填土植生挡土墙在工程整治中的应用.docx

摘要分析了填土植生挡土墙的受力特点和结构优越性针对柴河水库的应用实例阐述了设计和计算方法关键词挡土墙填土植生分荷板计算方法应用传统的护坡护岸挡土墙虽可以满足加固岸坡的作用但耐久性差加上本身难以种草植树造成沿岸一片灰色影响环境景观填土植生挡土墙把工程措施和生物修复技术相结合营造绿色空间美化环境填土植生挡土墙简介挡土墙主要有梯形和形两种前者多采用浆砌石结构后者以钢筋混凝土结构为主设计的填土植生挡土墙以植生为主要目的采用上字形钢筋混凝土结构墙体挡土墙后植入足够壤土用以种植各种植物利用工程措施和生物技术改善生态环境上字形的上下分别构成直墙分荷板墙踵底板三部分分荷板和墙踵底板有足够的刚度墙踵底板与基面紧密固接工作原理受力分析假定墙背光滑填土水平均质土容重内摩擦角主动土压力系数根据朗肯土压力理论分析结构受力状况普通挡土墙的土压力分布高为的普通悬臂结构挡土墙的土压力分布为三角形总土压力为作用点距底面填土植生挡土墙土压力分布分荷板以上土压力作用点距分荷板面为三角形分荷板以下相当于高为的悬臂式挡墙但从分荷板端头开始向外有均布荷载连续作用利用图解法求得均布荷载的影响深度为分荷板抵消的土压力作用点距地面稳定性分析前面的分析表明分荷板分担了部分土压力使直墙承担的土压力减小改善了土压力分布状态下面从稳定角度分析结构的可靠性和合理性普通挡土墙稳定性指标抗倾覆安全系数抗滑移安全系数固定端的最大弯矩填土植生挡土墙稳定性指标抗倾覆安全系数设抗滑移安全系数设墙身与分荷板连接处的最大弯矩设固定端的最大弯矩设式中为钢筋混凝土容重为填土宽度比较式可以看出设设表明设计的挡土墙稳定性好于普通悬臂结构挡土墙分析式可以看出由于设置了分荷板墙踵固端弯矩值减少了这些对于钢筋混凝土挡土墙的截面设计配筋是非常有力的可降低工程造价基本尺寸的确定根据结构要求通过计算分析采用安全经济合理的最优方案确定分荷板的位置和宽度一方面分荷板分担了部分土压力使直墙的配筋量减少降低了直墙的造价另一方面分荷板自身又增加了材料用量和制作成本两者的差值最大化就是我们追求的目标假设设置分荷板的造价为由此直墙降低的造价为把的比值称作回报系数用表示即根据使用要求和一般的稳定性条件确定墙高底板宽度底板厚度决定直墙和分荷板断面尺寸及工程造价的主要依据是固定端的最大弯矩值设及分荷板与直墙连接处的最大弯矩设当分荷板付出的代价在直墙上就获得的倍回报这样就变成求使取得最大值的数学问题记作令解此方程组可得最大值驻点通过分析比较此外从结构要求考虑应尽量满足填土植生挡土墙的应用柴河水库大坝左侧山体陡峻顶部岩石风化严重常有石块滚落对工程管理和游人安全构成了很大的威胁年柴河水库除险加固工程对长的山体进行了改造经研究决定采用钢筋混凝土高挡土墙外侧填土植生内侧做壁画浮雕工艺的方法利用工程措施和植物措施改善这段山体并分别按有分荷板和无分荷板两种结构作比较设计挡土墙高度墙后满填壤土容重内摩擦角地板与基础的摩擦系数墙趾宽墙踵宽墙身底板和分荷板厚度分别为混凝土容重根据式计算不同组合情况下各参数值从计算结果综合分析看以时最佳按式计算取计算得可见两者结果吻合从结构要求考虑则应不大于但计算结果表明时分荷板分荷效果不够理想综合考虑并结合现场实际决定采用并将基岩面开凿成宽深的深槽在基槽内钻孔下膨胀螺栓墙踵转角设斜拉钢筋并把纵向受力筋与膨胀螺栓焊牢浇筑一期混凝土则墙趾和墙踵与地面齐平确保浇筑后的钢筋混凝土墙与基岩固接计算结果无分荷板式挡土墙需投资万元有分荷板式挡土墙只需万元最后采用有分荷板式挡土墙设计方案实际施工中由于钢筋水泥涨价决算造价万元如果两者同时按材料补差重新计算采用设计的有分荷板结构降低工程造价运行情况柴河水库大坝左侧山体自年采用填土植生挡土墙处理现已运行年整个结构运行非常好没有任何变形裂缝墙后填土除在第一年汛后不同程度正常下沉外栽植的树木花草长势良好很好地改善了库区环境年冬春季节柴河流域遭遇近年来最恶劣的低温多雨雪反复冻融破坏的天气很多露天混凝土面屋顶防水等工程遭受了严重的破坏但柴河水库大坝左侧填土植生挡土墙工程没有任何损坏结语填土植生挡土墙利用力学原理优化挡土墙结构构造简单施工方便造价低廉充分利用植物修复和生态护岸护坡技术达到对环境的改善特别适用于以高墙后填土栽植树木利用工程措施和植物措施改善环境为目的的水利民建工程为挡土墙结构向景观化生态化发展提供了新的途径有推广价值参考文献俞德法工程地质与土力学基础高等学校教材中国水利水电出版社郭军辉等自嵌式植生挡土墙在水环境中的应用水利水电技术王锭一自嵌式挡土墙的应用与研究福建建设科技