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山区公路加筋格宾挡墙设计分析

作者:未知

  摘要:针对目前在山区公路工程应用日益广泛的加筋格宾挡墙,在介绍其材料和结构两个方面的特点基础上,提出设计要求,并结合实例,对挡墙设计及注意事项进行深入分析,为该挡墙的进一步推广应用提供参考依据。
  【关键词】山区公路;加筋格宾挡墙;挡墙设计
  1.加筋格宾挡墙主要特点
  1.1材料方面
  加筋格宾筋材,是一种双绞合钢丝网格成六边形。采用低碳钢丝作为本体材料,在钢丝表面做防腐防锈蚀处理,借助专门的设备进行编制,形成坚固且受力稳定的整体结构。
  1.2结构方面
  该挡墙是能在加筋土方面使用的新型支挡结构体系。在格宾箱中填充石料,进行分层填土和碾压。该结构为典型的柔性结构,有以下特点:透水性良好;整体性与适应性也较好;结构抗震性能强,可承受很大变形与沉降;进度快;成本低,最多可节省50%的成本。
  2.挡墙设计
  根据现行设计规范,对挡墙进行设计计算时,应参照挡墙基本要求,结合极限平衡理论。挡墙设计中,要对其内、外部均进行稳定性分析计算。内部计算主要是对网材抗拔及抗拉强度进行验算,方法为局部平衡;如果挡墙高度超过12m,不仅要用这一方法还应通过总体平衡予以烟瘴。外部计算主要是对整体的抗滑、抗倾覆稳定性、地基的稳定性与承载能力进行验算。
  3.实例分析
  某山区公路A标段起迄桩号为K124+300~K124+895,该段平均填高为9.0m。为保证路基施工安全,在路基两侧设置加筋挡墙。在进行横断面的布置过程中,将断面设置成阶梯形,将基底夯实后采用粒径为30cm左右的碎石进行换填。挡墙主要设计参数:密度为2.1g/cm3;黏聚力为24.3kPa;内摩擦角为33.7°;采用加筋格宾材料时,筋材拉力应不小于50kN/m,摩擦系数为0.29。采用绿色格宾筋材时,拉力应不小于35kN/m,摩擦系数为0.47在加筋体中,稳定和活动两个分区之间的交界面,可将其简化成破裂面,这一表面垂直处和墙面板背部之间的距离等于墙高的30%,水平面和倾斜处之间的夹角按45°严格控制。
  以该标段中某个断面为例进行分析,在不同失稳条件下通过验算得出的安全系数为:内部网材的抗拉强度比筋材抗拉强度实测值小,符合规范与设计要求;内部网材抗拔强度的安全系数为2.155,满足规范不低于2.0的要求;外部挡墙抗滑稳定性的安全系数为1.762,满足规范不低于1.3的要求;外部挡墙抗倾覆稳定性的安全系数为1.683,满足规范不低于1.5的要求;外部地基稳定性的安全系数为1.641,滿足规范不低于1.5的要求;外部地基承载能力的安全系数为2.312,满足规范不低于2.0的要求。因此,这一挡墙的结构满足安全稳定性基本要求。
  4.注意事项
  (1)选择填充材料时,应注意:碾压难度低,且不含有会对网材、筋材造成腐蚀的物质。(2)组装设计:应在平整且坚硬的场地放置箱体,将其展开到初始的状态,背板、前板和侧板均保持垂直。在相接面板的边缘,利用绞合钢丝以10-15cm的间隔距离进行缠绕,边缘完成一次绞合后,长度要控制在1m以内,最后将钢丝尾端缠在钢丝网表面,形成整体结构。(3)完成对地表的全面处理后,对相邻两个网箱之间进行充分绞合,确保所有网箱可以形成一个整体,并保持连续。在网箱填充过程中使用的石料,其强度等级应达到MU30以上,具备抗风化性能,不会发生水解,尺寸应控制在100-300mm范围内。如果构件高度为1m,则填充时高度应控制在网箱总高30%以内;当格宾单元总高为0.5m时,则填充高度要按照0.25m这一标准严格控制。箱体表面向外处的填充料,填好一层填料后,由现场施工人员进行小粒径填料的均匀填充,填满孔隙,使整体填充率达到70%以上。在每层构件当中,填充材料都应有一定超高,使其发生沉陷后仍能满足实际要求。(4)完成对面墙的填充且达到平整状态后,对网箱的盖板进行折叠,将背板、面板与侧板等拉近。箱笼的顶部边缘和盖板紧密绞接。从盖板表面凸出的钢丝,要与从侧面凸出的钢丝进行缠绕,盖板还要和其它板之间紧密绞合。(5)完成上述操作后,在回填土和网箱整体背部之间进行土工布的均匀铺设,还要在其上、下两面进行折回保证其牢固。(6)在拉筋网的表面进行摊铺施工前,不允许任何车辆与设备在裸露的网面上通过、停留。当加筋区必须进入大型机械设备时,要在网面上进行加铺,在原填厚基础上增加20cm。在和面墙相距1m的整个区域内,由施工人员使用小型机具进行夯实。
  5.结束语
  加筋格宾挡墙目前在我国公路,尤其是山区公路中应用越发广泛,具有传统挡墙无法比拟的优势,各项技术指标都满足要求,操作相对简单、成本低,具有良好的外观。新型挡墙结构必将取代传统结构,在山区公路支护体系中发挥作用。
  【参考文献】
  [1]刘菲.加筋格宾挡墙在贵州山区高速公路中的应用[J].河南建材,2018(2):22-23.
  [2]陆瑜,魏小楠.加筋格宾支挡结构在贵州山区边坡防护中的应用[J].西南公路,2017(3):88-90.
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