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摘要:随着经济的发展,现在的道路已经不仅仅是考虑道路的实用及可靠性问题,还应该考虑到美观和环保的问题。
关键词:路基挡土墙设计;应注意的问题;施工要点
1、引言
正常情况下,防护的重点都在路基的边坡,由于各种道路建设需要适应地形的变化,因此在修建过程中会出现很多的实际问题。所以,一定要收集各方的资料后再进行设计,如果不通过仔细的研究设计直接施工会很容易造成挡土墙的施工问题。因此,为了保证道路的顺利修建和稳定的运营,一定要设计较合理的路基挡土墙进行对市政道路的防护,并且在建造挡土墙的同时还应该考虑到对生态环境的保护。
2、道路工程中路基挡土墙设计中应注意的问题
(1)挡土墙类型的选取
挡土墙的应用范围比较广,挡土墙的类型也比较多,因此挡土墙设计中其类型的选取是非常重要的。而类型的选取是要根据工程地质、水文地质、冲刷深度、荷载作用情况、环境条件、施工条件、工程造价等因素决定的。除此之外,环境和社会的效益也是挡土墙类型选择的重要依据,这对于大型的挡土墙更加重要。设计人员对于挡土墙的设计业要考虑与自然环境的协调。
(2)挡土墙工程的不确定性
挡土墙施工完成后,其质量是很难检验的,主要是由于挡土墙属于隐蔽工程。挡土墙与人们的生活密切相关,如果施工质量出现问题,那么会造成无法预估的损失。因此,在挡土墙设计时,各类型挡土墙的施工的可行性以及施工质量的可靠性必须给以考虑。例如,浆砌片石挡土墙施工质量取决现场施工人员的专业素质以及现场的监控。总而言之,设计人员也应该对挡土墙的时效性提起重视。
(3)挡土墙防渗和排水设计
挡土墙背后填土容易在雨季或者地面大量渗水时积水,这时,如果挡土墙排水有问题的话,会导致墙后的地下水位上升,从而使得墙背的静水压力有所增大,以及由于含水量的增加而导致粘性回填土产生膨胀力。例如,挡土墙高为6m时,地下水位上升,且升至墙高的三分之一时,那么作用在挡土墙上的总压力将会增大,大约百分之四十七左右,总压力是随着水位的上升而增大的,因此,水位如果再上升,总压力同样也会增大且速度越来越快;再加上积水的存在导致地基软化以及墙体受力恶化,最终造成挡土墙被破坏。因此,应该对地下水对挡土墙的不利影响应该进行消除。首先,大量的地面水要进行排除。将墙后的填土表面做成缓坡,这有助于很好的进行排水。其次,把用粘土夯实的防水层铺筑在填土表面上,其中用粘土夯实的防水层的厚度大约30cm,或者为防止地面水渗入填土中采用混凝土或水泥砂浆做成散水坡,而如果墙后有山坡时,在坡下设置截水沟这也是必不可少的。总之,在挡土墙的设计时,选择合适的挡土墙类型要结合实际进行;挡土墙计算时,考虑的因素有:摩擦角、计算荷载、场地地下水对挡土墙的不利影响;在设计时,还要对不确定性因素进行分析。
3、挡土墙的施工方法
(1)明挖基坑
在其顶部设置截水沟(雨季),开挖前确定其开挖线需根据地质情况,进行开挖要严格按照开挖线。置于岩中的墙背时,进行放样可直接按挡土墙的断面墙背的坡度进行,上、下段同时施工,开挖土质地基主要用机械进行开挖,铺以人工修整成型;采用爆破石基坑,抬运在距基底10~15cm处时,人工清理,标高用人工修整凿平,倾斜基底不得以填补方法筑成斜面开挖成型的基坑。如遇雨天,保证基底无浸泡,在坑内设排水沟,集水井疏干积水。另外,埋入深度及基底地质情况均需复核在基坑成型时,不符则应采取措施,才能进行下一步工序。
(2)泄水孔设置
应在每隔2~3m交错设置泄水孔,用Φ10PVC管砌在墙内顺着泄水孔排水坡度,在墙背设置泄水孔时直接留置lOcmxl5cm矩形孔,应设置厚度在0.3m以上的反滤层在进水一侧,设置粘土隔水层在最低排水一侧,切忌应夯实、整平粘土隔水层。
