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擋土牆的實習報告

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今天,我們為期兩週的擋土牆實習正式開始了,實習的組織者及領導者是土木工程學院的著名學者型教授米海珍老師,參加人員包括了擋土牆畢業設計的全體人員,第一次的實習發生是在我們學校的後山。

擋土牆的實習報告

在米老師的帶領下,我們來到了學校後家屬院的一棟住宅樓底下,在家屬樓的周邊,我們看到了一座小型的擋土牆,高大約三米左右,我們仔細觀察了這一座擋土牆。首先米老師向我們講述了這些內容:

此擋土牆的型別為錨杆框架式擋土牆,這種擋土牆的特點是:

錨杆擋土牆是利用錨杆技術形成的一種擋土結構物。錨杆是一種新型的受拉構件,它的一端與工程結構物聯結,另一端錨固在穩定的地層中,以承受土壓力對結構物所施加的推力,從而利用錨杆與地層間的錨固力來維持結構物的穩定。在50年代以前,錨杆技術只是作為施工 過程的一種臨時措施。50年代中期以後,西方國家在隧道工程中開始採用小型永久性的灌漿錨杆和噴射混凝土代替襯砌結構。錨杆擋土牆在我國的應用於1966年始於成昆線,繼而在許多鐵路線上修建,使用效果良好。現已廣泛應用於鐵路、公路、煤礦和水利等支擋工程中。錨杆擋土牆按牆面的結構形式可分為柱板式擋土牆和壁板式擋土牆。柱板式錨杆擋土牆是由擋土板、肋柱和錨杆組成。肋柱是擋土板的支座,錨杆是肋柱的支座,牆後的側向土壓力作用於擋土板上,並通過擋土板傳遞給肋柱,再由肋柱傳遞給錨杆,由錨杆與周圍地層之間的錨固力即錨杆抗拔力使之平衡,以維持牆身及牆后土體的穩定。壁板式錨杆擋土牆是由牆面板和錨杆組成。牆面板直接與錨杆連線,並以錨杆為支撐,土壓力通過牆面板傳給錨杆,依靠錨杆與周圍地層之間的錨固力(即抗拔力)抵抗土壓力,以維持擋土牆的平衡與穩定。目前多用柱板式錨杆擋土牆。

錨杆擋土牆可根據地形設計為單級或多級,每級牆的高度不宜大於8 m,具體高度應視地質和施工條件而定。在多級牆的上、下兩級牆之間應設定平臺,平臺寬度一般不小於2.0m。平臺應使用厚度不小於0.15 m的C15混凝土封閉,並設向牆外傾斜的橫坡,坡度為2%。多級牆總高度不宜大於18m。錨杆擋土牆的特點是:(1)結構質量輕,使擋土牆的結構輕型化,與重力式擋土牆相比,可以節約大量的圬工和節省工程投資;(2)利於擋土牆的機械化、裝配化施工,可以提高勞動生產率;(3)不需要開挖大量基坑,能克服不良地基挖基的困難,並利於施工安全。但是錨杆擋土牆也有一些不足之處,使設計和施工受到一定的限制,如施工工藝要求較高,要有鑽孔、灌漿等配套的專用機械裝置,且要耗用一定的鋼材。錨杆擋土牆適用於一般地區巖質路塹地段,但其他具有錨固條件的路塹牆也可使用,還可應用於陡坡路堤。在不良地質地段使用時,必須採取相應措施。另一類錨杆擋土牆為豎向預應力錨杆擋土牆,它也是利用了錨杆技術,即豎向錨杆錨固岩層地基中,並施加預應力,以豎向預應力錨杆代替重力式擋土牆的部分圬工斷面,減小擋土牆的圬工數量且增加其穩定性。豎向預應力錨杆擋土牆的工作原理、設計方法與普通錨杆擋土牆有很大的差異隨後,米老師提出了以下問題:

1.此地到底有沒有必要修建擋土牆,還是錨杆框架式;

2.擋土牆上面的欄杆有什麼不妥之處;

我們的分析,得出如下結論:

此處完全可以免於修建擋土牆,原因如下:

1.擋土牆所處的地形處的土壓力基本上很小,以土自身的穩定性完全可以勝任土壓力,就更沒必要修建錨杆式擋土牆了,但是如果是處於美觀需要則另當別論。

2.欄杆的不妥之處則可以一眼看出,欄杆距離擋土牆的外邊緣距離太小了,讓欄杆的保護作用大大的被削弱了。

隨後,我們登上了距離這裡不遠處的一座山上,近距離的觀察大型的錨杆框架式擋土牆。

以下是此牆的基本引數:

高:約12m,長:約10m ,傾角:約80°.

