值时,基底压应力往往成为截面尺寸的控制因素,为了使地基应压力在地基承载力范围之内,将对挡土墙同样有抗倾覆稳定的墙趾台阶加设在墙底,砌体的刚性角有利于对墙趾之间高度和宽度之比的确定,石砌圬工一般不大于35度,而对于混凝土则往往小于45度.由于要抵抗墙后填土土压力,所以挡土墙必须具有足够的强度与整体稳定性的结构,才能在挡土墙荷载的作用下沿着基底滑动,因此地基的绕墙趾转动和承载力的倾覆稳定是在设计时必须验算的.
①重力式挡土墙的分类及特点
根据墙背的坡度,可以将重力式挡土墙划分成三种类型,一种是仰斜式,一种是俯斜式,一种是直立式.
(1)由土压力理论可知,墙背,填土或土体对俯斜背压应力最大,而垂直墙背次之,仰斜墙背最小.
(2)仰斜墙背与开挖临时边坡相结合,当挡土墙在修建开挖的时候是不需要填土,而俯斜墙背后需要填土,因此仰斜墙背一般作为支挡挖方工程的首选,而对于填方工程,则会选择俯斜墙背或垂直墙背.
(3)对于墙前平坦的地形,选用仰斜墙而对于地形较陡的,为防止墙身的增高,选用俯斜墙或垂直墙.
②重力式挡土墙的作用:由于衡重台上的填土,墙身的重心后移,使墙身的稳定性得到提高,而陡峭的墙胸,仰斜的下墙背,使土方的开挖量和墙的高度,减小.
1.2 锚定式挡土墙
它是一种轻型的挡土墙,主要有锚定板式与锚杆式两种.
①锚定板式挡土墙:由墙面系与钢拉杆及锚定板组成.而墙面系又是由预制式的钢筋混凝土肋柱和挡土板拼接而成,或者只用钢筋混凝土面板组装而成.钢拉杆外端与内端分别与墙面系的面板个锚定板连接,挡土墙的稳定维持是依靠锚定板所提供的抗拔力.锚定板挡土墙属于既是轻型,又是适用于填土的一种挡土结构.
②由预制的钢筋混凝土,立柱和水平或倾斜的锚杆以及挡土板综合作用抵挡土体,其土体的稳定性依靠岩土中埋置的锚杆的抗拉力来维持.
1.3 薄壁式挡土墙
和锚定式挡土墙一样是一种轻型挡土墙.由悬壁式挡土墙和扶壁式挡土墙两种类型组成.
①悬壁式挡土墙:往往是有挡土墙的墙面和底面组成,形状是一个倒“T”型.
②扶壁式挡土墙:扶壁式挡土墙与悬壁式挡土墙相比较,悬壁式挡土墙较复杂些,除了墙面和底面之外,还有踵板以及扶壁,才组成扶壁式挡土墙.在悬壁式挡土墙的长度方向上,间隔一段距离增加一个扶肋,这就转变成为了扶壁式挡土墙.扶肋作为墙面与墙踵板之间连接的枢纽,很好的起到了巩固加强的作用.使零散连接起来的部件完整化,从而增强结构的刚度.同时也防止立壁因外界条件而发生变形.扶壁式挡土墙在浇灌方面由于地质和地形而受到影响,整体浇灌和拼装作为两大技术也要因地质疑选择合适的方法.
薄壁式挡土墙同重力式挡土墙一样,自身的重力保证了墙体的稳定性.再加上踵板上也有填土的重力,使墙体的稳定性得到了进一步的完善.而墙趾板与基底的接触决定了减少抗倾覆的稳定性,同时使基底的应力大大减小.薄壁式挡土墙简单的结构,轻而小得墙身,优质的强度性能和较低的承载力,使得其应用广泛流传开来.
1.4 加筋土挡土墙
土体侧压力分布在墙背填土,拉带及镶面砌块上的挡土墙.由于拉筋与土之间存在摩擦,为了使土体的变形条件和工程性能得到改善,在挡土墙中加入了拉筋.由于加筋挡土墙中存在拉筋,所以他的应用范围一般限于平坦宽敝的填方路段上.而不适于地形较陡的山坡或挖方路段.加筋土挡土墙具有很多优点,强大的适应能力使它对于地基的微小变形不受到影响,这也决定了他能很好的抵抗地震,还有它小巧的造型,占地面积不大且美观,论文范文比较低廉,具有很好的经济效益.
①加筋土挡土墙的作用:适应性强,能抗震,抗变形.
②加筋自嵌式的景观挡土墙:在加筋土挡土墙的基础上又增加了自嵌式景观自身的重力,使其稳定性能够进一步的得到提高.加筋自嵌式挡土墙沿用了重力式挡土墙的设计与施工,由于自嵌式景观的加入,使得结构简单化,不再需要砂浆施工,也能很好的防止滑动和失稳.
