市政道路工程中路基挡土墙的设计研究

2019-11-29李朝翌

建材发展导向 2019年1期

关键词：板桩挡土墙土工

李朝翌

（保定市城乡规划设计研究院，河北保定 071000）

挡土墙是相对刚性的墙，用于横向支撑土体，使得土壤可以在两侧保持不同的高度。挡土墙是设计用于将土壤限制在不会自然保持的斜坡上的结构(通常是陡峭的，接近垂直的或垂直的斜坡)。它们通常安装在两个不同高度之间的土壤中，例如山坡耕作或道路立交桥。

1 挡土墙的类型

1.1 重力墙

在20 世纪早期，较高的挡土墙通常是由大量混凝土或石头制成的重力墙。如今，较高的挡土墙越来越多地被构造为复合重力墙，例如：土工合成材料，土工格室约束土壤保持或预制饰面；石笼(堆积的钢丝筐充满岩石)；床墙(由预制混凝土或木材构成，并填充颗粒材料)；土钉墙(用钢筋和混凝土杆加固的土壤)。

1.2 悬臂式挡土墙

悬臂式挡土墙由钢筋、现浇混凝土或灰泥砌筑的内部钢筋制成(通常呈倒T 形)。这些墙壁将悬臂载荷(如梁)悬挂在大型结构基础上，将墙后的水平压力转换为下方地面的垂直压力。有时悬臂式墙壁在前部支撑，以提高其抵抗高负荷的强度。支撑结构是短翼墙，与墙的主要趋势成直角。这些墙需要在季节性霜冻深度以下的刚性混凝土基础、这种类型的墙比传统的重力墙使用的施工材料更少。

1.3 板桩挡土墙

板桩挡土墙通常用于软土和狭窄空间。板桩墙由钢板，乙烯基板或木板制成，并被推入地下。为了快速估算，材料通常被驱动到地面以上1/3，地下2/3，但这可能会根据环境而改变。较高的板桩墙需要一个系留锚，放置在土壤后面一定距离的墙壁上，通常通过电缆或杆系在墙壁上，然后将锚固件放置在土壤中的潜在破坏平面后面。

1.4 钻孔桩挡土墙

钻孔桩挡土墙是通过组装一系列钻孔桩来建造的。根据项目，钻孔桩挡土墙可包括一系列地锚、加强梁、土壤改良操作和喷射混凝土加固层。这种施工技术倾向于在板桩有效的施工解决方案的情况下使用，但是由打桩机产生的振动或噪声水平是不可避免的。

2 市政道路工程中路基挡土墙的设计

2.1 土钉

土钉是一种通过插入相对细长的元件(通常是钢筋)来加固土坡，挖掘或挡土墙的技术。通常将钢筋安装在预钻孔中，然后灌浆到位或钻孔并同时灌浆。们通常在略微向下倾斜的情况下以未张紧的方式安装。在表面可以使用刚性或柔性面(通常是喷射混凝土)或隔离的土钉头。

2.2 机械稳定

机械稳定的土壤，也称为MSE，是通过在其末端固定的分层水平垫(土工合成材料)人工增强构造的土壤。这些垫子提供了超过简单重力墙结构的额外内部剪切阻力。其他选项包括钢带，也分层。这种类型的土壤强化通常需要外墙(S.R.W.-分段挡土墙)来固定层。

墙面通常是预制混凝土单元，可以容忍一些差异运动。加筋土的质量以及饰面起到改进重力墙的作用。必须建造足够大的增强物质以保持其后面土壤的压力。重力墙的深度或厚度通常必须至少为墙壁高度的50%至60%，如果墙壁上有坡度或附加结构，则重力墙可能必须更大。

限制系统(土工格室)也用于重力墙的稳定和带有土工格栅的加固。挡土墙在自重和外部施加的载荷下结构稳定，而结构的柔韧性提供非常高的抗震性能。墙壁的外部筋膜可以种植植被以形成绿色墙壁。

2.3 直剪试验

直剪试验是岩土工程师用来测量土壤或岩石材料或土壤或岩体中不连续性的剪切强度特性的实验室或现场试验。

对于岩石，测试通常仅限于具有(非常)低剪切强度的岩石。然而，该测试是建立岩石中不连续性的剪切强度特性的标准实践。

对来自相对未受干扰的土壤样品的三个或四个样品进行测试。将样品置于剪切盒中，该剪切盒具有两个堆叠的环以保持样品；两个环之间的接触大约在样品的中间高度。将限制应力垂直施加到试样上，并且横向拉动上环直到样品失效，或通过指定的应变。以一定的间隔记录施加的载荷和引起的应变，以确定每个约束应力的应力-应变曲线。在不同的约束应力下测试几个试样以确定剪切强度参数，土壤内聚力(c)和内部摩擦角，通常称为摩擦角。将每个样品的测试结果绘制在图表上，其中y 轴上的峰值(或残余)应力和x 轴上的限制应力。符合测试结果的曲线的y 轴截距是内聚力，线或曲线的斜率是摩擦角。