負超載擋土牆是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩的構造物。常用於土質鬆軟地區修建公路時的路基保護。
基本介紹
- 中文名：負超載擋土牆
- 拼音：fù chāo zǎi dǎng tǔ qiáng
- 領域：道路修建
- 相關概念：路基
- 作用：支撐路基、防止坍塌
- 材質：鋼筋混凝土、石料
組成結構,分類,作用,計算,新技術,
組成結構
在擋土牆橫斷面中，與被支承土體直接接觸的部位稱為牆背；與牆背相對的、臨空的部位稱為牆面；與地基直接接觸的部位稱為基底；與基底相對的、牆的頂面稱為牆頂；基底的前端稱為牆趾；基底的後端稱為牆踵。
分類
（一）重力式擋土牆
重力式擋土牆靠自身重力平衡土體，一般型式簡單、施工方便、圬工量大，對基礎要求也較高。依據牆背型式不同，其種類有普通重力式擋牆、不帶衡重台的折線牆背式重力擋牆和衡重式擋牆。衡重式擋牆 屬重力式擋牆；衡重台上填土使得牆身重心後移，增加了牆身的穩定性；牆胸很陡，下牆背仰斜，可以減小牆的高度和土方開挖；但基底面積較小，對地基要求較高。
（二）錨定式擋土牆
錨定式擋土牆屬於輕型擋土牆，通常包括錨桿式和錨定板式兩種。錨桿式擋牆主要由預製的鋼筋混凝土立柱和擋土板構成牆面、與水平或傾斜的鋼錨桿聯合作用支擋土體，主要是靠埋置岩土中的錨桿的抗拉力拉住立柱保證土體穩定的。錨定板式則將錨桿換為拉桿，在其土中的末端連上錨定板。它不適於路塹，路堤施工容易實現。
（三）薄壁式擋牆
薄壁式擋土牆是鋼筋混凝土結構，包括懸臂式和扶壁式兩種主要型式。懸臂式擋土牆由立壁和底板組成，有三個懸臂，即立壁、趾板和踵板。當牆身較高時，可沿牆長一定距離立肋板（即扶壁）聯結立壁板與踵板，從而形成扶壁式擋牆；老路加固時，考慮扶壁難以在踵板側做，也可考慮將其做在趾板側，同樣可以發揮作用，但須進行設計計算確定。
（四）加筋土擋土牆
加筋土擋土牆是由填土、填土中的拉筋條以及牆面板等三部分組成，它是通過填土與拉筋間的摩擦作用把土的側壓力削減到土體中起到穩定土體作用的。加筋土擋土牆屬於柔性結構，對地基變形適應性大，建築高度也可很大，適用於填土路基；但須考慮其擋板後填土的滲水穩定及地基變形對其的影響，需要通過計算分析選用。
（五）其它擋土牆
柱板式擋土牆 （沿河路堤及基坑開挖中常用）；樁板式擋土牆 （基坑開挖及抗洪中使用）；垛式擋土牆（又稱為框架式擋土牆）。
作用
1、路肩牆或路堤牆設定在高填土路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基邊坡或基地滑動，確保路基穩定，同時可收縮填土坡腳，減少填土數量，減少拆遷和占地面積，以及保護臨近線路的既有建築物；
2、濱河及水庫路堤，在傍水一側設定擋土牆，可防止水流對路基的沖刷和侵蝕，也是減少壓縮河床或少占庫容的有效措施；
3、設定在隧道口或明洞口的擋土牆，可縮短隧道或明洞長度，降低工程造價 ；
4、設定在橋樑兩端的擋土牆，作為翼牆或橋台，起著護台及連線路堤的作用；
5、抗滑擋土牆則可用於防止滑坡。
計算
1.室外地面活荷載：一般可取10kN/m，荷載較小時也可取5.0kN/m
2.土側壓力係數：
（1）一般可取靜止土壓力係數0.5；
（2）考慮到支座處可認為無側向位移，為靜止土壓力，跨中部分隨著側向位移的增大，逐漸趨向於主動土壓力，我院綜合取0.4，
（3）地下室施工採用護坡樁時可取0.33。
3.覆土重度：以前習慣取18，現在習慣取20，也有的院取19。
4.砼強度：宜取C30,有利於控制裂縫。
5.外側保護層：《全國民用建築人防技術措施》3.6.2 注4上規定保護層厚度：“地下室外牆迎
水面有外防水層取30mm；
《防水規範》規定取50是直接取用前蘇聯的規定，不適用於一般的地下室結構。
