加筋挡土墙设计与施工

1、薇加筋挡土墙设计与施工 提交日期： 2004-04-07浏览: 2158袃 加筋挡土墙设计与施工薄黄春艳 贺世纪薀【摘要】加筋土挡土墙是由填土和填土中布置一定的筋带（或筋网）以及墙面板三部分组成，加筋土是一种复合体结构， 在填料中埋至具有挠性的筋带材料，改良了土的力学特性。加筋土挡土墙与其它挡土墙相比，具有良好的经济效益和推广 价值。蚇挡土墙的使用场合芄挡土墙是支撑路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的构造物。按其结构特点，挡土墙可分为重力式、衡重式、加筋土轻形式以及混凝土半重力式等。而加筋土挡墙适用于石质土、砂性土、黄土地区修建较高的路肩墙。肁加筋土挡墙的特点1963 年发明荿加筋土由

2、填土和填土中布置一定的筋带（或筋网）以及墙面板三部分组成。它是法国工程师亨利·维达尔在 的，主要用于挡土墙一类的建筑物，在欧洲普及后，加拿大、日本、美国等相继引进，现已被世界上许多国家采用。螇加筋土结构能得到迅速发展和应用是由于它具有以下特点：蚅1、组成加筋土的面板和筋带可以预先制作，在现场用机械（或人工）分层填筑。这种装配的方法，施工简捷、快速，并且节省劳力和缩短工期。螃2、加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微变形。肇3、加筋土挡土墙具有一定的柔性，抗振动性强，因此，也是一种很好的抗振结构物。袇4、加筋土挡土墙节约占地，造型美观。加筋土挡土墙的墙面板可以垂直砌筑，可大量减少占地。肅

3、5、加筋土挡土墙造价比较低，加筋土挡土墙与钢筋混凝土挡土墙相比可减少造价的一半，与石砌重力式挡土墙比较，也可节约 20%以上，同时加筋土挡土墙的造随墙高的增加而节省效果愈显著，因此它具有良好的经济效益。膁方案比较膀疏港路改造工程属旧路改建项目，是103 国道京塘公路南段，该公路是连接天津市区与塘沽区及天津滨海新区的主要交通枢纽，也是历史上形成的天津地区主要干线，使该路的交通运输十分繁忙。为了确保行车速度，减少交通事故隐患，分 别增设了高架桥、通道桥、人行天桥等构筑物，其中于庄子道桥 3-13m 的简支梁桥，两侧引道为加筋土挡土墙。袇1、设计加筋土挡土墙施工方案：膂加筋土挡土墙采用矩形 120c

4、m×60cm× 13cm。羃加筋土为高液限粘性土。衿筋带为聚丙烯土土带。羇我项目接到施工图纸后，根据当前施工工期为雨季，如现场地质情况以及施工的难易程度，从工程造价、工程质量几方 面进行分析，经过反复论证，最后与监理工程师一起确定如下方案。蚃2、因挡土墙施工工期正处雨季，而粘土易受水影响，力学性能不稳定，施工难度大，因此我项目建议采用受水影响小， 且稳定性和成型较好的粉煤灰石灰。莁3、为了确保距面板 1.5m 范围内填料的密实度和加筋体的排水功能，在距面板1.5m 范围内填碎石屑，并用木夯击实。蚈 4、为了有效控制面板的平整速度， 在不增加造价的情况下把拉杆由原设计的110

5、cm改为 900cm，改造后的方案施工证明，不仅降低了施工难度、工程成本，而且提高了工程质量。肆施工工艺及方法肄1、加筋土挡土墙施工工艺流程图肃测量放样蚁膆基坑开挖蒅蒀回填碎石 基础检验芆袆立 模 板芃艿莆浇筑挡墙基础及养生 检验混凝土平整度羃螀拆 模 板 预制面板 测定面板平整度羈蒆 蒂第一层面板施工 安装面板肀 蒆螄第二层及以上各层面板施工 摊铺填料袀 蝿顶层型板的施工 压实填料薆膅墙顶填料的平整压实 平整填料 测 定 含 水 量薂薈铺设筋带蚆肀摊铺填料薁螅压实填料蚃筋土挡土墙施工工艺：螂（ 1）由测量人员根据设计，实地放线，确定加筋土挡土墙基础位置。莀（2）开挖基坑，排除地下水，并且做好