(3)回填土、勾缝
随砌随填上、下挡的回填土部分,采用不含对基础及墙体具有侵蚀作用的碎石土夯实,夯实系数≥0.94。勾缝需墙身砌筑完成方可,勾平缝时宜采用M10水泥砂浆,力求美观自然。
(4)片石砼墙浇筑
设预埋拉杆及钢管架支撑采用组合钢模;由于断面较大在灌注砼时,采用水平分段,重新支模于上一层(每次立模高度为2米预埋拉杆)在斜向分层浇筑及掺加片石砼强度达70%可拆模,采用Φ16钢筋自行加工预埋内拉杆。
4、路基挡土墙设计时要注意施工要点
(1)挡土墙地基施工
良好的地基是保证挡土墙稳定性能的一个关键。首先,挡土墙地基开挖后,必须组织多方单位进行验槽鉴定,如果发现未达到施工图要求,必须先对挡土墙地基进行处理,满足设计承载力后,方可进行下一步施工。否则软弱的地基会导致挡土墙出现不均匀沉降、墙身开裂,或挡土墙脱离墙背填土、倾覆坍塌等问题。当遇到局部回填土地基或其他软弱地基时,应及时汇报监理方、设计方及业主方等相关单位,根据现场具体情况,适当选择换填、加桩挤压等方法进行地基处理,以提高地基持力层的承载能力,避免挡土墙下沉破坏,并满足挡土墙基底摩擦系数要求、达到抗滑移的效果。其次,施工中,埋深必须符合设计要求。埋深不足,也直接会影响挡土墙的稳定。对一般土质地基,在保证开挖的基底面土质密实、承载力满足要求的条件下,其埋深不宜小于800mm,墙址顶部的土层厚度不小于200mm;在冻土区,当冻结深度小于或等于1000mm时,其埋置深度在冻结深度线以下不得小于250mm(弱冻胀土除外),同时不小于1000mm;对位于斜坡地面的山坡挡土墙,其墙址埋入深度当地层为弱质岩或土质时,应大于或等于1000mm,当地层为硬质岩时应大于或等于600mm。
(2)挡土墙墙身施工
挡土墙坚固的墙身是实现其挡土功能的重要因素。墙身强度不足、质量低下,承受不了墙后土压力的作用,墙身就会胀裂破坏,出现坍塌、滑坡的情况。而挡土墙墙身是否满足设计要求、足够坚固稳定,在施工中主要取决于以下几个方面: ①挡土墙须按设计尺寸要求进行施工,不得随意改变坡度或缩减尺寸,否则设计参数改变后,会容易造成挡土墙稳定性的降低、削弱墙身强度。
②挡土墙墙身施工用料方面。如在毛石挡土墙工程中,选用的毛石必须合格,要求无风化、无裂纹,中部最小厚度不小于200mm,强度等级不低于MU30;砂浆强度必须符合设计要求,砌体重度不低于22kN/m。若为混凝土用料的挡土墙,采用的混凝土及钢筋的强度等级必须符合设计要求,要严把采购关。
(3)挡土墙的排水施工
挡土墙墙体常年受地表水或地下水冲刷、浸泡,使墙体承受水压力;墙体后面的土体受潮达到饱和,土体产生流泻坍塌,造成墙体承受动土压力;墙体本身受潮浸泡后墙体本身结构发生变化强度降低,若加上冻融作用更是会加速墙体结构的破坏。挡土墙的排水施工经常被施工人员所忽视,其实尤为重要。挡土墙排水的作用在于疏干墙后土体水分和防止地表水下渗后积水,以免墙后积水致使墙身承受额外的水压力、减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力,并消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。挡土墙的排水措施通常由地面排水和墙身排水两部分组成。(1)地面排水主要是防止地表水渗入墙后土体或地基,地面排水措施有:①设置地面排水沟,截引地表水;②夯实回填土顶面和地表松土,防止雨水和地面水下渗,必要时可设铺砌层;③路堑挡土墙趾前的边沟应予以铺砌加固,以防边沟水渗入基础。