1.5.3 支挡构筑物
路基支挡构筑物是指可使路基基本体及周围土体稳定而修建的建筑物,用来平衡路基及路基面以上荷载形成的土压力。路基支挡构筑物中最常用的是挡土墙,有重力型和轻型两类挡土墙,其中轻型挡土墙又分为加筋土挡土墙和锚杆挡土墙。
1.重力型挡土墙
(1)基础知识。重力型挡土墙是利用挡土墙的自重和地基反力来支挡土体,一般采用浆砌片石、混凝土和砖等圬工材料建造。
(2)主要类型
1)仰斜式:墙背承受的土压力较小,适用于路堑墙和墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙。如图1-49a)所示。
2)垂直式:介于仰斜和俯斜之间。如图1-49b)所示。
3)俯斜式:墙背承受的土压力较大,适用于地面横坡陡峻时,墙背可采用折线形,以加强墙背与填土的摩擦力。如图1-49c)所示。
(3)施工工序。基槽开挖 →支力模板 →混凝土灌注 →墙顶封闭。
图1-49 重力型挡土墙示意图
2.加筋土挡土墙
(1)基础知识。加筋土挡土墙是由墙面板、拉筋和填料三部分共同组成的复合结构。依靠填料与拉筋之间的摩擦力作用平衡墙板所承受的土压力,并以此复合结构整体抵抗拉筋末端以外填土所产生的土压力,从而保证整个结构的稳定。加筋土挡土墙示意图如图1-50所示。
图1-50 加筋土挡土墙示意图
(2)受力特点。利用拉筋与土之间的摩擦作用,改善土体的变形条件,提高土体的工程特性,从而达到稳定土体的目的。
(3)优点。施工简便、快速、节省劳动力、节约占地、缩短工期、造价低、具有良好的抗震性能。
(4)施工工序。基槽(坑)开挖——地基处理——排水设施——基础浇(砌)筑——构件预制与安装——筋带铺设——填料填筑与压实——墙顶封闭,其中现场墙面板拼装、筋带铺设、填料填筑与压实等工序是交叉进行的。
(5)施工要求。加筋土挡墙结构示意图如图1-51所示。
①安装直立式墙面板应按不同填料和拉筋预设仰斜坡,仰斜坡一般为1∶0.02~1∶0.05,墙面不得前倾。
图1-51 加筋土挡墙结构示意图
②拉筋应有粗糙面,并按设计要求呈水平铺设,当局部与填土贴合不紧密时应铺砂垫平。
③墙背拉筋锚固段填料宜采用粗粒土或改性土等填料。
④填土分层厚度及碾压遍数,应根据拉筋间距、碾压机具和密实度要求,通过试验确定,严禁使用羊足碾碾压。靠近墙面板1m范围内,应使用小型机具夯实或人工夯实,不得使用重型压实机械压实。
3.锚杆挡土墙
(1)基础知识。锚杆挡土墙是由钢筋混凝土墙面(挡土板)、肋柱和锚杆组成。它依据锚固在稳定地层内锚杆所提供的抗拔力保持挡土墙的稳定,主要用于较完整岩体地段。锚杆挡土墙由于锚固地层、施工方法、受力状态以及结构形式等的不同,有多种形式,按墙面的结构形式可分为柱板式锚杆挡土墙和壁板式锚杆挡土墙。锚杆挡土墙如图1-52所示。
图1-52 锚杆挡土墙
(2)受力特点。依靠锚杆与地层之间的锚固力平衡土的侧压力来保持受力平衡。
(3)优点。结构自重轻,节约投资;装配化施工,劳动生产率高;基坑开挖量少,可以克服不良地基开挖带来的困难,有利于施工安全,适用于岩石路堑或其他具有锚固条件的路堑,也可用于陡坡路堤。
(4)施工工序。基槽开挖——基础浇筑——锚杆制作——钻孔——锚杆安装——注浆——肋柱和挡土板预制及安装——墙后填料填筑与压实。
(5)施工要求。
①锚杆应按设计尺寸下料、调直、除污、加工。
②按照设计要求,在施工前应作锚杆抗拔力验证试验。
③根据设计孔径及岩土性质合理选择钻孔机具。钻孔后应将孔内粉尘、石渣清理干净。
④锚杆应安装在孔位中心,锚杆未端插入岩层的部分必须按设计要求作防锈处理。
⑤宜先插入锚杆然后灌浆,灌浆应采用孔底注浆法,灌浆管应插至距孔底50~100mm,并随水泥砂浆的注入逐渐拔出,灌浆压强宜不小于0.2MPa。
⑥砂浆锚杆安装后,不得敲击、摇动。普通砂浆锚杆在3d内,早强砂浆锚杆在12h内,不得在杆体上悬挂重物,必须待砂浆达到设计强度的75%后方可安装肋柱、墙板。