試述水工擋土墻設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　試述水工擋土墻設(shè)計(jì)</b></p><p>　　【摘要】附屬于水工建筑物的承受土壓力、防止土俸塌滑的擋土建筑物就為水工擋土墻。本文通過(guò)對(duì)水工擋土墻設(shè)計(jì)的總結(jié)，簡(jiǎn)單介紹了設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)方面。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】水工擋土墻設(shè)計(jì)；衡重式擋墻；高度比；墊層法；水位差；地基承裁力； </p><p>　　中

2、圖分類號(hào)：TD229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　l衡重式擋土墻上墻與下墻高度比 </p><p>　　關(guān)于衡重式擋土墻上墻與下墻高度比的取值，在很多參考書中都提到，說(shuō)法且比較統(tǒng)一，一般采用4:6時(shí)較為經(jīng)濟(jì)合理。其實(shí)這是一種經(jīng)驗(yàn)取值，并不是每種情況下都采用4:6是經(jīng)濟(jì)合理的。那取值到底多少比較經(jīng)濟(jì)合理？實(shí)際上，衡重式擋土墻尺寸應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和地基強(qiáng)度的要求確定，根據(jù)結(jié)

3、構(gòu)計(jì)算和工程實(shí)例，總結(jié)出上墻高 </p><p>　　為0.4-0.5倍墻高較為經(jīng)濟(jì)合理。這主要與地基的允許承載力有關(guān)，地基基礎(chǔ)允許承載力較低時(shí)宜采用0.4，較高是宜采用0.5（允許承載力較低較高只是相對(duì)的，與擋墻的設(shè)計(jì)高度有關(guān)）。 </p><p><b>　　2墊層法設(shè)計(jì) </b></p><p>　　2.1土墊層法概念 </p>

4、;<p>　　墊層法是挖除建筑物底板下的淺層軟弱土或不良土，換填較好的土料或其他材料，換填的土料或其他材料通過(guò)一定的密實(shí)措施，以滿足建筑物對(duì)地基的要求。墊層法的原理和作用就是以砂（或砂石）、碎石（或砂卵石、塊石）、素土（或灰土、二灰）等強(qiáng)度較高的材料，置換地基表層松土、軟土和承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的土層，來(lái)提高持力層的承載力，并減少持力層的沉降量。采用換土墊層法處理水工擋土墻，設(shè)計(jì)時(shí)常用的墊層材料主要是素土和砂。 </

5、p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)為墊層法就是把建筑物底板下的表層軟弱土或不良土全部挖掉，這是一種片面的理解，并不是每種情況下都要全部挖掉，只有在軟弱土層或不良土層厚度小于3. 0m時(shí)才考慮是，通常應(yīng)比按應(yīng)力擴(kuò)散角法計(jì)算的寬度（或長(zhǎng)度’）要大一些，考慮到水工擋土墻運(yùn)行時(shí)的復(fù)雜情況以及襟邊要求，墊層底面的采用寬度（或長(zhǎng)度）宜比計(jì)算寬度（或長(zhǎng)度）大2m ~3m（按工程的重要性確定是否取大值）。 </p><p&

6、gt;　　2.2墊層法設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題 </p><p>　　2.2.1計(jì)算墊層的厚度和寬度 </p><p>　　對(duì)于墊層厚度和寬度的確定，既要求有足夠的厚度來(lái)置換可能被剪切破壞的軟弱土層或不良土層，又要求有足夠的寬度以防止墊層向兩側(cè)擠出。 </p><p>　　一般情況下，換土墊層厚度不宜大于3m（否則宜采用其他地基處理方法，也可經(jīng)方案比較確定）。墊層底面的寬度

7、（或長(zhǎng)度），通常應(yīng)比按應(yīng)力擴(kuò)散角法計(jì)算的寬度（或長(zhǎng)度）要大一些。 </p><p>　　2.2.2確定墊層的密實(shí)度要求 </p><p>　　為了保證換土墊層達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度，施工時(shí)可根據(jù)土料的成分選用不同的密實(shí)方法。對(duì)于素土墊層，遁?？刹捎媚雺悍ㄊ┕?；對(duì)于砂墊層，可采用水撼法施工。施工中應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定墊層材料的控制含水量，進(jìn)行分層壓實(shí)或振密；分層厚度應(yīng)控制在20cm一30cm，不宜超