6.裂縫限值：有外防水時取0.3mm，無外防水時取0.2mm。
7.調幅係數：不宜調幅太大，最多0.9，建議0.95。
8.考慮室內填土的有利作用：當基礎埋深低於室內地坪較深時（>2m時），可考慮室內填土的有利作用，此時，應要求回填時先回填室內後回填室外（此項作用不大）。
9.配筋：地下室外牆為控制收縮及溫度裂縫，水平筋間距不應大於150，配筋率宜取0.4%~0.5%（內外兩側均計入），有扶壁柱處應另增設直徑8mm短鋼筋，長度為柱寬加兩側各800mm，間距150mm（在原有水平分布筋之間加此短筋）。
10.其他：
（1）無上部結構柱相連的地下室外牆，支撐頂板梁處不宜設扶壁柱，扶壁柱使得此處牆為變截面，易產生收縮裂縫，不設扶壁柱頂板梁在牆上按鉸接考慮，此處牆無需設暗柱。
（2）地下室內外牆除了上部為框剪結構或外框架-核心心筒結構的剪力牆延伸者外，在樓層不需要設定暗梁，所有剪力牆在基礎底板處均不需要設定暗梁。
（3）單層或多層地下室外牆，均可按單向板或連續單向板計算，最上層地下室樓層板處按鉸支座，基礎底板處按固端。
（4）窗井外側牆頂部敞開無頂板相連，其計算簡圖可根據窗井深度按三邊連續一邊自由，或水平多跨連續板計算，如按多跨連續板計算時，因為荷載上下差別大，可上下分段計算彎矩確定配筋。
（5）實際工程的地下室外牆截面設計中，豎向荷載及風荷載或地震作用產生的內力一般不起控制作用，通常不考慮豎向荷載組合的壓彎作用，僅按牆板彎曲計算牆的配筋。
新技術
加筋土擋牆
加筋土擋牆是利用加筋土技術修建的一種支擋構築物，加筋土是一種在土中加入拉筋帶的複合土， 它利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程性能，從而達到穩定土體的目的。加筋土技術的發明無疑是一項重大技術創新，然而在經過大量工程實踐和理論研究後逐漸發現一些不足，有些甚至是難以逾越的障礙，其主要表現在： 由於加筋土作用機理的複雜性導致多種設計理論並存，都有道理卻都不能概全，有時依據設計理論計算的數據在模型試驗中不能得到理想的驗證，而從模型試驗中得到的數據有時又與現場實測數據差異較大，這使得設計人員常常對理論計算數據感到信心不足，為工程安全考慮只好依據個人經驗增加筋帶數量，從而導致費用增加。另外，筋帶表面難以防腐以及對填料適應性較差等缺陷是現有加筋技術的不足。鑒於拉筋帶實際套用中的諸多不足之處，經多年工程實踐及科研，提出一種可替代拉筋帶的新型材料— —加筋環。
加筋環技術
加筋環由3個同直徑鋼筋環和若干與之垂直相交的立筋擲扎而成內側附著土工格柵做襯墊。鋼筋按設計加筋環周長進行斷料和焊接，立筋斷料，立筋材料也可採用預製鋼筋砼短柱等。鋼筋環、立筋分別刷瀝青並外裹瀝青土工布防腐。3個鋼筋環和若干豎向立筋綁紮組成加筋環骨架，注意：立筋必須位於鋼筋環內側。鋼筋環內側附著(扎絲綁紮)土工格柵做襯墊。
沖切環溝
當分層填土碾壓至某一高程面後，平整作業面，然後按設計圖要求實地確定圓心位置，並按加筋環半徑精確畫圓。沖切鋼鏟(形狀類似挖土鐵鍬，但沒有彎曲狀)沿圓弧逐段沖切環溝環溝深度略深於加筋環高度，溝寬略寬於加筋環厚度，以正好能放下加筋環即可。沖切動能可由人工捶擊或機械衝壓，加筋環置入環溝後沿溝兩側夯壓密實。
安裝牆面板
牆面板預製後拼裝，為固定牆面板需要安裝錨固桿和錨固塊。為牆面穩定和施工安全，壓路機不能靠牆面板過近作業。靠牆面板處可採用人工或小型夯機分層夯實。
其它套用
該新技術可涉及現在所有採用加筋土技術的工程項目，如：將加筋環置於路堤(特別是高路堤)中可以穩定路基，防止邊坡下滑。將加筋環置於軟土地基中，可以加固軟土地基，提高地基承載力等。此外還有其它方面的擴展套用，如：連續向上疊加加筋可以構造超大型柔性筒倉，它可以用來貯存各種散裝集料，如：煤炭、礦砂、糧食供應等。
