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挡土墙的选型原则

作者:精益岩土网     2023年5月14日 22:07      转载请注明来自精益岩土网

挡土墙型式多种多样,在项目设计过程中要结合具体情况进行具体分析。经过多年工程实践,总结以下选型经验供参考:

1.挡土墙类型

常见挡土墙的分类可参考图集17J008《挡土墙(重力式、衡重式、悬臂式)表2。

挡土墙的分类

挡土墙的分类

(1)仰斜式挡土墙:墙背向挡土侧倾斜的挡土墙。当墙背向土侧倾斜时,计算土压力时的土楔变小,作用在挡土墙上的土压力相应变小,对挡土墙稳定性验算有利。其墙体断面尺寸较小,比较经济,缺点是施工较麻烦。如现场施工边坡为挖方时,选用此种形式较为合理。常用的高度为2~10m。

(2)直立式挡土墙:挡土墙的墙背是竖直的。此时墙背填土产生的土压力水平作用于墙背。为提高墙体稳定性,墙胸一般要设计为倾斜的,施工较为方便。如项目为填方边坡时,选用此种型式较为合理。常用高度是2~8m。

(3)俯斜式挡土墙:挡土墙的墙背是俯斜,此时作用在墙体上的土压力较大,且要分解为竖向及水平向的分力,对基底土质承载力要求较高。优点是施工阶段的稳定性好,施工较为方便。如项目为填方边坡时,可考虑该种型式。常用的高度是2~8m。

(4)衡重式挡土墙:挡土墙的墙背处有衡重台,墙背在衡重台上方为俯斜式,在衡重台下方为仰斜式。墙背的这种构造不但可以有效地降低土压力,也可利用衡重台上的填土增加自身的稳定性,改善基底压力的均匀性。这种挡土墙与梯形截面相比,材料用量能节省约15%~25%。衡重式挡土墙常用的高度是4~12m,为较高挡墙的首选型式。

(5)悬臂式挡土墙:属于轻型挡土墙,用钢筋混凝土浇筑而成。墙身稳定性靠底板上的填土来保证,施工较为方便。常用高度为2~6m。

2. 墙背填土材料对土压力的影响

墙背填土材料常见为黏性土和砂土(五黏性土)。理论分析和工程实践都已证明,黏性土由于自身黏聚力的存在,可有效降低墙背的主动土压力。然而,黏性土透水性差,可能积水并导致附加水压力作用在墙背,因此需要慎重使用。挡土墙应合理设置排水孔和反滤层,并定期检查保证其排水畅通,确保墙后填土内的地下水能顺利排出。

3. 挡土墙经济性对比

一般而言,衡重式挡土墙多用于4m以上的高度;悬臂式挡墙一般用于6m以下的高度。其余类型的挡土墙基本没有高度的限制,可根据现场情况及空间需求、施工工艺、综合造价等因素确定。

(1)当支挡高度小于6m时,悬臂式挡墙虽然含钢量较高,但实际造价常低于重力式挡墙,且其对地基承载力要求不高。当现场开挖条件允许时,支挡高度小于6m的情况下可首选悬臂式挡墙。

(2)如现场施工边坡为挖方边坡,且采用悬臂式挡土墙的挖方量较大时,可考虑采用仰斜式挡墙。此时应注意验算基底承载力是否满足要求。如土质较差则应采用悬臂式。

(3)直立式挡墙与俯斜式挡墙高度相同时混凝土用量差别不大,俯斜式挡墙对地基承载力要求更高。两者经济性不如仰斜式和衡重式。仅从经济性上考虑,直立式与俯斜式挡墙不占优势。

(4)如挡墙高度大于6m,不再适合选择悬臂式挡墙。此时如墙胸竖直则优先考虑衡重式挡墙,如墙胸倾斜则可考虑仰斜式挡墙。

(5)如挡墙高度大于10m,其墙背主动土压力较大,优先选择衡重式挡墙。

4. 改善挡土墙经济性的其他措施

(1)挡土墙高度对其经济性影响较大,挡墙高度每增加1m,工程量增加约10%~40%。因此,降低挡土墙高度对于减小工程造价十分重要。

(2)挡土墙高度是从挡墙基底起算,因此在地基承载力和冻深满足要求的条件下,挡墙基础应尽可能浅埋。

(3)如地基承载力无法满足要求时应尽可能选用回填高承载力的分层压实人工填土(如灰土、级配砂石等),同时需要考虑软弱下卧层验算。

(4)合理设置挡墙基底逆坡。逆坡不宜过大,计算需要时可采用附加钢筋混凝土扩展基础的方式解决稳定性与地基承载力不足的问题。

(5)砌筑毛石墙体的单方造价通常高于毛石混凝土,且使用条件限制较多(如毛石砂浆强度、墙体高度、场地抗震设防类别、挡土墙安全等级等),一般建议对于重力式挡墙、衡重式挡墙首选毛石混凝土作为墙体材料。