8、過(guò)30cm；并應(yīng)在下層墊層的密實(shí)度檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行上層墊層施工。在通常情況下，施工后只需根據(jù)土質(zhì)類別檢測(cè)其壓實(shí)度或相對(duì)密度，即可判別其地基強(qiáng)度是否滿足要求。對(duì)于墊層材料的密實(shí)度檢驗(yàn)，素土墊層可檢驗(yàn)其壓實(shí)度，砂墊層可檢驗(yàn)其相對(duì)密度。 </p><p>　　2.2.3核算墊層及墊層下地基的滲流穩(wěn)定性 </p><p>　　采用換土墊層法處理時(shí)，不但要滿足地基的強(qiáng)度條件，還要驗(yàn)算基礎(chǔ)的滲流穩(wěn)

9、定。比如，采用砂（或砂石）墊層、碎石（或砂卵石、塊石）墊層的擋土墻，由于這類墊層材料的滲透性強(qiáng)，其底板下 </p><p>　　應(yīng)優(yōu)先采用垂直防滲體以保證滲流安全。 </p><p>　　2.2.4驗(yàn)算墊層及墊層下地基的滑動(dòng)穩(wěn)定性 </p><p>　　采用換土墊層進(jìn)行地基處理的擋土墻，要求驗(yàn)算基礎(chǔ)可能產(chǎn)生深層滑動(dòng)時(shí)的最小抗滑安全系數(shù)，可采用瑞典圓弧法或簡(jiǎn)化畢肖普法

10、計(jì)算，計(jì)算結(jié)果應(yīng)滿足規(guī)范要求。 </p><p>　　2.2.5復(fù)核地基沉降量 </p><p>　　采用換土墊層進(jìn)行地基處理的擋土墻，還要求核算基礎(chǔ)的沉降量，計(jì)算的最終沉降量應(yīng)小于規(guī)范規(guī)定的允許值。 </p><p>　　3墻前墻后水位差取值 </p><p>　　在水工擋土墻設(shè)計(jì)中，墻前、墻后水位的組合。條件是非常關(guān)鍵的。為了水工擋土墻的

11、結(jié)構(gòu)安全，設(shè)計(jì)者往往會(huì)采用一些后水位。如在長(zhǎng)江、金沙江設(shè)計(jì)水工擋土墻時(shí)，采用5m-6m的水位差，這顯然不符合實(shí)際情況。擋土墻墻前、墻后水位的組合條件應(yīng)根據(jù)擋土墻在運(yùn)行中實(shí)際可能出現(xiàn)的水位情況確定。這就要求設(shè)計(jì)人員要有非常正確的水文（或行洪論證）資料，墻后填土的土質(zhì)滲透性以及所采用的防滲與排水布置形式等。 </p><p>　　根據(jù)已建水工擋土墻運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算的水位組合條件，對(duì)擋土墻抗滑穩(wěn)定起控制作

12、用的，往往不是墻前抵御最高洪水位時(shí)的水位組合條件，而是墻后填土內(nèi)為可能出現(xiàn)的最高地下水位(長(zhǎng)時(shí)間暴雨后或潮汐河道漲潮后)，墻前為最低水位（可能是在宣泄一定流量情況下尾水被退走時(shí)或潮汐河道落潮時(shí)）或無(wú)水時(shí)的水位組合條件。因?yàn)檫@時(shí)墻前、墻后水位差最大，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗滑穩(wěn)定最不利。 </p><p><b>　　4地基承載力設(shè)計(jì) </b></p><p>　　擋土墻墻前、墻后水

13、位的組合條件，應(yīng)根據(jù)擋土墻在運(yùn)行中實(shí)際可能出現(xiàn)的水位情況確定。這就要求設(shè)計(jì)人員要有非常準(zhǔn)確的水文（或行洪論證）資料，墻后填土的土質(zhì)滲透性以及所采用的防滲與排水布置型式等。 </p><p>　　根據(jù)已建水工擋土墻運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算的水位組合條件，對(duì)擋土墻抗滑穩(wěn)定起控制作用的，往往不是墻前抵御最高洪水位時(shí)的水位組合條件，而是墻后填土內(nèi)為可能出現(xiàn)的最高地下水位（長(zhǎng)時(shí)間暴雨后或潮汐河道漲潮后）．墻前為最低水