我們仔細觀察了此牆的各種細節,發現該擋土牆的受力形式:

錨杆還是主要承受拉力,而樑則主要承受來自於土壓力而產生的彎矩。

因為該牆的牆頂處是全部的混凝土地面,並且當地降水量很小,因此並沒有設定排水設施,依靠牆體的自身物理形態就可以解決排水的問題。

由於此牆設計上的不經濟性,以至於該牆的施工難度加大,施工數量也相應增加。

經過米老師的講解,我們瞭解了此牆的進一步的優化方法,由於涉及的問題比較深入,此處不再贅述。

我們繼續往前走,到了邊緣,那裡底下有一座重力式擋土牆,並且隔一段還修建有牆肋。

重力式擋土牆是以牆身自重來維持擋土牆在土壓力作用下的穩定,它是我國目前最常用的一種擋土牆形式。重力式擋土牆多用漿砌片(塊)石砌築,缺乏石料地區有時可用混凝土預製塊作為砌體,也可直接用混凝土澆築,一般不配鋼筋或只在區域性範圍配置少量鋼筋。這種擋土牆形式簡單、施工方便,可就地取材、適應性強,因而應用廣泛。由於重力式擋土牆依靠自身重力來維持平衡穩定,因此牆身斷面大,圬工數量也大,在軟弱地基上修建時往往受到承載力的限制。如果牆過高,材料耗費多,因而亦不經濟。當地基較好,牆高不大,且當地又有石料時,一般優先選用重力式擋土牆。重力式擋土牆,當牆背只有單一坡度時,稱為直線形牆背;若多於一個坡度,則稱為折線形牆背。直線形牆背可做成俯斜、仰斜、垂直三種,牆背向外側傾斜時稱為俯斜,牆背向填土一側傾斜時稱為仰斜,牆背垂直時稱為垂直;折線形牆背有凸形折線牆背和衡重式牆背兩種。

我們觀察了該牆,得出如下資料:

牆高大約3m,牆底部厚大約1m,頂部厚0.6m。

因為此牆與土體之間還有較大的空隙,因此牆的修建者在這個較大的空隙之中緊緊的堆滿了沙袋,沙袋由此成為了牆體的一部分,和牆體共同抵禦著來自土體的側向土壓力。

而牆體外圍修造的肋,還可以進一步來增加牆體的穩定性。

由於是較遠距離的觀察,因此我們並未得知該牆的排水實現方法,但是經過綜合的分析,可以推測出該牆在牆體底部是設定了排水孔。

隨後,時間也是中午了,米老師帶領大家原路返回,山路雖然崎嶇,但是大家沒有流露出點滴的恐慌之色;塵土雖然飛揚,但是我們也沒有表現出絲毫的厭惡之態。

在米老師家樓下,米老師和我們做了告別,我們揮手向米老師致敬。然後一天的實習徹底結束,我們拖著疲憊不堪的身體,有的走向飯館,有的走向宿舍,太陽當頭照著、、、、、

第二次

今天我們來到了學校學生公寓後面的一個工廠的後院裡,在那裡我們看到了兩種型別的擋土牆:

懸臂式擋土牆和扶壁式擋土牆。

懸臂式擋土牆的一般形式是由立壁(牆面板)和牆底板(包括牆趾板和牆踵板)組成,呈倒“T”字形,具有三個懸 臂,即立壁、牆趾板和牆踵板。

扶壁式擋土牆由牆面板(立壁)、牆趾板、牆踵板及扶肋(扶壁)組成。扶肋把立壁同牆踵板連線起來,起加勁的作用,以改善立壁和牆踵板的.受力條件,提高結構的剛度和整體性,減小立壁的變形。它們適用於缺乏石料的地區。由於牆踵板的施工條件,一般用於填方路段做路肩牆或路堤牆使用。懸臂式擋土牆高度不宜大於6m,當牆高大於4m時,宜在牆面板前加肋。

扶壁式擋土牆宜整體灌注,也可採用拼裝,但拼裝式扶壁擋土牆不宜在地質不良地段和地震烈度大於或等於八度的地區使用。

懸臂式和扶壁式擋土牆的結構穩定性是依靠牆身自重和牆踵板上方填土的重力來保證的,而且牆趾板的設定也顯著地增大了擋土牆的抗傾覆穩定性並大大減小了基底接觸應力。

它們的主要特點是構造簡單、施工方便,牆身斷面較小,自身質量輕,可以較好地發揮材料的強度效能,能適應承載力較低的地基。但是需耗用一定數量的鋼材和水泥,特別是牆高較大時,鋼材用量急劇增加,影響其經濟效能。

我們首先看到的是懸臂式擋土牆,據我們目測該牆大約高約5m左右,長為10m左右,因為該牆修建在一條排洪溝邊上,因此該牆基礎埋置深度應該大於最大沖刷線的深度。

在牆頂處,是寬度大約為5m左右的通道,因為該通道是隻供行人及小型車輛通行的,所以牆頂處的土壓力不是很大。並且,此牆頂處,全部由混凝土將地面澆注,因此牆頂來水不會滲入到牆體內部區域,並且牆體是直立的,積水可以很容易的排洩到排洪溝裡。所以該牆並未設定排水孔之類的排水設施。

