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关于锚杆台阶基础衡重式挡墙稳定性计算的研究
摘要:本文主要计算挡墙在偶然组合作用下的抗倾覆稳定性。并针对墙身与预埋钢筋、挡墙台阶基础与锚杆共同受力情况进行计算分析,最后结合计算结果对稳定性进行了评价, 为同类工程的设计提供参考及经验。
关键词:衡重式挡墙;偶然荷载;抗倾覆;锚杆中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2020)-08-301
1.引言
本工程位于云南省大理市某高速公路连接线,该段属于高填方路基,最大填方高度达12米,路面宽度为10.75米,故在道路右侧设置衡重式挡墙。由于现场条件限制,该挡墙基础未埋入土中,故该挡墙的设计难点在于保证墙身截面与基础的整体性及保证挡墙台阶基础的稳定性,具体布置形式详见图1:
2.在偶然组合作用下抗倾覆稳定性计算
2.1.1 土压力计算
依据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2015第4.2.3条,经计算得上墙身Ea=179.053(kN),
下墙身 Ea=236.315(kN)。
2.1.2 恒载计算
经计算得衡重式挡墙自重G=782.88(kN),台阶基础自重计算G=628.8(kN),衡重台上填料重G=55.44(kN)。
2.1.3 地震荷载计算
依据《公路桥梁抗震设计规范》JTG/T 2231-01-2020分别计算台背地震主动土压力及台身地震力计算。经计算得地震力对墙身底(C点)弯矩M=-1797.5(kN.m),对基础底(h点)弯矩M=-3297.18(kN.m)。
2.1.4 偶然组合作用下墙身底截面(C点)抗倾覆稳定性计算
(1)未加固时墙身底截面(C点)抗倾覆稳定计算
依据《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013 第11.2.4条,抗倾覆稳定系数Ft≥1.3。
经计算墙身底截面(C点)抗倾覆稳定系数Ft=0.63,不满足规范要求,故在基底进行加固措施后重新计算抗倾覆稳定系数。
加固措施:在挡墙底宽范围内基础中预埋直径25mmHRB400短钢筋,布置形式如下图:
(2)预埋钢筋后钢筋对墙身底截面(C点)的弯矩贡献值计算
依据公式M=fsd*As*h0,经计算得钢筋对墙身底截面(C点)的弯矩贡献值M=2300.17(kN.m)。
(3)加固后截面(C点)抗倾覆稳定性计算
2.1.5 偶然组合作用下假想基础底截面(g点)抗倾覆稳定性计算
(1)未采取加固措施时墙身底截面(h点)抗倾覆稳定计算
经计算墙身底截面(g点)抗倾覆稳定系数Ft=1.19,不满足规范要求,故在台阶基础底进行加固措施后重新计算抗倾覆稳定系数。
加固措施:基础底放置在中风化白云质灰岩层上,基底下设置4排锚杆,所有锚杆锚入岩层3m,伸入挡土墙1.5m,另外设置0.3m弯钩,具体布置形式详见图3:
(2) 计算锚杆加固后基底(h)点抗倾覆稳定系数
①经计算得锚杆对基底截面的弯矩贡值M=120.63*(2.35+3.35+4.75+5.95)=1978.83(kN.m)
②增加锚杆作用后截面抗倾覆稳定性计算
3.结语
该项目由于现场地形和施工条件限制,做成锚杆台阶衡重式挡墙。经计算发现在偶然组合作用下挡墙的抗倾覆稳定性计算为本项目的控制点。在计算抗倾覆稳定性计算时,验算墙身底截面(c)点和基础底截面(h)点。
经计算发现在偶然组合作用下墙身底截面(C点)抗倾覆稳定性Ft=0.63,不满足规范要求,故通过预埋钢筋加强基础底与基础的的整体性,经计算预埋钢筋后墙身底截面(C点)抗倾覆稳定性Ft=1.31>1.3,故墙身底截面(C点)抗倾覆稳定性满足规范要求。
在进行基底截面抗倾覆验算时,在偶然组合作用下墙身底截面(h点)抗倾覆稳定性Ft=1.19,不满足规范要求,又由于本项目基础未埋入土中,故在基底进行锚杆加固。在进行锚杆加固后,在锚杆与挡墙共同作用下,经计算基底截面抗倾覆稳定系数Ft=1.48>1.3,故抗倾覆稳定计算满足规范要求。
参考文献
陈忠达,王秉纲.公路挡土墙设计[M].北京:人民交通出版社,2003:19-20.
作者简介
施洪康(1994.05.20),男,云南省玉溪市人,天津市市政工程设计研究院昆明分院 土木工程专业 本科生
(天津市市政设计研究院昆明分院 云南省昆明市)





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