6、防水工作。分层回填碎石垫层，充分压实平整，保证足够宽度，监理工程师认可 后方可进行下道工序。袅（ 3）在碎石基础上支模板，浇筑砼基础，充分振捣，防止出现空洞，混凝土基础每15m设置伸缩缝或沉降缝，表面应平整，便于第一层面板的支立，待养生满足要求后，拆除模板。肄（ 4）第一层面板的施工：蒄A、首先清除混凝土基础表面，准确划出面板边缘线，并拉线控制。面板与基础连接处用低强度砂浆调平，面板向内倾斜1/100 1/200 作为填料压实时面板外倾的预留度。腿B、摊铺填料到面板预留拉环，由 8 吨压路机压实，在摊铺筋带前如拉筋带表面不能密贴，则用砂子摊平，保证筋带与填料表面密贴。羅 C、在筋带上摊铺不小于

7、 20cm的填料后进行压实，后分层摊铺压实至面板顶部，方可进行第二层及以上各层的安装，摊 铺，压实，铺带。蒅（ 5）第二层及以上各层的施工羂面板安装羈面板安装要在下一层面板填料完成以后，才能进行。面板安装要挂线施工，保证墙面竖直，安装注意防止边角碰坏和插 销孔及插销变形，禁止发生损坏的面板上墙。为防止相邻面板错位采用木螺栓或斜撑固定。控制相邻面板水平误差不大于 10mm，轴线偏差每 20m不大于 10mm。肅填料的摊铺和压实袆填料在碾压前要进行压实试验，填料时随时检查其含水量，保证其压实度达到要求。卸料作业要距面板1.5m 2.0m，填料时距面板 1.0m以内先不予回填，只填筑 1.0m 范围

8、以外的填料并将其压实，再铺筑筋带前，再回填预留部分，由于人工 压实。填料摊铺要求厚度一致，表面平整，筋带上填料必须大于 20cm ，防止压实机具损坏筋带，更不允许在未铺料的筋 带上行驶。压实采用轻型压实机具，且面板不小于1.0m，压实先由两边开始，方向垂直于筋带向中心逐渐靠拢，禁止急剧改变方向和急刹车。蚄筋带的铺设和连接羁在已经压实并整平的填料上承辐射状水平铺设，避免筋带在拉环上绕成死结并防止筋带的重叠。肅（ 6）、达到设计高程后安装 C型面板，压实整平，修正整个墙顶填料面，为路面基层的铺筑做好准备。肃稳定性验算膁工程概况蝿 1、于庄子通道桥桥台两侧加筋土挡墙，墙高H=5.85m，分坡长度为

9、15m。膅2、路面宽度。蒃 3、荷载标准为汽 -20 级。袃4、墙后填土为粉煤灰 r1=11.47KN/m3 r2=20KN/m3 计算内磨擦角 =25蒈 5、筋带采用聚丙烯土工带，带宽30mm，厚 1.2m，容许拉应力为 22.33MPa。蕿 6、粉煤灰与筋带之间的视磨擦系数f=0.4 ，加筋体与地基之间的磨擦系数 f=0.35 。袄 7、地基为粘土，容许承载力 =450Kpa芁 8、面板采用 120cm× 60cm矩形混凝土面板，板厚为 13cm，混凝土标号为 25 号。薁 Sx=0.3 Sy=0.6虿内部稳定计算：芅应力分析法羃1、筋带受力计算芀计算汽 -20 级重车荷载作用下

10、等代土层厚度 hc。螈由图可知 H=5.65 b=0 a=0蚆(1)B0 的确定汽 -20 级中的重车为 300KN，前后轴距 L' =1.4+4.0=5.4m. 车轮接地长度 a'=0.2m蒁因此，重车的扩散长度 B0 为：聿B0 '=L' +a' +Htg30 °螈=5.4+0.2=5.85tg30螃=5.4+0.2+3.38膃=8.98(m)袈由于加筋土挡墙分段长度 15m>8.98 ，故取 B0= B0' =8.98m袈(2)L0 的确定膄根据加筋土工程设计规范( JTJ015-91 )规定，挡土墙在进行内部稳定性计算时，

