加筋土挡墙较之传统的重力式挡墙,它具有较为可观的经济性,能够节省投资和占地资源,减少圬工,符合该车站的实际情况。除此之外,加筋土挡墙还可以减短工期等。
综上,因加筋土挡墙具有的一些其它结构无法比拟的优点,且符合**实际工程状况,在车站右侧设置加筋土挡墙为最佳选择方案。图4-2为该车站右侧路基横断面图。
图4-2 路基横断面图
根据工程实际情况,确定该站台设计宽度为8.0m,设计加筋土挡墙墙高为6.8m。墙面板安装倾斜度为1:10。墙顶预留0.4m厚铺装层,考虑了人行、行李车等活载后,已换算为1.4m高均布荷载。铺装层容重20KN/m3。
4.2.2 填料与拉筋的选取
4.2.2.1 填料
填料采用C组以上碎(砾)石类土。粗料中不得含有尖锐的棱角且填料中最大粒径不大于10cm,可就近采用弱风化软质岩,每0.4m厚为一标准层,分两层(分层厚度20cm)进行碾压夯实。每层填土碾压夯实以后,在其表面铺设土工带。
C组填料的一些设计参数为:
3容重??20KN/m;
综合内摩擦角?0?35?;
填料与墙背之间的摩擦角??30?; 填料与拉筋之间的摩擦系数f?0.4;
本地区地震烈度Ⅷ度,地震加速度Ag=0.15g,水上地震角??1.5?,考虑地震作用力的影响时,根据公式(3-4)计算填料修正后的设计参数:
?E??cos??20?20.01KN/m3
cos1.5??E?????30??1.5??31.5?
?0E??0???33.5?
4.2.2.2 拉筋
拉筋采用TGDG220型聚乙烯复合土工带,截面尺寸为50mm×2.2mm,极限抗
拉强度为220KPa。
拉筋通过预埋在预制混凝土面板中的钢筋拉环与面板连接,接头处采用绑扎方式固定拉筋。拉筋水平间距Sx?0.4m,垂直间距Sy?0.4m,均匀布置在填料中。
4.3 初步确定拉筋长度
通过加筋土挡墙的整体稳定性(基底抗滑、抗倾覆稳定)检算,来初步确定拉筋的有效长度。根据库伦理论计算墙后地震主动土压力。在初步确定拉筋长度时,将加筋体看做一个整体,假设其宽度为L,并假设假想墙背竖直,既??0。
4.3.1 墙后总地震主动土压力计算
主动土压力系数,由公式(3-5)计算得:
cos2(33.5??0?)Ka?sin(31.5??33.5?)sin(33.5??0)2cos20cos(31.5??0)(1?)
cos(31.5??0)cos(0?0) =0.261根据公式(3-6)计算地震主动土压力:
11Ea??EH2Ka??20.01?6.82?0.261?120.747KN
22Ea与竖直方向的夹角为31.5°,作用点取距墙底H/3。土压力的水平和垂直分
力分别为:
Ex?Eacos31.5??120.747cos31.5??102.954KN
Ey?Easin31.5??120.747sin31.5??63.090KN
4.3.2 基底抗滑稳定
作用在基底上的竖向力总和
?N?20.01?6.8L?20?1.4L?164.068L 作用在加筋体上的总地震力
?FihE???Ag??mi??i?0.25?0.15g?164.068L?10?3?6.153?10?3L g根据公式(3-23)有
f??N ?2.0?Ex??FihE Kc?取f?0.33,带入各值求解得 L?3.80m
4.3.3 抗倾覆稳定
稳定力系对墙趾的总力矩
?My?L1??N?L??Ey??164.068L?63.090L?145.124L 22H6.8??Ex??102.954?233.362KN?m 33倾覆力系对墙趾的总力矩
?M0?根据公式(3-24)有 K0??My?M0 ?1.3带入各值求解得
m L?2.09
通过以上计算可知,初步确定拉筋的长度应不小于3.80m,取整数L=4.0m。
4.4 荷载计算
4.4.1 侧向压力
4.4.1.1 土压力引起的侧向压力
根据公式(3-1)和(3-4)计算得:
?0?1?sin33.5??0.448
?a?tan2(45??当 hi?6m时 ?i?0.448?(1?hihh)?0.289?i?0.448?0.159?i 666h?(0.448?0.159?i)?20.01hi?8.964hi?0.53hi2
633.5?)?0.289 2?h1i当 hi?6m时
?h2i?0.289?20.01hi?5.783hi 4.4.1.2 列车荷载引起的侧向压力
根据公式(3-2)计算:
?h2i??20?3.1??[8.8hi(8.8?3.3)hi8.8?3.38.8??arctan?arctan] 2222hh8.8?hihi?(8.8?3.3)ii4.4.1.3 铺装层引起的侧向压力
根据公式(3-2)和(3-3)计算:
?h2i??20?1.4?8.0h8.0?(arctan?2i2)
hi8.0?hi?h2i??h2i???h2i?
4.4.1.4 第i层面板所受侧向压力
根据公式(3-10)计算: Exi?(?h1i??h2i)SxSy 计算结果列于表4-2。