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74米高的加筋挡墙设计

 位于喜马拉雅山云雾缭绕的山谷中陡峭边坡上的锡金机场,巨大的高耸结构是以格宾作为面板的高大加筋土挡墙,填筑起巨大的地坪用来做机场跑道、停机坪以及机场客运站。此加筋挡墙下面坡度较陡的部分采用的是加筋格宾挡墙,上面坡度相对较缓的部分采用的是绿色加筋格宾挡墙。挡墙后面机场区域挖方高度达110米,加筋挡墙填筑高度达74米。如此高大的加筋挡墙不仅仅是不同寻常的、更可能是史无前例的,世界上其他的加筋挡墙绝大多数不超过15米,能达到40米的例子都很少。

这个挡墙设计的巨大挑战还包括复杂的地质情况,主要为沉积岩、变质岩,还包括一些花岗岩、片岩、片麻岩,以及非常深的强风化层。挡墙建成后需抵御地震荷载,而且此区域还是世界上强阵雨集中地带。

考虑过刚性加筋混凝土挡墙结构,但后来还是被排除了,最终选择了一种更加柔性的结构设计方案-加筋土挡墙来修建这块填方区域,采用柔性结构对排水以及抵抗地震荷载是非常有利的。

加筋土挡墙的筋带采用的是马克菲尔的Parameesh土工格栅,筋带抗拉强度达到800KN/m,同时可以按柔性材料设计,可以最大程度的降低成本,边坡和挡墙设计中静力设计主要遵循英国BS 8006规范,由于在BS 8006规范中没有涉及地震工况下的挡墙和边坡设计,因此,在地震工况的设计遵循美国联邦公路管理局规范。

这个复杂挡土结构由两部分组成:底部由1m高的格宾面板组成近乎垂直的加筋挡墙,上部为倾角为65°的绿色加筋格宾陡坡。大部分加筋格宾挡墙按倾角6°退台,有一处山谷修建的是40米高的近乎垂直的加筋格宾挡墙。上部边坡面板采用绿色加筋格宾,由一整块钢丝网面组成,底部水平段作为加筋部分,面板由钢丝网反包而成,在钢丝网里面再铺棕榈垫,在棕榈垫后面覆上种植土及种子可以对边坡进行复绿。

跑道后面11米高的挖方边坡采用由棕榈垫和麦克垫来稳定边坡,并用U型钉将麦克垫固定于边坡上,以利于植被生长。边坡底部采用3米高的格宾挡墙护脚。

为了处理阵雨时的大量降雨问题,在挖方边坡上设计了大量的排水渠以及边坡排水设施;更为重要的是必须处理好加筋挡墙排水问题,在所有填方区域挡墙底部10米直径范围内埋设了穿孔的平行排水管,并采用250mm宽的Terram 1000土工布反滤,防止土颗粒堵塞入口。同时,在加筋挡墙后面设置了垂直的碎石排水带,这样能快速排出墙后积水,增强挡墙的稳定性。

整个挡墙的设计是非常复杂的, 美国visual slope岩土软件的加筋挡墙和加筋土坡设计模块就完全可以完成这样复杂的设计,如有需要了解visual slope软件的可以联系金土石科技www.rockandsoil.cn。


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