11、应首先判断活动区是否进入路面宽 度，根据此情况决定 L0 的限值车辆横向布置如图。蚁由于 0.3H=0.3 × 5.85=1.75袁取 L0=12m羈( 3)等到代土层厚度 hc薅 G莃计算 hc=棗棗 ?/P>蚀B0L0r1肈3×300羆=棗棗棗棗螀 8.98 ×12× 11.47莈=0.73(m)膈3、筋带所受拉力计算膂将等代均布土层 h1 布置在路基全宽上，以 2:1 向下扩散。根据公式：薂TI=Thi+TFi+Tci膇计算的各层筋带所受拉力表：芈筋带所受拉力表（垂直应力均匀分布法）薃加筋层号羀H1蚁(m)蝿KI蒅Bi膃(m)蒀B/B1袈(m

12、)袆R1nF蚁Kpa艿R2hc羈Kpa芇R1hc莃Kpa节 ci肈(Kpa)肅Ti肁1膈 0.6螅 0.5599薃 25.6螀0.977芈0膆20芄8.37芈 0.18薆 1.538蚂2薁 1.2莈0.5428蚃2602莄0.954莀0蒈20肄8.37袂 4.545薇2.163蒅3薄1.8膂 0.5257蚇 26.8袆 0.933肂0羁20螇8.37芇4.402蚀 2.746袇4蒄2.4膁 0.5086葿27.4袇 0.912袅0羃20薁 8.37羇 4.259芅0.18肇3.0蚆 0.4915肃 28聿0.893膇0肇20薁 8.37肂4.115芆0.18芃6袁 3.6莆0.4744薅 28

13、.6羅0.874蚀0蒆 20羆8.37蒃3.972荿 0.18蒆4.232膅4.2蒂0.4573薆 29.2薄 0.856薂0膀20蚆8.37羄 3.829莄0.18罿4.656螂 0.437羂29.8肀0.839螆0蒄 20螁8.37腿3.659膇0.18羂 4.989薀9艿5.4芄0.4231蚄 30.4艿0.822荿0蚅 20膂8.37莂3.543葿0.18肆 5.355袄内部稳定计算膁筋带断面计算蒇根据公式： Ai=计算并芁 i衿列于下表虿筋带断面计算表（垂直应力均匀分布法）薃加筋层号羃拉力 Ti蚈(KN)虿断面面积 Ai羄(mm2)蒁总宽度 bi蚁(mm)蝿加筋层号蒅拉力 Ti膃断面

14、面积 Ai蒀(mm2)袈总宽度袆bi蚁(mm)艿1羈1.583芇 68.90莃68.1肈4.232莄189.5肅 189.5肁2膈2.163螅 96.9薃 96.9螀7芈 4.656膆 208.5芈2.746薆 123蚂123薁8莈4.989蚃223.4莄223.4莀4蒈3.287肄147.2腿9薇 5.355蒅 239.8薄239.8膂5蚇 3.785袆169.5肂 169.5羁2) 筋带长度验算螇根据初步拟定的筋带长度，芇si螄按公式 Kf= 棗 验算的各层的抗拔蚀 TI袇稳定系数列于下表：蒄抗拔稳定系数（垂直应力均匀分布法）膁筋带层号葿hI袇(m)袅Ti羃(KN)薁Li羇(m)芅Loi肇

15、(m)肆Lei螃(m)莂bI衿(m)螅r1hi袂(KPa)螃r2hF芇(KPa)袈Kf羀0.6罿1.538薇4.00肂1.47莁 2.53螁 0.0681莆6.882膂0螂0.62腿2膅1.2膃 1.302袀 2.698膈 0.0969莂13.764艿0莈1.33羆3莂1.8蚀 2.746肀4.00螆 2.866肁0.123蒈 20.646螈0袆2.12蒂4芀2.4蒇 3.287羅4.00袃0.966蚈3.034肅27.528羀0莀 2.99肅5肅3.0莁 3.785袈4.00肈0.798膅3.202螂 0.1695芅3.74膂6肇3.6蚅 4.232莅4.00荿 0.63蝿 3.37莄0.1