2.挡土墙选型的相关验算
2.1 稳定性的验算
一个合格的挡土墙,需要适应的不仅是各种工程环境,还有自身稳定性,抗倾覆抗滑移的能力.挡土墙的稳定性取决于工程的地质.填土的质量以及墙体自身的结构材料,施工条件等,首先根据自然环境和经验初步拟定挡土墙的墙身高,墙顶、墙底的宽度及应埋入土层的深度,而墙体所受的应力有墙体自身的重力,墙背侧面的压力,墙底土层的被动土压力.在设计计算的过程中,墙顶、墙底的宽度一般取决于抗滑能力,墙身的强度也是应该考虑的影响因素,在内河中它需要承受水的冲击等外力.但是从很多实际的工程实例来看,挡土墙的破坏大部分是由于倾覆导致的,这表明了在抗滑移方面一般应该要有较大的安全储备.
2.2 强身强度的验算
挡土墙墙身强度一般选择在墙截面突变处来进行验算,例如墙底台阶的上截面等.对于重力式的挡土墙来说,在进行验算时,要先计算截面以上的墙体的重力,以及在这个高度的主动土压力,然后再计算出该截面的内应力,最后才进行强度的验算.
2.3 后背填土要求
根据大量的工程实例资料显示,导致挡土墙倒塌最主要的原因之一就是未采取排水措施.由于地表水渗入到填土中,降低了填土的抗剪强度,同时产生了水压力的作用.所以,墙身在设计的过程中应设置排水孔.排水孔的孔径最好是大于等于100mm,孔间间距最好是2m到3m之间.一般在实际工程中,大多是采取在墙后做一个碎石滤水层,这样有利于排水以及防止填土中细小的粒土流失.
重力式挡土墙:在施工中为什么会出现重力式挡土墙
2.4 基底压力的验算
在挡土墙自身重力和土压力的垂直分力作用下,基底压力呈线性分布,其验算方法按照线性分布计算.挡土墙的基底压力应小于地基的承载力,不然地基会失去稳定性而导致整体移动.一般情况下,挡土墙基底压力属于偏心受压,所以就要求墙底平均压力要小于地基承载力,偏心距要小于挡土墙的墙身宽度.
3.港航工程中挡土墙结构选型的探讨
由于挡土墙在结构上的类型之多,有重力式、锚定式、薄壁式、加筋土式,柱板式,桩板式以及垛式挡土墙.而各种挡土墙的筑造材料也是不同的,用于建造挡土墙的材料有砖砌、混凝土、毛石和钢筋混凝土.在实际的工程项目中,也要根据不同的情况选择不同结构的挡土墙.内河是港航的一个分支,它主要有海岸码头建造所需的挡土墙、运河两岸防止土体滑坡的挡土墙以及水库用于挡水抗洪的挡土墙等等.它需要考虑河岸旁土层的质量,水的冲击力及侵蚀力,还有水底的滑移.下面主要探讨在内河中应如何选择挡土墙.
3.1 内河港航工程中重力式挡土墙的应用分析
重力式挡土墙作为一种传统的挡土墙,其墙身主要由块石和毛石组成.挡土墙的顶部宽度应大于500mm,墙底宽应保证为墙高的1/3至1/2.作为一个合格的挡土墙,还需要保证其抗倾覆的稳定性与抗滑移的能力.在内河运用中,当选用类型为重力式挡土墙时,由于石块间的缝隙,水流会渗透至内部的土体,长年累月,会导致河道两岸的土质疏松,可能会导致挡土墙的坍塌,进而导致土体的滑坡,所以重力式挡土墙不适合于内河设置.
3.2 内河港航工程中锚定式挡土墙的应用分析
锚定式挡土墙由钢筋混凝土和地锚组成.其中地锚牢牢的锚固于土层,锚定式挡土墙区别与别的挡土墙,它将侧面对它的土压力通过钻孔灌浆,开挖埋入或强行拧入传到土体内部,减轻了墙体的承受力,使其在内河的建设中起着主导作用,作为码头建设,水库挡土墙,运河护堤的不二之选.
3.3 内河港航工程薄壁式挡土墙的应用分析
由钢筋混凝土浇筑而成,当墙的高度超过5m时,墙的稳定性取决于其上部土重.当墙的高度达到10m时,对墙的承受弯矩,抗倾覆,抗滑移的功能要求也随之提高.考虑到薄壁式挡土墙的结构设计,对于水流较慢的河道较适用,但当涉及到水库堤坝,海岸码头,挡土墙的选型时还是存在着一定的隐患.
总而言之,港航工程高深莫测,内河设置多种多样.顺应航运经济的发展,河道安全的保障,内河各处挡土墙的要求也越来越高.在重力式与锚定式、薄壁式等主要的三种挡土墙中,锚定式挡土墙适应各种环境的内河.还有较少的一些挡土墙,例如柱板式的挡土墙与桩板式挡土墙以及垛式挡土墙,其中柱板式挡土墙也比较适用.综合工程的需要.土质的质量,材料供应,施工技术及经济效益等因素,锚定式挡土墙和柱板式挡土墙在内河挡土墙中,发挥这主导作用.
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总结：本论文可用于挡土墙重力论文范文参考下载，挡土墙重力相关论文写作参考研究。
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[2] 挡土墙和水利论文范文 挡土墙和水利相关论文范文检索8000字
[3] 挡土墙硕士学位论文范文 关于挡土墙类论文范文数据库10000字
