加筋土挡土墙施工技术

加筋土挡土墙施工技术

第一章概述第二节加筋土的基本原理第三节加筋体材料与结构设计第一节概述加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一种支挡结构物。加筋土是一种在土中加入拉筋的复合土，它利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程性能，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。在公路工程中，常见的加筋土挡土墙形式有下列几种：

(1)单面式加筋土挡土墙；

(2)双面式加筋土挡土墙，双面式中又分为分离式、交错式以及对拉式加筋土挡土墙；

(3)台阶式加筋土挡土墙；

(4)无面板加筋墙。按拉筋的形式可分为条带式加筋土挡土墙，即拉筋为条带式，每一层布满铺拉筋；席垫式土工合成材料加筋挡土墙，即每一层连续满铺土工格网或土工席垫拉筋。目前，我国主要采用条带式有面板的加筋土挡土墙。(1)组成加筋土的墙面板和拉筋可以预先制作，在现场用机械(或人工)分层填筑。这种装配式的方法，施工简便、快速，并且节省劳力和缩短工期。

(2)加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形。在软弱地基上修筑时，由于拉筋在填筑过程中逐层埋设，所以，因填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其它结构物小，地基的处理也较简便。

(3)加筋土挡土墙具有一定的柔性，抗振动性强，因此，它也是一种很好的抗振结构物。

(4)加筋土挡土墙节约占地，造型美观。由于墙面板可以垂直砌筑，可大量减少占地。挡土墙的总体布设和墙面板的形式图案可根据周围环境特点和需要进行设计。

(5)加筋土挡土墙造价比较低。与钢筋混凝土挡土墙相比，可减少造价一半左右；与石砌重力式挡土墙比较，也可节约20％以上。而且，加筋土挡土墙造价的节省随墙高的增加而愈加显著，因此它具有良好的经济效益。加筋土的特点加筋体材料与结构设计

一、加筋体横断面矩形倒梯形正梯形加筋土挡土墙的构造(一)加筋体加筋体墙面的平面线形可采用直线、折线和曲线。相邻墙面的内夹角不宜小于70°。加筋体的横断面形式—船应采用矩形。

(二)基础加筋体墙面下部应设置宽度不小于0.3m．厚度不小于0.2m的混凝土基础，但属下列情况之一者可不设：

1．面板筑于石砌圬工或混凝土之上；2．地基为基岩。

(三)排水设施对可能危害加筋体的地面水和地下水，应采取适当的排水或防水措施。（四）沉降伸缩缝加筋土挡土墙应根据地形、地质、墙高等条件设置沉降缝，沉降缝间距：土质地基为10~30m，岩石地基可适当增大。沉降缝、伸缩缝宽度一放为1~2cm，可采用沥青板、软木板或沥青麻絮等填塞。二填料

1、填料是加筋土工程的主体材料，对填料的一般要求如下：2、易压实；能与拉筋产生足够的摩擦力；满足化学和电化学标准；水稳定性好。3、有一定级配的砾类土、砂类土，与拉筋之间的摩擦力大，是透水性能好，应优先选用；碎石土、结土、中低液限粘质土和稳定土也可采用；腐质土、冻结土等影响拉筋和面板使用寿命的应禁止采用。4、填料的设计参数包括容重r、计算内摩擦角Ψ和摩擦系数f等，应由试验或当地经验数据确定。三拉筋

1、拉筋的主要作用是与填料产生摩擦力，并承受结构内部的拉力。因此，拉筋必须具有以下特性；具有较高的强度，受力后变形小；较好的柔性与韧性：表面粗糙，能与填料产生足够的摩擦力；抗腐蚀性和耐久性好；加工、接长和与面板的连接简单。2、筋带可以分为钢带、钢筋混凝土带和聚丙烯土工带、钢塑复合带等。高速公路和一级公路上的加筋土工程应采用钢带或钢筋混凝土带。四墙面板