16、895蒅41.292膇4.98蒇7薅 4.2膁 4.656衿4.00膆 0.462蚄 3.538薂 0.2085莇48.174羅0蚄6.11聿4.8羈4.989螄 4.00肀0.294螁 3.696螇0.2234袄54.72蒁0芈7.17薆9羄 5.4羀 4.00芄0.126肄3.874节0.2398蒈61.938莇0膄8.55葿由上表可知除第 1、2层筋带抗拔稳定系数 Kf=0.62 <Kf膀Kf=1.33 <Kf (=0.2) 外，其余各层的 Kf 均大于 2.0 ，为此，采用 Kf=2.0 仅求第 1、 2层筋带所需总宽度 b1、b2肆Ti Kf膄 b1= 棗棗棗袀2r1hi

17、zxLei薈 1.538 ×0.62袅=棗棗棗棗 ?/P>芃2× 6.882 ×0.4 ×2.53芁=0.119莀T2 Kf袈 b2= 棗棗棗莃2r1hifxLei蚂2.163螈=棗棗棗棗棗蚇2×13.764 ×0.4 × 2.698肃设计采用值蒀聚丙烯土工带的用量应以偶数的根据数表示，因此，需将计算筋带数量进行适当调整，从而确定设计采用量，根据采用的筋带数量计算抗拉强度安全系数 Ks 和抗拔稳定系数 Kf 值，结果列表 1-5蒆薃序号膀筋带计算宽度羇（ m）羀筋带数量荿筋带总宽度 bI芆(m)莅采用的 Ks羃AI葿K

18、s=蚇 Ti × 10袃采用的螂Kf蕿计算数量膈（ m）薅采用数量薁（ 根 ）蚈1蕿0.172螈0.18蚆 1.35螅2.02莃2螈0.14肇4.6蒇4肂0.12袈1.16袁0.123羈4.1衿4蚆0.12袃1.29肈2.06羅4肄0.147蚂4.9膈4蒁2.43蒂5螇0.169芄 5.6蒄6薁0.18膈1.40羆4.19芃6蒄6羂0.18螁1.19螆4.73膆7螁0.209袁 6.9膇6薃 0.18袄1.21芅0.223薂7.4羁8羈0.24螃1.21莁 7.78肁9肅 0.239蒅7.9蒆1.23羃8.60膃外部稳定计算芀滑移稳定性袇等代土层 hc 布置于墙体后缘起的路基范围内，

19、由图可知，作用于墙体的土压力是E蚅tg =-tg2 ± (ctg +tg2 )tg2 羂=-tg50 ± (ctg25+tg50)tg50莀=-1.19 ± 10.2芈=0.993肃 =44.79蚁cos( + )蒀 Ka=棗棗棗棗 tg 虿 Sin( +2 )袅cos(44.79+25)螄=棗棗棗梩 g44.79薀sin(44.79+50)袆=0.344薇E=1/2rH(H+2hc)Ka蒃=1/2 ×11.47 ×5.85(5.85+2 × 0.73) ×0.366薀=89.76(KN)芇 Ex=89.76 ×c

20、os25=81.35(KN)羄Ey=89.76 ×sin25=37.93(KN)芁墙体填土重力蚀W1=4.00× 58511.47=268.4(KN)蚇 W2=20×4.4 × 11.47=101Kg(KN)蚆 T=Ex=81.35(KN)肀 N=268.4+101+37.93=407.33(KN)螀f N 0.35 ×407.33肈 Kc= 棗?= 棗棗棗棗 =1.75 > 1.3膄 T 81.35肃（ 二）倾覆稳定性袀 1、求各力对墙 0 点的力矩膅M1=W×1 2W1=268.4× 20=536.8(KN.m)袆 M2=W×2 2W2=101×× 5.0=505(KN.m)袂MEy=Ey×2WEy=37.93×6=