(2)墙身排水主要是为了及时排除墙后积水,通常在墙身的适当高度处成梅花状地布置一排或数排泄水孔。孔眼间距一般为2~3m,干旱地区可予增大,多雨地区则可减小。浸水挡土墙则为1.0~1.5m,孔眼应上下交错设置。最下一排泄水孔的出水口应高出地面0.3m。泄水孔的进水口必须布置反滤层或反滤包,施工人员的疏忽遗漏或不正确施工反滤层或反滤包,墙身的排水孔就形同虚设、孔道淤塞,或会由于排水量大而又缺少过滤功能,导致墙后土体随水体一起排出,形成水土流失,甚至日复一日,墙后土体内会被掏空、墙后地面塌陷,质量安全事故也就随之而来。
(4)挡土墙的墙背回填土施工
挡土墙墙背回填土要合理选择用料,应该选择具有一定透水性的填料,不得使用膨胀性粘土或淤泥等。因为,膨胀土或淤泥透水性很差,在干燥环境中时,其体积会因脱水收缩干裂,剥离墙背,而遇水后,又会吸水膨胀软化,引起墙背积水不能及时排出,导致墙后土压力过大,随之出现墙身被胀裂、墙体整体滑移等不良现象,严重的话会发生倾覆滑坡,高墙工程甚至会酿成人员伤亡的质量安全事故。往往一些施工单位为了赶上施工周期,在刚刚砌筑完墙身后,就马上进行回填土的工作,导致了墙体发生位移,产生裂缝。实际上,各类挡土墙均应做好保养工作,等墙身达到设计强度的75%以上后方可进行分层回填,且在距墙身1.0m以内,宜使用小型压实机具进行压实,如蛙式打夯机或者手扶式振动压路机等,以免大型机具的压力过大对墙身造成破坏。
5、结束语
挡土墙是一种应用广泛的结构形式,挡土墙在各类建设工程中的设置主要起着安全防护作用,同时还有节约工程投资、减少建筑用地的作用。在很多情况下,没有挡土墙的安全就没有建筑工程的安全,因此做好挡土墙设计很重要。
参考文献:
[1]程伟翔,宋卫国.石伟南等.档土设计方法的改进[J].矿治工程.2009(03)
[2]王若俊.市政道路工程中路基挡土墙的设计[J].《交通世界》2013(16)
[3]沈珊珊.对挡土墙施工技术问题的浅析[J].科技视界,2012(9)
关键词:路基挡土墙设计;应注意的问题;施工要点
1、引言
正常情况下,防护的重点都在路基的边坡,由于各种道路建设需要适应地形的变化,因此在修建过程中会出现很多的实际问题。所以,一定要收集各方的资料后再进行设计,如果不通过仔细的研究设计直接施工会很容易造成挡土墙的施工问题。因此,为了保证道路的顺利修建和稳定的运营,一定要设计较合理的路基挡土墙进行对市政道路的防护,并且在建造挡土墙的同时还应该考虑到对生态环境的保护。
2、道路工程中路基挡土墙设计中应注意的问题
(1)挡土墙类型的选取
挡土墙的应用范围比较广,挡土墙的类型也比较多,因此挡土墙设计中其类型的选取是非常重要的。而类型的选取是要根据工程地质、水文地质、冲刷深度、荷载作用情况、环境条件、施工条件、工程造价等因素决定的。除此之外,环境和社会的效益也是挡土墙类型选择的重要依据,这对于大型的挡土墙更加重要。设计人员对于挡土墙的设计业要考虑与自然环境的协调。
(2)挡土墙工程的不确定性
挡土墙施工完成后,其质量是很难检验的,主要是由于挡土墙属于隐蔽工程。挡土墙与人们的生活密切相关,如果施工质量出现问题,那么会造成无法预估的损失。因此,在挡土墙设计时,各类型挡土墙的施工的可行性以及施工质量的可靠性必须给以考虑。例如,浆砌片石挡土墙施工质量取决现场施工人员的专业素质以及现场的监控。总而言之,设计人员也应该对挡土墙的时效性提起重视。
(3)挡土墙防渗和排水设计