14、位（可能是在宣泄一定流量情況下尾水被推走時(shí)或潮汐河道落潮時(shí)）或無(wú)水時(shí)的水位組合條件。 </p><p>　　對(duì)于潮汐河道上的岸墻或翼墻運(yùn)行期的墻前、墻后水位差，在取值上沒(méi)有一個(gè)固定的參考位，大多憑經(jīng)驗(yàn)取值，偏差較大。有的取最大潮差，水工擋前、墻后都無(wú)的枯水位）驗(yàn)算（注意有特例，不要簡(jiǎn)單認(rèn)為每一個(gè)工程都是這樣）。下而就土質(zhì)地基和巖質(zhì)地基的承載力設(shè)計(jì)作一簡(jiǎn)單介紹。 </p><p>　　4.1

15、土質(zhì)地基承載力設(shè)計(jì) </p><p>　　對(duì)于土質(zhì)地基上的擋土墻，在各種計(jì)算情況下（一般控制在完建情況下），平均基底應(yīng)力不大于地基允許承載力，最大基底應(yīng)力不大于地基允許承載力的1.2倍。土質(zhì)地基承載力設(shè)計(jì)時(shí)主要應(yīng)注意以下三個(gè)方面。 </p><p>　　4.1.1地基允許承載力的確定 </p><p>　　基礎(chǔ)資料（地質(zhì)報(bào)告）中所提的地基承載力建議值（標(biāo)準(zhǔn)值），只能

16、作為計(jì)算允許承載力的參考，不能片面地認(rèn)為就是地基允許承載力，而應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行換算（修正）。在洪期和水位驟降期，地基承載力不進(jìn)行修正是合適的，即地基承載力建議值就是地基允許承載力（地基承載力設(shè)計(jì)值）。 </p><p>　　4.1.2 結(jié)合現(xiàn)有工程的運(yùn)行情況，實(shí)踐證明，粘土地基上擋土墻基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值大小，應(yīng)根據(jù)粘土軟硬程度確定。同樣，對(duì)于砂土地基，要求擋土墻基底應(yīng)力最大值與最小值之比不大于1.

17、5~2.0，有時(shí)也難于得到滿足。對(duì)于地震區(qū)的松砂地基，因排水不暢且不易密實(shí)易產(chǎn)生液化；在地震設(shè)計(jì)烈度為Ⅶ度及其以上的砂土地基，地震時(shí)亦易產(chǎn)生“液化”，可能導(dǎo)致地基嚴(yán)重破壞。為了工程的安全，堅(jiān)持這樣的要求也是十分必要的。對(duì)于地震設(shè)計(jì)烈度Ⅶ度以下的緊密砂土地基上的擋土墻，適當(dāng)放寬基底應(yīng)力最大值與最小值之比的要求也是比較符合實(shí)際和確實(shí)可行的。因此，砂土地基上擋土墻基底壓力最大值與最小值之比的允許值大小，應(yīng)根據(jù)砂土的松密程度，并考慮有無(wú)地震影響

18、來(lái)確定。 </p><p>　　基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值的規(guī)定，主要是防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降及可能的傾覆破壞。 </p><p>　　三、結(jié)語(yǔ)綜上所述，在具體的施工過(guò)程中要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牟牧弦约暗鼗囊髲?qiáng)度采取不同的擋土墻施工方法，只有這樣才能又快又好的滿足施工進(jìn)度和要求。只要設(shè)計(jì)得當(dāng)、施工規(guī)范就能達(dá)到很好的效果,既經(jīng)濟(jì)又施工方便、簡(jiǎn)單,值得推廣采用。 </p>

19、<p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]管楓年，薛廣瑞，王殿?。跬翂υO(shè)計(jì)．北京： </p><p>　　中國(guó)水利水電出版社，1996 </p><p>　　[2]陳忠迭．公路擋土墻設(shè)計(jì)，人民交通出版社，1999 </p><p>　　[3]尉希成，周美嶺，支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二