锚拉重力式挡墙在高速公路中的应用研究

论文摘要

高速公路由于横宽线长,需占用大量的土地资源,在当前我国土地资源严重紧缺的形势下,合理把握工程建设与耕地占用、推行集约用地、提高土地利用率是高速公路建设者面临的重大技术课题。其中,挡墙替代路基边坡的技术措施由于具有显著的经济、社会效益而得到工程界的青睐。在各类挡土墙中,重力式挡墙由于具有可就地取材、施工简单等特点而应用最为广泛,但同时具有自重大、圬工数量多、地基承载力要求高等缺点。因此,为了减少基础截面积并增大基础抗倾覆及抗滑能力,本文设计采用锚拉重力式挡墙支护高填土路基,但目前关于其加固效果及受力特征尚不明确,结合山东省青临高速公路第三合同段进行了现场试验。根据理论计算及现场监测成果分析,提出如下主要结论：(1)综合分析各类加筋式挡土墙结构形式的优缺点,结合青临高速公路第三合同段实际工程特点,为了满足挡土墙长期耐久性及抗震性能等使用要求,设计采用土层注浆锚杆对挡土墙进行加筋处理,以提高挡土墙抗滑力,并同时节省挡墙圬工数量。(2)根据锚拉重力式挡土墙结构形式,设计提出了详细的施工工序,并进行了现场施工组织,效果良好,根据现场情况分析,提出了若干注意事项,可用于指导该类挡墙的施工组织设计及质量控制。(3)随着填土高度的增加,挡墙侧向土压力、基底土压力及锚杆拉力均在逐渐增加。但由于土层锚杆的施加,挡土墙侧向土压力在上下两排锚杆间发生应力突变,表明锚杆起到锚系梁的承载作用,该位置处应力较为集中,同时锚杆的施加限制了挡墙的侧向位移,达到了预期目的。通过对该挡土墙结构设计计算、现场监测及施工工序研究,深化了对该类型挡土墙支护机理的认识。研究表明,该挡土墙可以为高填土路基提供一种新型的经济有效的支护措施,有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 目前国内外研究现状
• 1.2.1 挡土墙发展历程
• 1.2.2 土层锚杆的发展历程
• 1.2.3 土层锚杆的分类及工作机理研究现状
• 1.3 本文主要的研究内容
• 1.4 技术路线
• 第2章 锚拉重力式挡墙的受力特性分析及结构设计
• 2.1 工程概况
• 2.2 设计原则
• 2.2.1 挡墙设置原则
• 2.2.2 挡墙选型原则
• 2.3 本设计挡墙的基本形式
• 2.4 设计参数
• 2.4.1 力学参数
• 2.4.2 荷载分项系数
• 2.4.3 安全系数
• 2.4.4 荷载组合
• 2.5 计算工况
• 2.6 计算公式
• 2.6.1 土压力计算公式
• 2.6.2 滑动稳定性验算公式
• 2.6.3 抗倾覆稳定性计算公式
• 2.6.4 地基承载力计算公式
• 2.6.5 砂垫层的设计计算
• 2.7 计算结果汇总
• 2.8 工况计算示例
• 2.8.1 各组合最不利结果
• 2.9 本章小结
• 第3章 锚拉重力式挡墙施工工艺参数研究
• 3.1 施工流程及所需材料
• 3.1.1 施工总流程图
• 3.1.2 所需材料
• 3.2 具体施工工艺及技术标准
• 3.2.1 测量放样
• 3.2.2 基坑开挖
• 3.2.3 基础墙身的施工
• 3.2.4 填筑路基
• 3.2.5 锚杆制作与安装
• 3.3 施工质量控制
• 3.4 施工注意事项
• 3.5 本章小结
• 第4章 锚拉重力式挡墙受力特征现场试验研究
• 4.1 锚拉重力式挡土墙监测设计
• 4.1.1 监测目的
• 4.1.2 监测原则
• 4.1.3 监测内容
• 4.1.4 监测设备的安装
• 4.1.5 监测仪器布置图
• 4.1.6 监测仪器测试数据
• 4.2 挡墙土压力监测数据分析
• 4.2.1 基底压力变化规律
• 4.2.2 挡土墙侧向土压力变化规律
• 4.3 锚拉重力式挡墙锚杆拉力变化规律
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要研究成果
• 附录
• 组合一
• 组合二
• 组合三
• 学位论文评阅及答辩情况表