1、自平衡挡墙构成
图1自平衡挡墙构成示意图
图2自平衡挡墙立体示意图
2、自平衡挡墙结构计算简图
图3自平衡挡墙结构计算简图
3、结构类型
4、关键技术
(1)挡墙结构体系构建(专利技术);
(2)结构计算模型与设计方法(自有技术);
(3)平衡施工控制方法(自有技术);
(4)自平衡挡墙工法(有待联合编写)
5、市场前景
主要市场为土木工程中的各种边坡支挡,优势为:
(1)工程地质条件复杂的高大挡墙;
(2)变形控制严格的挡墙;
(3)造价优势明显(同类传统挡墙的50-70%)
6、自平衡挡墙特点及适用范围
6.1 特点
(1)上部挡墙重力得到二次利用,改变了结构合理性;
(2)边坡倾斜效应和卸荷平台效应同时得到利用,大规模降低边坡推力;
(3)结构重力得到充分利用,产生抗倾覆弯矩,减小结构弯矩;
(4)结构总体内力降低,减小崁固段对岩体的要求;
(5)挡墙不依赖横向锚拉条件,避免与上部结构桩基础冲突或锚拉结构超红线情况;
(6)桩顶位移小,与同等条件的其他挡墙相比,造价节省30-45%;
(7)需要采用平衡施工期方法实施。
6.2 使用范围
(1)锚拉条件差的工程和地质环境情况;
(2)高度15-30m的挖方、填方、半填方边坡;
(3)坡底嵌固条件相对较差的地质情况;
(4)坡顶有建筑桩基或锚拉超红线情况;
(5)即使在有锚拉条件的土质边坡中,也比传统挡墙造价低。
7、经济效益分析
算例:一土质挖方边坡20m高,下部为砂岩。采用悬臂桩支护方案,截面2.5x3.5m,间距4m,桩长32m。自平衡挡墙,截面1.5x2m,间距4m,桩长29m。见图7所示。
图7算例示意图
(1)嵌固段内力分布
表3 最大内力比较 |
|||
项目 |
M(kN.M) |
Q(kN) |
fH(kPa) |
悬臂桩(X) |
78335 |
7658 |
1576 |
自平衡(Z) |
16193 |
4640 |
1433 |
Z/X(%) |
20.67 |
60.60 |
90.93 |
(2)主要工程量造价对比
选一个计算单元长度(4m)进行对比,只考虑主要工程量。计算结果见表4和图8所示。结论:自平衡挡墙体系比原方案挡墙体系节约65%的 造价。
图8造价比较直方图
8、工程应用案例
重庆市江北区“某工业园D片区”环境挡墙(2013年)。该工程位于重庆市江北区,其边坡长350m,高20m,挖方挡墙,局部土层厚度35m。上部为主要交通要道,下部为拟建房屋。竣工造价:2200万元,与传统设计方法(3600万)相比,节省造价1400万,约39% 。
自平衡挡墙是2003年提出并开始应用的一种新型挡墙结构体系。近20年来,已经有20余个工程应用实例。在大幅度降低工程造价的同时,无论在施工期和使用期间,从未有异常现象出现,挡墙变形很小,使用效果良好。
图9施工期间图
图10竣工后效果图