面板的主要作用是防止端部土体从拉筋间挤出。1．一般规定(1)面板设计应满足坚固、美观、运输方便和易于安装等要求。(2)面板一般采用混凝土顶制件，其强度等级不应低于C18，厚度不应小于8cm。(3)面板上的筋带结点，可采用预埋钢拉环、钢板锚头或顶留穿筋孔等形式。钢拉环应采用直径不小于10mm的I级钢筋；钢板锚头应采用厚度不小于3mm的钢板。露于混凝土外部的钢拉环、钢板锚头应做防锈处理，聚丙烯土工带与钢拉环的接触面应做隔离处理。(4)面板四周应设企口和相互连接的装置。失稳的立交桥加筋土挡土墙加筋土的基本本原理砂性土在自重重或外力作用用下易产生严严重的变形或或坍塌。若在在土中沿应变变方向埋置具具有韧性的拉拉筋材料，则则土与拉筋材材料产生摩擦擦，使加筋土犹如具具有某种程度度的粘聚性，从而改良了了土的力学特特性。其基本原理存存在于拉筋与与土之间的相相互摩阻联结结之中，这些些基本原理一一般可以归纳纳为两点予以以解释：(1)摩擦加筋原理理；(2)准粘聚力原理理(或莫尔一库伦伦理论)。土工合成材料料加筋土——机理1）加筋的效果果与加筋材料的的层数或间距距、布置、强强度和刚度、、筋土界面的的摩擦特性等因素素有关2）破坏模式①筋土相对对滑动②加加筋拉断一、摩擦加筋筋理论在加筋土结构构中，由填土土自重和外力力产生的土压压力作用于墙墙面板，通过过墙面板上的的拉筋连接件件将此土压力力传递给拉筋筋，企图将拉拉筋从土中拉拉出。而拉筋筋材料又被土土压住，于是是填土与拉筋筋之间的摩擦擦力阻止拉筋筋被拔出。因因此，只要拉拉筋材料具有有足够的强度度，并与土产产生足够的摩摩阻力，则加加筋的土体就就可保持稳定定。拉筋与填土之之间的摩擦力力是如何发挥挥作用的呢?现从加筋体中中取一微分段段dl进行分析，如如图5—2所示设由土的水平平推力在该微微分段拉筋中所引起的拉拉力dT=T1-T2假定拉力沿拉筋长度度呈非均匀分分布)，垂直作用的土重和外荷荷载为法向力力N，拉筋与土之间的摩擦系系数为f*拉筋宽度为b，作用于长dZ的拉筋条上下下两面的垂直直力为2Nbdl，拉筋与土体体之间的摩擦擦阻力即为2Nf*bdl，如果2Nf“bdl>dT则拉筋与土土之间就不不会产生相相互滑动。。这时，拉拉筋与土之之间好像直直接相连似似地发挥着着作用。如果每一层层加筋均能能满足上式式的要求，，则整个加加筋土结构构的内部抗抗拔稳定性性就得到保保证。作用机理沿主动破裂裂面BC将墙体分为为主动区和和稳定区，，下滑土棱棱体ABC自重产生的的水平推力力对每一层层拉筋形成成拉力T，欲将拉筋筋从土中拔拔出，而稳稳定区土体体与筋带的的摩擦阻力力阻止拉筋筋被拔出。。如果每一层层拉筋与土土体的摩擦擦阻力均能能抵抗相应应的土推力力，则整个个墙体就不不会出现BC滑动面，加加筋土体的的内部稳定定就有保证证。二、准粘聚聚力理论加筋土结构构可以看作作是各向异异性的复合合材料，通通常采用的的拉筋，其其弹性模量量远大于填填土。在这这种情况下下，拉筋与与填土的共共同作用，，包括填土土的抗剪力力、填土与与拉筋的摩摩擦阻力及及拉筋的抗抗拉力，使使得加筋土土的强度明明显提高，，这可从三三轴试验中中得到验证证。加筋土的基基本应力状状态如图5-4所示，在没没有拉筋的的土体中，，在竖向应应力的作用用下。土体体产生竖向向压缩和侧侧向膨胀变变形。随着着竖向应力力的加大，，压缩变形形和膨胀变变形也随之之加大，直直到破坏。。如果在土土体中设置置水平方向向的拉筋，，则在同样样的竖向应应力作用下下，其侧向向变形大大大减小甚至至消失，土工合成材材料加筋土土——机理Gray在三轴压缩缩试验中发发现:加筋土的抗抗剪强度包包线是双直直线的加筋土的抗抗剪强度比比未加筋土土的抗剪强强度提高了了，这是加加筋土的基基本思路。。加筋提高土土的抗剪强强度，有两两种等价的的解释:等效围压原原理和准内内聚力原理理。如图5—4b)所示。这是是由于水平平拉筋与土土体之间产产生摩擦作作用，将引引起侧向膨膨胀的拉力力传递给拉拉筋，使土土体侧向变变形受到约约束。拉筋筋的约束力力σR相当于在土土体侧向施施加一个侧侧压力σ3，其关系可可用莫尔圆圆表示，如如图5—5a)所示。