第 ll期
2010年 l1月
广东水利水电
GUANGD0NG WATER RES0URCES AND HYDROPOWER
No.11
NOV.2010
重力式挡土墙失稳原因及加固措施
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
娄红岩
(广州市水务规划勘测
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
研究院,广 东 广州 510640)
摘 要:分析重力式挡土墙倾斜的原因,根据现场实际情况,采取拆除上部挡墙,同时加设卸荷板的措施进行除险加固,并
对新挡墙稳定性进行 了验算,分析各因素对挡墙稳定性的影响,可为同类X-程的设计提供参考。
关键词:重力式挡土墙;失稳;分析;加固
中图分类号:TU476 .4 文献标识码:B 文章编号:1008—0112(2010)l1—0086—03
1
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
概况
广州市某河涌堤岸形式为重力式挡墙,2010年 6
月,其中一段挡墙发生倾斜,局部呈向外凸形状,据现场
实际测量,最大处外凸23cm,堤顶人行道地砖发生较严
重塌陷。该段挡墙长约90m,为浆砌石重力式挡墙,墙
高约为4.6m,墙顶厚为0.5m,墙底厚为2.34m。
经勘 探测试,墙后填 土 为 中粗砂,重度 为 18
kN/m ,浮重度为9kN/m ,内摩擦角为30。;挡土墙基底
土质为粉质粘土,重度为 19kN/m。,内摩擦角为 30。,粘
聚力为 0。
参考相关地质资料,挡土墙基底以下为粉质粘土,褐
红色,由泥质粉砂风化残积而成,硬塑,粘性较好,遇水易
软化,平均标贯击数为 16.4击,承载力建议值为250kPa。
2 险情分析
首先验算原挡土墙稳定性。根据相关水文资料,河
涌景观水位为 1.16m,20年 一遇设计水位为3.54m(为
相对高程,挡墙底高程为 0.00,下同)。根据挡土墙两
侧水位变化及相关规范规定,挡土墙稳定性分析需分 3
个工况:墙前无水工况;正常挡水位工况(墙前前后水
位均为 1.16m);设计洪水位骤降 lm工况(墙前水位为
2.54m,墙后水位为3.54m)。堤顶附加荷载 g均取 q=
20kPa,见图 1。
单位 :商程 ;长度 mill
图1 原挡墙示意(图中标高为相对标高)
挡土墙墙背土压力用库伦土压力计算。墙背与填
土的外摩擦角6取20。。经计算主动土压力系数,根据
《水工挡土墙设计规范》,重力式挡土墙稳定性可按以
下公式(1)和公式(2)验算。验算结果见表 1。
表1 原挡土墙稳定性计算结果
收稿日期:2010—00—00; 修回日期:2010—10—14
作者简介:娄红岩(1985一),女,硕士,助理工程师,从事市政T程设计丁作。
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2010年 11月 第 11期 娄红岩 :重力式挡土墙失稳原因及加回措施分析 No.11 NOV.2010
1)抗滑稳定性安全系数
一 ± ⋯
一 (E +E .)
式中 厂为挡土墙基底面与地基之间的摩擦系数;G
为挡土墙 自重;E ,E 分别为墙背土压力的水平分力
及竖向分力 ,E =E COS(O/+6),E。 =E。sin(Ot+ ;E
为挡土墙墙背水压力,按静水压力计算。
2)抗倾覆稳定安全系数 Kf]
M v G 。x +E ·z
x f、 \
“ 。 一
Ⅳ
一
E · + E ·
式中 ∑ 为对挡土墙基底前趾的抗倾覆力矩 ;∑
为对挡土墙基底前趾的倾覆力矩; 为挡土墙重心距前
趾的水平距离; 。 为土压力作用点距前趾的水平距离;
为土压力作用点距前趾的高度;。 ,为水压力作用点
距前趾的高度;其余符号意义同前。
根据计算结果,工况 1、工况 2挡土墙抗滑稳定系
数 K, >1.30,抗倾覆稳定性系数 Ko>1.40,挡土墙稳定
性满足要求;而T况 3抗滑稳定系数 K <1.10,不能满
足规范要求,抗倾覆稳定性系数 Ko=1.30,满足要求。
以上是设计条件的计算结果。考虑气象、现场施工
条件等因素,以下原因也导致挡土墙倾斜、铺地砖下陷:
1)气象条件恶劣是致使挡墙倾斜的重要 因素。
2010年5月、6月,广州市降雨强度大,降雨量大,大量
雨水人渗土壤,使得墙后填土含水量过大,土的抗剪强
度降低,填土内摩擦角 小于设计值,土压力系数增
加,墙后土压力急剧增加。在设计条件下,_丁况 3挡土
墙抗滑稳定已不能满足要求,气象条件恶劣进一步降低
了挡土墙的抗滑移系数 。
2)据现场查勘,墙身未设排水孑L。降雨量大,排水
却不畅,致使墙后积水,地下水水位长期较高,墙后水压
力增大,挡土墙同时挡土和挡水,水平力明显增大,造成
墙体失稳。
3)挡墙施T时墙 后填砂 ,回填时密实度可能达不
到要求。在雨水的作用下,砂的密实度增加,产生固结,
或局部从挡墙孔洞处漏出,使得人行地砖下陷。
