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关于港航工程挡土墙结构选型探讨

发布时间:2019-06-13所属分类:科技论文浏览:1

摘 要:随着现代化经济建设的发展,航运经济占据经济建设的重要地位,对港航工程建设的要求越来越高。挡土墙是港航工程建设的重要组成,加强挡土墙的稳固、抗倾覆等性能对建设码头、防洪堤坝、船坞建造等起着重要作用。本文通过了解挡土墙的结构类型、相关运

  摘 要:随着现代化经济建设的发展,航运经济占据经济建设的重要地位,对港航工程建设的要求越来越高。挡土墙是港航工程建设的重要组成,加强挡土墙的稳固、抗倾覆等性能对建设码头、防洪堤坝、船坞建造等起着重要作用。本文通过了解挡土墙的结构类型、相关运算以及影响因素,探讨在内河工程中的应用,为有关的港航工程建设提供参考。

港航工程挡土墙结构

  关键词:港航工程 挡土墙 结构选型 运算

  我国的经济发展与出口贸易、运输等挂钩,而港航工程建设是促进经济发展的主要手段之一。港航工程建设过程中最重要的是修筑挡土墙,尤其是建设的地基有较大的高度差时,建造挡土墙可以一定程度巩固泥土和山坡上的建筑物。施工技术的水平会影响挡土墙的结构稳定性,从而导致港航工程的质量不达标,严格把控港航工程挡土墙的结构选型是保证港航工程质量达标的要求。

  1.挡土墙的结构选型

  挡土墙在结构上可分为墙背、墙面、墙基、墙顶、基底、墙趾、墙踵六个部分,其中直接接触被支撑的土地的横断面即为墙背,墙背相对应的是墙面,接触地基的是墙基,相对面为墙顶,墙趾靠近墙面,而墙踵靠近墙背,可以维持坡度的稳定。挡土墙在结构上可分为悬臂式、重力式、锚杆板桩式、扶挂式等形式。

  1.1锚定式挡土墙

  锚定式挡土墙可分为锚定板式、锚杆式两种形式,相比情况下,锚定板式挡土墙相对较轻。锚定板式挡土墙的结构组成部分为墙面、锚定板、钢拉杆,前面和钢拉杆相互连接,锚定板可稳固挡土墙。锚杆式 挡土墙的材料是钢筋混凝土,锚杆可分为立柱、水平、倾斜的锚杆或者挡土板都可以稳固土体。两者相比之下,锚定板不仅材质轻便且适合填土的挡土结构。

  1.2重力式挡土墙

  重力式挡土墙是利用自身的重力抵抗因外界挤压而产生的压力,其材质主要是混凝土、碎石等石料,把石料熔铸成梯形,挡土墙的尺寸大小不一,随墙体和墙型的改变以达到一种平衡状态,增强挡土墙的稳固性。通 过 控制 挡土墙 的胸 坡、背 坡 的 坡度来调控墙体高度,使墙面平行于墙背,墙的基底压力随墙身增加的高度变化,控制地基承受压力在可承受的范围之内须加上墙趾,这样可以有效抵挡来自墙后的压力,严格把控挡土墙结构的施工,确保工程质量达到标准。重力式挡土墙的类型较多,按墙背的坡度划分,可分为三种类型。一为俯斜式,其承受的压力是所有挡土墙结构中最大的。二为仰斜式,承受压力最小的,与临时边坡结合可减少开挖填土。最后一种是直立式,直立式常用于陡峭地势的环境,防止过高的墙身导致挡土墙失衡。充分发挥挡土墙的作用必须要确保墙体的重心稳定,这样才可以充分发挥出重力式挡土墙的作用。

  1.3悬臂式挡土墙

  悬臂式挡土墙是薄壁式挡土墙的一种 类 型,其组 成部分是墙面和底面,形 状 类似倒“ T ”型,在程 度结 构上会间隔距离出现扶 助,更 好地 发 挥挡土墙的作用,加强挡土墙的稳定性。

  1.4加筋土挡土墙

  该类挡土墙具备适应性强、抗变形、耐震、小巧、低成本的特点。墙体的拉带和土存在摩擦,可增加拉筋改善土体的变形性能,加入拉筋的挡土墙适用于地势平坦的填方路段而非地势陡峭的环境。加筋挡土墙还可以通过增强中立提高稳定性,融合了重力式挡土墙的特点,减少砂浆的使用可防止挡土墙的稳固性下降。

  2.有关挡土墙的运算

  2.1验算稳定性

  符合标准的挡土墙不仅要具备稳定、耐 震、防 滑、防倒的功 能,还要适合各种复杂的工程环境。挡土墙的稳定性受工程的地质、制作挡土墙的材质、填土的质量、施工工艺控制。制作 挡土墙的第一步是确定墙身的高度、墙顶和底部的宽度以及埋入 的深 度,而这 些因素 是根 据施 工环境以及工程师的经验来判断的。因为港航工程靠近 水 域,所以要考虑水的冲击力,防止挡土墙的倾覆导致工程质量不合格,必须加强挡土墙的防滑能力。

