所屬欄目:礦業論文 發布日期:2010-12-30 17:06 熱度:
摘要:山區煤礦轉運場的地形特點,注定了擋土墻在這一生產場所的重要重用。為有效提高擋土墻在防山洪、防滑坡、防垮基的作用。本文就如何在山區煤礦轉運場擋土墻設計及應用中有效使用加筋環技術進行了闡述,認為在山區煤礦轉動場,采用加筋環能有效提高轉運場在護坡、護路等方面的效果,值得推廣和應用。
關鍵詞:加筋環,山區煤礦轉運場,擋土墻,設計,應用
一、引言
擋土墻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。根據擋土墻的設置位置不同,分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻等。設置于路堤邊坡的擋土墻稱為路堤墻;墻頂位于路肩的擋土墻稱為路肩墻;設置于路塹邊坡的擋土墻稱為路塹墻;設置于山坡上,支承山坡上可能坍塌的覆蓋層土體或破碎巖層的擋土墻稱為山坡墻。在擋土墻橫斷面中,與被支承土體直接接觸的部位稱為墻背;與墻背相對的、臨空的部位稱為墻面;與地基直接接觸的部位稱為基地;與基底相對的、墻的頂面稱為墻頂;基底的前端稱為墻趾;基底的后端稱為墻踵。根據擋土墻穩定的機理不同,擋土墻又有很多形式,主要有重力式擋土墻、衡重式擋土墻、薄壁式擋土墻、錨碇板式擋土墻、加筋土擋土墻等。
我國山地面積占國土總面積的33.3%,丘陵占國土面積的9.9%,高原占國土面積的26%。但通常人們把山地、丘陵、比較崎嶇的高原統稱為山區,所以,山區面積約占國土面積的2/3。煤炭作為一種重要的能源,在我們分布極為廣泛,相當比例的煤礦都分布在山區。作為煤炭生產和儲運重要組成部分的煤礦轉運場,在建筑和設計中必須要考慮到擋土墻設計。從目前來看,加筋土檔墻應用較為廣泛。
二、加筋土擋墻應用現狀
加筋土擋墻是利用加筋土技術修建的一種支擋構筑物,加筋土是一種在土中加入拉筋帶的復合土,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后逐漸發現一些不足,有此甚至是難以逾越的障礙,其主要表現在:由于加筋土作用機理的復雜性導致多種設計理論并存,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。
三、加筋環對加筋土擋墻改良作用
鑒于拉筋帶實際應用中的諸多不足之處,有多年工程實踐及科研中逐漸產生了加筋環這種用于加筋土擋墻改良的材料。
加筋環的作業機理是充分利用鋼筋受拉強度高的特性,使環內填料產生的側向壓力轉由加筋環承擔,加筋環內的填料在垂直荷載的作用下受到擠壓并產生側向膨脹,而加筋環約束了這種側向變形,使側向壓力全部轉化為由鋼筋圓環來承擔。輥筋環阻斷了環內側壓力向環外的傳遞,使圓環內填料形成一個“餅”狀物,若干層“土餅”交叉疊加后組成加筋土實體。
加筋環在垂直均布荷載作用下的受力狀態,與人們在土工實驗室中所做的三軸試驗相類似。測試環筋所承受的側向壓力有多大,只需粘貼電阻應變片即可,當填料高度不斷上升時實測鋼筋的拉伸變形并計算出拉應力,以此判斷配筋是否合理,積累相當的實測數據可供理論分析和研究,為設計提供依據。
四、加筋環技術在工程實踐中的應用
山區煤礦煤炭轉運場,主要擔負煤炭的儲運作用,要求有申通的交通網絡(山區小型煤礦通常是公路交通)和一定面積的堆積平地。在擋土墻的應用形式上,主要考慮路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻等,在應用目的上更多注重的是山洪、滑坡、垮基。如:將加筋環置于路堤(特別是高路堤)中可以穩定路基,防止邊坡下滑。將加筋環置于軟土地基中,可以加固軟土地基,提高地基承載力等。
加筋環在這些擋土墻的應用中基本方法和原理是一致的,這里不再一一展開論述,作通用方法加以闡述。
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,立筋材料也可采用預制鋼筋砼短柱等。鋼筋環、立筋分別刷瀝青并外裹瀝青土工布防腐。3個鋼筋環和若干豎向立筋綁扎組成加筋環骨架,注意:立筋必須位于鋼筋環內側。鋼筋環內側附著(扎絲綁扎)土工格柵做襯墊。如圖所示。
對沖切環溝,當分層填土碾壓至某一高程面后,平整作業面,然后按設計圖要求實地確定圓心位置,并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于加筋環高度,溝寬略寬于加筋環厚度,以正好能放下加筋環即可。沖切動能可由人工捶擊或機械沖壓,加筋環置入環溝后沿溝兩側夯壓密實。墻面板預制后拼裝,為固定墻面板需要安裝錨固桿和錨固塊。為墻面穩定和施工安全,壓路機不能靠墻面板過近作業。靠墻面板處可采用人工或小型夯機分層夯實。
五、總結
采用“加筋環“替代拉筋帶使加筋土內部的受力狀態發生了很大的變化,目前注重研究土顆粒與筋帶之間的摩阻理論已不再適用。從加筋體外部觀察,革新后的加筋土擋墻幾乎沒有任何變化:現有加筋土擋墻所具備的所有工程特性全部保留,它的外部穩定計算理論和方法也可以不做任何改變。故我們認為,在山區煤礦轉動場,采用加筋環技術,能有效提高轉運場在護坡、護路等方面的效果,值得推廣和應用。
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文章標題:加筋環技術山區煤礦轉運場擋土墻設計及應用
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