3 除险措施及挡墙稳定性验算
据现场查勘,挡土墙上部外凸,下部完好,堤脚处有
生态景观及一根 500的管道。考虑全部拆除,工程量
包括管道改迁、恢复及生态景观恢复等,工程量大,工期
长,造价高。根据堤岸现场情况及险情分析,处理
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
主要是解决墙后排水问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
。冈此采取只拆除上部 2.5m
挡土墙的措施,其余部分保留,拆除部分用砼现浇,同时
增加卸荷板。卸荷板使卸荷板上的填料作为墙体重量,
又减少了卸荷板 以下挡土墙的土压力 ,增加挡墙 的抗倾
覆及抗滑稳定性 。
新建挡墙高程仍按原堤顶高程考虑,墙顶宽为
0.5m。卸荷板厚为0.5m,外飘为 1.5m,总宽为3m。墙
体设 3排排水孑L,排水管后设级配良好的滤层。
除险方案挡土墙稳定性计算也按 3个工况:墙前
无水工况、正常挡水位工况、设计洪水位骤降 1m工
况,根据 《水工挡土墙设计规范》进行计算,计算结
果见表 2。
表 2 除险方案挡土墙稳定性计算结果
注 :① 自重 G包括挡土墙 、卸荷板 自重及卸荷板上土体重量 ;② E E 分别为上墙 、下墙土压力 ;③ 。,Zn2分别为上墙土压力作
用点距前趾的高度 ;④ 其他同上
由于卸荷板的作用,除险方案中挡土墙土压力有所
折减,折减深度 h =0.8m,h =0.8m。土压力分布如图
2所示 (计算土压力 时,地下水位 以下土的重度 采用
浮重度 )。
经计算,除险方案挡土墙抗滑稳定性系数 K >
1.30,抗倾覆稳定系数 Xo>1.40,均满足规范要求。
还需验算挡土墙基底应力。取单位长挡土墙为对
象,基底应力按公式(3)进行计算:
: ± ㈩
式中 P 为捎土墙基底应力的最大值或最小值,kPa;
∑G为作用在挡土墙上全部垂直于水平面的荷载,
kN;∑M为作用在挡土墙上的全部荷载对于水平面平
行前墙墙面方向的形心轴的力矩之和 kN·131;A为挡土
墙基底面面积,131 ;W为挡土墙基底面对于基底面平行
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图2 除险方案挡土墙土压力分布示意
前墙墙面方向的形心轴的截面距,H1 。计算结果见表
3。
表3 挡土墙基底应力计算结果
地基承载力建议值为 250kPa,由计算结果看出,3
种工况下,基底最大应力均小于地基允许承载力的 1.2
倍,平均基底应力小于地基允许承载力,满足要求。
4 重力式挡墙稳定性影响因素
经过挡土墙失稳原因的分析及挡土墙稳定性的验
算发现:
1)表 1、表 2对比发现,由于卸荷板的作用,4.6m
高的挡土墙的土压力减少约40%,这大大增强了挡土
墙的稳定性。同时卸荷板上的填料作为墙体重量,也有
利于挡土墙的稳定。因此,新建重力式挡土墙时应充分
利用卸荷板,这样可以减小墙身面积高达 20% ~30%;
重力式挡土墙除险加固时,利用卸荷板既可达到目的,
又可节约投资,缩短工期。
2)挡土墙墙后填土排水通畅,墙前水位不发生突
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然变化时,墙前水位对挡土墙土压力及稳定性影响不
大。
3)由计算结果发现,当墙前水位骤降,墙后水位来
不及降低时(工况 3),在水压力和土压力的双重作用
下,挡土墙稳定性严重下降,有时甚至满足不了稳定性
要求,造成挡土墙失稳。因此,必须做好挡土墙墙后填
土的排水,保证排水通畅,使填土中的水及时排走。
4)若墙后填土排水不畅,降雨量大时,大量雨水人
渗土壤,使得墙后填土含水量过大,土的抗剪强度降低,
填土内摩擦角 减小,土压力系数增加 ,墙后土压力急
剧增加,降低挡墙稳定安全系数,并增加基底应力。
5 结语
1)若墙后填土排水不畅,降雨量大时,使得墙后填
土含水量过大,土的抗剪强度降低,填土内摩擦角 减
小,土压力系数增加,墙后土压力急剧增加,降低挡墙稳
定安全系数,并增加基底应力。同时容易造成墙前墙后
水位差,在水压力和土压力的的双重作用下,挡土墙稳
定性严重下降。因此在挡土墙施工过程中,应非常重视
墙后填土的排水措施;在堤岸或挡土墙的维修养护过程
中,应注意经常清洗墙后填土排水管,保证排水通畅。
2)通过分析比较,在重力式挡土墙的除险加固方
案中,只拆除一部分墙体,同时增加卸荷板,既能满足工
程需求,又经济实用,不失为一种好的方案,在工程中可
以根据实际情况进行选用。
参考文献:
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[4] 张观胜.“重力式挡土墙”初探 [J].海峡科学,2008,(7).
[5] 王良,刘元雪.重力式挡土墙抗滑移的可靠度分析[J].重
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(本文责任编辑 马克俊)