前言
路基的土挡墙和边坡的不稳定导致了路基的下沉、整体的坍塌和交通的中断,这不仅妨碍了公众的日常出行,还对他们的生命和财产带来了不小的损害。土挡墙路基的设计目的是为了避免路基发生变形或支撑路基主体或山体的移位,从而确保其结构的稳定性。对土挡墙的稳定性进行的分析主要集中在抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性以及土挡墙地基和填土整体稳定性的评估上。
1.对加筋土挡墙的工作原理的分析
当土体受到外部力量或自身重量的作用时,它可能会倒塌或出现严重的变形和沉降。为了解决这个问题,加筋土挡墙在土体中沿着应变方向添加了筋带材料,并通过交替使用拉筋和填料的方式,确保筋带材料与土体之间产生摩擦,从而使挡墙的结构强度和稳定性得到增强。另外,通过加筋,结构可以获得一定程度的柔韧性,这有助于预防土壤的轻微变形,进而降低变形对道路造成的潜在风险。在加筋土挡墙结构设计中,由于外部荷载产生的侧向压力和土体自重的共同作用,面板会将这些承载压力传递给拉筋带。由于拉筋带与填土之间存在摩擦阻力,这使得拉筋带无法从土体中拔出,从而实现了结构的加固。因此,提高筋带材料的强度可以增加摩擦阻力,并达到不会滑移的强度条件,通过加筋带可以提高土体的力学性能并得到改善,从而形成一个能够承载自重和外力的结构体。
2.加筋土挡墙及其用途
优点道路路基土挡墙保护设计的重要性道路工程建设中路基土挡墙是极其重要的2个重要环节,道路路基稳定性受到道路路基土挡墙体设计和建设的深刻影响。对于道路路基土挡墙而言,在设计过程中要结合道路工程设计要求和施工要求,确定出最佳方案,从而保证路基土挡墙防护设计工作可以顺利地完成。
3.道路工程加筋土挡墙
3.1截面形式的选择
据最新地质资料显示,如果采用原来设计的衡重式土挡墙时,为了达到地基承载力500kPa的要求,挡墙基础需经过处理,必然要在影响施工进度的情况下大大增加造价,另外衡重式路肩墙的施工也比较复杂,对于施工质量的要求也很高。但仰斜式路肩墙在形式简单、施工容易、截面尺寸差别不大时对地基承载力的要求不高,为此,针对土挡墙的构造型式和特点进行了分析,综合考虑造价和施工进度,该路段的土挡墙可考虑变更为仰斜式路肩墙。山区道路通常地面横坡较陡,在满足地基承载力要求时,使用衡重式土挡墙和俯斜式土挡墙能降低墙高并有效缩小截面和节约材料,降低工程造价的前提是必须掌握基础资料和因地制宜的挡墙类型。
3.2处理地基基础
基础开挖前,应结合工程地质条件,适当放坡,并人工清理。首先要做的就是检测基础的承载力,保证地基达到承载力的要求。然后将地基整平,使得地面整平平整,方便对首层混凝土挡墙面板进行支撑安装。基础浇筑为片石混凝土时,应在施工中加强振捣并在浇筑后洒水维护,保证工程质量达到建筑工程要求。垫层在加筋土挡墙的施工过程中起着重要作用。为实现垫层的精确定位,水平段与曲线段均须在确保直线圆顺性前提下达到有关要求。二是调节垫层高程以确保土挡墙整体的美观和模块整体的受力。各层基础顶面处于同一水平线上,加筋组合式挡墙条形基础长度要符合模块数要求,使力分布更均匀。
3.3挡墙的稳定性验算
研究统计表明:降雨对滑坡具有显着的诱发作用,因此本FLAC3D软件模拟中,为暴雨条件下边坡稳定性状态。经数值模拟可发现边坡剖面位移主要出现位置为结构面以上,结构面以下只有很小位移,且其总体处于平稳状态。坡面中部水平位移最大,坡肩竖向位移也最大。总体分析表明滑动面基本沿着软弱结构面位移,结构面上方岩体为潜在危险滑动体。用锚索支护边坡,可通过锚索作用于锚固岩体底层,继而在一定区域内形成压应力区,同时也可起到加筋效果,增加坡体整体强度,确保边坡稳定。故此次选择预应力锚索支护边坡。对比支护前位移云图,经锚固边坡软弱结构面向坡面位移显着降低。支护前软弱结构面与坡面之间水平方向上的最大位移是0.55m,施加锚索后位移减小到0.04m。最大垂直位移也由0.29m减小到0.06m。施加锚索后可显着减小其位移并加强边坡整体稳定性。
3.4加固锚固设计
加固锚固工程设计中,首先需对其一级边坡进行对应锚杆架构进行加固操作,每片架构宽度应控制在13m以内,然后将12孔锚杆分为上13m,中10m,下3m,锚杆各孔拉力宜控制在120kN左右。加固锚固设计二级边坡每片架构宽度宜采用13m。加固锚固设计可实现4孔锚杆建立作业,加固锚分为锚杆上排高18m和锚杆下排高14m共2列,由此达到建立4孔锚杆,并应使锚固段长6m,锚杆各孔拉力保持345kN。在三级边坡动态设计中,锚每片架构宽度均控制在13m以内,实现了4孔锚索加设操作,分为上排长度25m、下排长度为22m的两排,再设置8m长的锚固段,锚杆每孔的锚索拉力控制在660kN。
3.5设置土挡墙面板
安装之前先定位。以清理面板为依据,标出外缘线,正确量出边缘,准确确定各板面位置。面板通过人工安装和及时水平检测来保证整体墙面垂直度和避免面板被压实导致倾斜。验算完毕,将竖向泡沫缝置于墙体内,然后摊铺二层土料,回填夯实土体后即完成二层面板安装。剩余各层操作流程同二层。将泡沫填充在连接接缝处使水流过,避免回填颗粒外流。
3.6实行动态监测
为确保边坡的稳定与安全,对山区公路路基边坡进行了动态监测。具体布设中,滑坡体上可增加六个监测面,每一个监测面置于滑坡体内深度为500m左右的位置,共布设了20个监测孔。为更好的完成监测任务可以对滑坡内部进行1年治理,确保2年之内全部监测任务的完成。对各级锚杆和锚索进行随机抽查,确保测量结果大于20个锚索测力计实际测量结果。同时对边坡锚下预应力进行了长期监测,监测周期2年。
3.7前,后土挡墙的设计比较
通过比较得知,仰斜式路肩土挡墙在使用时最高点土挡墙截面尺寸得到了很大提高,但是经过重新验算土挡墙基底承载力可达到设计要求而无需处理。当前,土挡墙已经建成,土挡墙具有较好的稳定性,同时还达到缩短工期和节省工程造价的作用。
4结语
为了更好地促进山区道路建设的开展,有必要不断地对山区道路开挖路基边坡的稳定性进行研究,并对相关支护设计工作进行改进。文章就山区公路路基边坡稳定性分析及支护设计工作进行论述,并总结出几点体会,以期能对同类型山区公路建设有所借鉴。参考文献:
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