在這座懸臂式擋土牆的牆後大約5m處是一座扶壁式擋土牆。

據我們觀察,該處地勢較高,大約十米左右,因此適宜於修建扶壁式擋土牆,並且扶壁式擋土牆有著比懸臂式擋土牆更好的受力情形。

此扶壁式擋土牆的上方是一塊空地,在距離牆體不遠處,是一座十層高的大樓,因此據我們估計,該牆受到的土壓力還是比較大的。同樣的,扶壁式擋土牆頂全部由混凝土澆注而成,並且在牆的頂部還單獨修造了一條排水溝將積水排除,因此該牆也未設定排水孔等排水設施。

我們仔細探討了該牆的受力形式,發現該牆確實受到了較大的土壓力,因此對於扶壁式擋土牆來說,它必須要能夠抵抗足夠大的土壓力帶來的彎矩,鋼筋的配置應該足以抵抗彎矩,才會是安全的。

我們又討論了該處是否適合修建其他型別的擋土牆。

重力式,因為該處的地勢已經超出了適宜於修建重力式擋土牆的最大高度,修建重力式擋土牆顯然是不行的。除此之外還有,重力式擋土牆在牆體過於高大時所帶來的佔地過大,受力情況的不合理性,所需的工程量急劇增大,帶來的投資上的不經濟性,這些條件進一步限制了在該處使用重力式擋土牆。

對比其他擋土牆,扶壁式擋土牆在所有型別的擋牆中無論是受力情形,施工難度,還是經濟性都是最優的,因此選擇扶壁式擋土牆是合適的。

因為本次實習開始的時間比較晚了,所以進行的比較倉促,在下午五點半左右由於不可抗的人為因素,我們結束了本次實習。

第三次

今天我們來到了晏家坪,在這裡 ,我們看到了兩種形式的擋土牆,一種是重力式擋土牆,另外一種是樁板式擋土牆。

重力式擋土牆前文已經述及,在此不再贅述。

樁板式擋土牆系鋼筋混凝土結構,由樁及樁間的擋土板兩部分組成,利用樁深埋部分的錨固段的錨固作用和被動土抗力維護擋土牆的穩定。樁板式擋土牆適宜於土壓力大,牆高超過一般擋土牆限制的情況,地基強度的不足可由樁的深埋得到補償。樁板式擋土牆可作為路塹牆、路肩和路堤擋土牆使用,也可用於治理中小型滑坡,多用於表土及強風化層較薄的均勻岩石地基上,其基岩的飽水無側限抗壓強度需大於20MPa,岩石完整係數應大於0.6。

由於土的彈性抗力較小,設定樁板式擋土牆後,樁頂處可能產生較大的水平位移或轉動,因而一般不宜用於土質地基。若需用於土質地基,一般應在樁的上部(一般可在樁頂下0.29H處)設定錨杆(索),以減小樁的位移和轉動,提高擋土牆的穩定性。

壓力計算

牆后土壓力(包括車輛荷載所引起的側向壓力)的計算與重力式擋土牆的土壓力計算方法相同,即以擋土板後的豎直牆背為計算牆背,按庫侖主動土壓力計算。在滑坡地段,則應按滑坡推力進行計算。

樁和板的計算僅考慮牆背主動土壓力的水平分力,主動土壓力的豎向分力及牆前被動土壓力一般忽略不計。

我們沿著馬路一側直行,在一座正在施工的住在樓,那裡正在建一座擋土牆,是重力式擋土牆,米老師給我們分析了那座擋土牆的不足之處。

1.該擋土牆位於山坡下面,承受著較大的土壓力,在牆體的正前方正在修建住宅小區,如果修建為重力式擋土牆,則會產生佔地面積較大的缺點,並且牆體較高,宜於修建為錨杆框架式。

2.由於在修建擋土牆的過程中,採用了重力式擋土牆,佔地較大,且受力情形不太理想,造成下部空地面積很小,並且設計人員將擋土牆的牆身與住宅樓之間的空隙之間修建了一座小型建築物,使建築物的安全效能急劇下降,防火消防成了大問題。

3.排水,在牆體的下方已經沒有了可以使水流出去的地方,由此排水也成了大問題。

接下來,我們繼續步行沿著一條羊腸小道,到了山頂。在那裡,我們居高臨下的看了樁板式擋土牆。

此牆修建於一條高速公路的邊上,起著保護邊坡的作用,由於山頂與地面間的高差過大,所以採取了樁板式擋土牆的形式,樁板式擋土牆具有良好的受力效能。並且他還有諸多優點:佔地小,施工簡單,外表美觀等等。

樁板式擋土牆做路塹牆時,可先設定樁,然後開挖路基,擋土板可以自上而下安裝,這樣既保證了施工安全,又減少了開挖工程量。

我們看了多種型別的擋土牆,對擋土牆也有的實質性的瞭解,實習也將要告一段落了。