挡土墙背后填土容易在雨季或者地面大量渗水时积水,这时,如果挡土墙排水有问题的话,会导致墙后的地下水位上升,从而使得墙背的静水压力有所增大,以及由于含水量的增加而导致粘性回填土产生膨胀力。例如,挡土墙高为6m时,地下水位上升,且升至墙高的三分之一时,那么作用在挡土墙上的总压力将会增大,大约百分之四十七左右,总压力是随着水位的上升而增大的,因此,水位如果再上升,总压力同样也会增大且速度越来越快;再加上积水的存在导致地基软化以及墙体受力恶化,最终造成挡土墙被破坏。因此,应该对地下水对挡土墙的不利影响应该进行消除。首先,大量的地面水要进行排除。将墙后的填土表面做成缓坡,这有助于很好的进行排水。其次,把用粘土夯实的防水层铺筑在填土表面上,其中用粘土夯实的防水层的厚度大约30cm,或者为防止地面水渗入填土中采用混凝土或水泥砂浆做成散水坡,而如果墙后有山坡时,在坡下设置截水沟这也是必不可少的。总之,在挡土墙的设计时,选择合适的挡土墙类型要结合实际进行;挡土墙计算时,考虑的因素有:摩擦角、计算荷载、场地地下水对挡土墙的不利影响;在设计时,还要对不确定性因素进行分析。
3、挡土墙的施工方法
(1)明挖基坑
在其顶部设置截水沟(雨季),开挖前确定其开挖线需根据地质情况,进行开挖要严格按照开挖线。置于岩中的墙背时,进行放样可直接按挡土墙的断面墙背的坡度进行,上、下段同时施工,开挖土质地基主要用机械进行开挖,铺以人工修整成型;采用爆破石基坑,抬运在距基底10~15cm处时,人工清理,标高用人工修整凿平,倾斜基底不得以填补方法筑成斜面开挖成型的基坑。如遇雨天,保证基底无浸泡,在坑内设排水沟,集水井疏干积水。另外,埋入深度及基底地质情况均需复核在基坑成型时,不符则应采取措施,才能进行下一步工序。
(2)泄水孔设置
应在每隔2~3m交错设置泄水孔,用Φ10PVC管砌在墙内顺着泄水孔排水坡度,在墙背设置泄水孔时直接留置lOcmxl5cm矩形孔,应设置厚度在0.3m以上的反滤层在进水一侧,设置粘土隔水层在最低排水一侧,切忌应夯实、整平粘土隔水层。
(3)回填土、勾缝
随砌随填上、下挡的回填土部分,采用不含对基础及墙体具有侵蚀作用的碎石土夯实,夯实系数≥0.94。勾缝需墙身砌筑完成方可,勾平缝时宜采用M10水泥砂浆,力求美观自然。
(4)片石砼墙浇筑
设预埋拉杆及钢管架支撑采用组合钢模;由于断面较大在灌注砼时,采用水平分段,重新支模于上一层(每次立模高度为2米预埋拉杆)在斜向分层浇筑及掺加片石砼强度达70%可拆模,采用Φ16钢筋自行加工预埋内拉杆。
4、路基挡土墙设计时要注意施工要点
(1)挡土墙地基施工
良好的地基是保证挡土墙稳定性能的一个关键。首先,挡土墙地基开挖后,必须组织多方单位进行验槽鉴定,如果发现未达到施工图要求,必须先对挡土墙地基进行处理,满足设计承载力后,方可进行下一步施工。否则软弱的地基会导致挡土墙出现不均匀沉降、墙身开裂,或挡土墙脱离墙背填土、倾覆坍塌等问题。当遇到局部回填土地基或其他软弱地基时,应及时汇报监理方、设计方及业主方等相关单位,根据现场具体情况,适当选择换填、加桩挤压等方法进行地基处理,以提高地基持力层的承载能力,避免挡土墙下沉破坏,并满足挡土墙基底摩擦系数要求、达到抗滑移的效果。其次,施工中,埋深必须符合设计要求。埋深不足,也直接会影响挡土墙的稳定。对一般土质地基,在保证开挖的基底面土质密实、承载力满足要求的条件下,其埋深不宜小于800mm,墙址顶部的土层厚度不小于200mm;在冻土区,当冻结深度小于或等于1000mm时,其埋置深度在冻结深度线以下不得小于250mm(弱冻胀土除外),同时不小于1000mm;对位于斜坡地面的山坡挡土墙,其墙址埋入深度当地层为弱质岩或土质时,应大于或等于1000mm,当地层为硬质岩时应大于或等于600mm。
(2)挡土墙墙身施工