  2.2墙身的强度验算

  选择墙截面突变处验算挡土墙的墙身强度,计算截面受承受的墙体重力,以及相应高度的土压和截面承受的内部压力,再结合所有数据进行强度验算。

  2.3后背填土

  防止挡土墙倒塌的措施是进行排水处理,未排水导致地表湿度大,填土的强度降低,产生的水压增加了挡土墙的承受压力。在施工前期可采取设计挡土墙时增加一定数量的排水孔,距离控制在2-3m。在施工中可采用碎石过滤层,防止流失细小土粒。

  2.3挡土墙基底压力计算

  挡土墙的基底压力受重力和土压的作用下呈现线性分布,计算基底压力时按照其性质计算,设计挡土墙要考虑基底压力小于地基的承土压力的各种要素,通过控制偏心距和挡土墙墙身宽度的差值来增加地基的稳固性防止其整体发生偏移。

  3.影响挡土墙稳定性的因素

  外界的环境因素或者人为的因素都会对挡土墙的结构性能产生影响,致使挡土墙的墙体抗剪强度下降,从而降低挡土墙的稳定性。失衡的挡土墙会导致港航工程的质量不达标,对运输、防护水库、堤坝产生一定影响,造成严重的经济损失和人员伤亡。影响挡土墙的结构因素大致包括墙背的填土材质、墙趾的埋土深度等,为了加强墙体的稳固性,对这些因素进行探讨,防止挡土墙倒塌造成的严重后果。

  根据有限元的计算原理,可以建立一套数值模型来分析这些因素的变化特征以及防滑、抗倾覆的变化规律。由研究结果可知:其一,墙顶的防滑、抗倾覆性能随着位移无论是水平还是垂直的变化而变化,位移的变化越大,墙体的性能越好。其二,在挡土墙结构自身的重力作用下,墙顶的位移会随着墙后的填土产生的内摩擦角度的缩小而增大,二者呈现一种互为反比的关系。内摩擦角小于10度时,挡土墙 的防 滑、抗倾覆性 能 系数下降,挡土墙出现偏移导致失衡。建立稳定性墙的挡土墙必须要求墙后填土内摩擦角在20度以上。

  4.港航工程挡土墙结构的选择

  挡土墙的结构类型众多,所采用的材质也各不相同,建造的材料分别是砖石、混凝土、碎石、片石等,在实际的施工过程中,会根据环境因素或者人为因素而选择不同的用料建造不同结构的挡土墙。

  4.1内河港航工程挡土墙的结构选型

  现代的挡土墙结构建设多采用重力式挡土墙和锚定式挡土墙,重力式挡土墙是较为传统的挡土墙结构,主要材料是块石、毛石。挡土墙的墙顶宽度范围要大于500mm,底部宽度为墙体高度的三分之一左右。符合标准的挡土墙必须具备抗倾覆、防滑性能,如果在内河港航工程中运用重力式挡土墙,墙体内部与河岸会经受水体侵蚀,导致两岸土质疏松,从而使墙体倒塌,这样的原因致使重力式挡土墙不在内河建设的考虑范围。锚定式挡土墙的组成材料是钢筋混凝土和地锚,把地锚牢牢地固定于土层中,墙体侧面打孔置浆,减轻墙体受力,增强内河港航工程的质量。锚定式挡土墙是建设码头、水库、护堤的首选结构。

  4.2悬臂式挡土墙的应用

  悬臂式挡土墙多由钢筋混凝土铸造而成,其倒“T”型的设计结构适合水流缓慢的河流,对于码头建设、水库、护堤等并不适用,墙体的高度必须在5米的范围,超过规定的范围会导致墙顶承土压力增加,导致墙体稳定性下降。墙体高度大于10米,要求挡土墙的抗倾覆、承压、防滑性能更高。

  港航工程是建设工程中较为复杂的项目,它所考虑的因素较多,包括土壤、水流速度、河岸等。我国经济发展较快,造船技术不断提高,航运发展飞速,对港航工程的质量要求也越来越高。加固建设内河挡土墙,保证河道安全,要求挡土墙的建设要求也越来越高。常见的挡土墙结构是悬臂式、重力式、锚定式三种,内河工程大都采用锚定式结构挡土墙。在施工的实际工作中,应该结合施工的具体环境、工程的实际需求、土壤质量选择合适的挡土墙结构,保证挡土墙的抗倾覆、防滑、稳定性能,确保港航工程的质量达到国家标准。

  参考文献:

  [1]杨贤水,冯宗义.港航工程挡土墙结构选型之探讨[J].中国新技术新产品,2012(14):183-183.

  [2]赵瑞华.关于港航工程挡土墙结构选型研究[J].华东科技(综合),2018(7):186-186.

  [3]张丹伟,曹泽民.关于港航工程挡土墙结构选型探讨[J].黑龙江科技信息,2016(5):187-187.

  原文是由周亚林,王梅梅创作,发表在《珠江水运》期刊。

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