挡土墙坚固的墙身是实现其挡土功能的重要因素。墙身强度不足、质量低下,承受不了墙后土压力的作用,墙身就会胀裂破坏,出现坍塌、滑坡的情况。而挡土墙墙身是否满足设计要求、足够坚固稳定,在施工中主要取决于以下几个方面: ①挡土墙须按设计尺寸要求进行施工,不得随意改变坡度或缩减尺寸,否则设计参数改变后,会容易造成挡土墙稳定性的降低、削弱墙身强度。
②挡土墙墙身施工用料方面。如在毛石挡土墙工程中,选用的毛石必须合格,要求无风化、无裂纹,中部最小厚度不小于200mm,强度等级不低于MU30;砂浆强度必须符合设计要求,砌体重度不低于22kN/m。若为混凝土用料的挡土墙,采用的混凝土及钢筋的强度等级必须符合设计要求,要严把采购关。
(3)挡土墙的排水施工
挡土墙墙体常年受地表水或地下水冲刷、浸泡,使墙体承受水压力;墙体后面的土体受潮达到饱和,土体产生流泻坍塌,造成墙体承受动土压力;墙体本身受潮浸泡后墙体本身结构发生变化强度降低,若加上冻融作用更是会加速墙体结构的破坏。挡土墙的排水施工经常被施工人员所忽视,其实尤为重要。挡土墙排水的作用在于疏干墙后土体水分和防止地表水下渗后积水,以免墙后积水致使墙身承受额外的水压力、减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力,并消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。挡土墙的排水措施通常由地面排水和墙身排水两部分组成。(1)地面排水主要是防止地表水渗入墙后土体或地基,地面排水措施有:①设置地面排水沟,截引地表水;②夯实回填土顶面和地表松土,防止雨水和地面水下渗,必要时可设铺砌层;③路堑挡土墙趾前的边沟应予以铺砌加固,以防边沟水渗入基础。(2)墙身排水主要是为了及时排除墙后积水,通常在墙身的适当高度处成梅花状地布置一排或数排泄水孔。孔眼间距一般为2~3m,干旱地区可予增大,多雨地区则可减小。浸水挡土墙则为1.0~1.5m,孔眼应上下交错设置。最下一排泄水孔的出水口应高出地面0.3m。泄水孔的进水口必须布置反滤层或反滤包,施工人员的疏忽遗漏或不正确施工反滤层或反滤包,墙身的排水孔就形同虚设、孔道淤塞,或会由于排水量大而又缺少过滤功能,导致墙后土体随水体一起排出,形成水土流失,甚至日复一日,墙后土体内会被掏空、墙后地面塌陷,质量安全事故也就随之而来。
(4)挡土墙的墙背回填土施工
挡土墙墙背回填土要合理选择用料,应该选择具有一定透水性的填料,不得使用膨胀性粘土或淤泥等。因为,膨胀土或淤泥透水性很差,在干燥环境中时,其体积会因脱水收缩干裂,剥离墙背,而遇水后,又会吸水膨胀软化,引起墙背积水不能及时排出,导致墙后土压力过大,随之出现墙身被胀裂、墙体整体滑移等不良现象,严重的话会发生倾覆滑坡,高墙工程甚至会酿成人员伤亡的质量安全事故。往往一些施工单位为了赶上施工周期,在刚刚砌筑完墙身后,就马上进行回填土的工作,导致了墙体发生位移,产生裂缝。实际上,各类挡土墙均应做好保养工作,等墙身达到设计强度的75%以上后方可进行分层回填,且在距墙身1.0m以内,宜使用小型压实机具进行压实,如蛙式打夯机或者手扶式振动压路机等,以免大型机具的压力过大对墙身造成破坏。
5、结束语
挡土墙是一种应用广泛的结构形式,挡土墙在各类建设工程中的设置主要起着安全防护作用,同时还有节约工程投资、减少建筑用地的作用。在很多情况下,没有挡土墙的安全就没有建筑工程的安全,因此做好挡土墙设计很重要。
参考文献:
[1]程伟翔,宋卫国.石伟南等.档土设计方法的改进[J].矿治工程.2009(03)
[2]王若俊.市政道路工程中路基挡土墙的设计[J].《交通世界》2013(16)
[3]沈珊珊.对挡土墙施工技术问题的浅析[J].科技视界,2012(9)