莫尔圆l为土体未破破坏时的弹弹性应力状状态；圆Il则是未加拉拉筋的土体体极限应力力状态；圆圆IIl是加筋土体体的应力状状态，土体体中加入高高弹性模量量的拉筋后后，拉筋对对土体提供供了一个约约束阻力σR，即水平应应力增量△△σ3，使得侧向向压减小，，亦即在相相同的轴向向变形条件件下，加筋筋土能承受受较大的主主应差。Ds3=2Dcot(45o-f/2)原理：筋材在拉应应变方向，，提供拉力力，对土体体产生压力力，从而提提高土的抗抗剪强度加筋土中的土加筋土31c素土3上述分析说说明，加筋筋土体的强强度有了增增加，应有有一条新的的抗剪强度度线来反映映这种关系系。这已被被试验所证证实，如图图5—6所示，图中中加筋砂与与未加筋砂砂的强度曲曲线几乎完完全平行，，说明9值在加筋前前后基本不不变，加筋筋砂的力学学性能的改改善是由于于新的复合合土体(即加筋砂)具有“粘聚聚力”的缘缘故，“粘粘聚力”不不是砂土固固有的，而而是加筋的的结果，所所以称为““准粘聚力力”。土工合成材材料加筋土土的应用及及研究补充内容加筋土的发发展历史建于2000多年前的中中国长城，，在许多地地方用柳枝作粘粘土和砾石石的“加筋材”。加筋土的发发展历史陕西半坡村村的仰韶遗遗址，很多多简单房屋屋的墙壁和屋顶顶利用草泥泥修筑而成土工合成材材料加筋土土——历史二十世纪70年代后期，，美国等国国家采用土土工网或土土工织物作作为加筋材材料，进行行了包裹式加筋筋挡土墙的试验研究究，Michell和Villet首先试验包包裹式加筋筋挡土墙美国林业部部分别在Siskiyou(1974年)和奥林匹克克国家公园园(1975年)修建了包裹式加筋筋挡土墙在美国联邦邦公路局的的倡导下，，NewYork,Colorado等洲的公路路部门于二十世纪80年代修建了包裹裹式加筋挡挡土墙，将Tensar塑料拉伸土工格格栅引入加加筋土，原材料为为聚乙烯（PE）从1986年，土工合合成材料加加筋土在美美国迅速普普及，用于于加筋挡土土墙、加筋筋陡坡、软软基上加筋筋路堤土工合成材材料加筋土土——历史我国从80年代初开始始将土工合合成材料应应用于加筋筋土工程，起初主要要采用无纺针刺土土工织物和和塑料排水水带，如京津塘塘高速公路路二十世纪90年代中期开开始，国产的土土工合成材材料种类迅迅速增多，，相继出现了单向向和双向塑塑料拉伸土土工格栅、、涤纶纤维维经编土工工格栅、玻玻璃纤维经经编土工格格栅和土工工网等，在材料种种类增多的的同时，产产品也逐渐渐系列化，，加上国家家加大基础础设施的投投资，土工工合成材料料加筋土工工程有了大大发展，取取得了可喜喜的成果，，但主要用于铁铁路、公路路的软基处处理，土工合成成材料加筋土挡土土墙、加筋筋土桥台、、加筋陡坡坡等才刚刚刚兴起由于我国重重应用，轻轻现场观测、、模型试验验和理论研研究，同时应用领领域比较单单一，导致致目前我国土工合成材材料加筋土土技术水平与国外外差距逐渐拉大。。一、土工格格栅原理将高分子聚聚合物挤出，经强烈拉伸，形成高强强度抗拉力力的均匀条条带，将条条带纵横编编织和夹合，以高频超超声波焊接成网状，埋埋于土体，，亦即给土土体加筋，，从而形成成为复合土土，改变土土体的力学学性能，有有效克服地基不不均匀沉降降、土体深层滑滑动、侧向位移、、坍塌、保持土体的的稳定性。。二、土工格格栅种类的的比较和选选择a.拉伸土工格格栅b.玻纤类土工工格栅c.其它a、单向拉伸伸聚丙烯土土工格栅特点：1、抗拉强度度高2、耐蠕变性性能好3、与砂石的的磨擦系数数大4、化学性质质稳定用途：土木工程加加固、加筋筋增强，用用于隔离不不同的材料料。工程应用：：主要应用于于软土地基基堤坝、挡挡土墙和桥桥台，滑坡坡修补、高高速公路路路基（路面面）、港口口、码头机机场等软基基加筋工程程。b、玻璃纤维维土工格栅栅特点：该产产品具有纵横向抗拉拉强度高、、延伸率低低、耐高温温、抗碱性性能优等特性性。工程应用：：应用于沥青路面、、沥青混凝凝土路面、水泥路面面。施工方方便、造价价低，可以以防止道路路反射裂纹纹的产生，，延长道路路使用寿命命。亦可作作为山坡、、水库、港港湾码头、、水渠、江江堤的护坡坡、护底的的增强基材材，是土木木工程的理理想材料。。三、土工格格栅在岩土土工程中应应用1、软土地基基和路基中中的应用2、边坡防护护中的应用用1、土工格栅栅软土地基基和路基中中的应用a、软土地基基加固b、路堤边坡坡加筋c、加筋土挡挡墙a、软土地基基加固土工格栅具具有较强的的抗拉强度度及较好的的延性，它它和砂垫层层共同作用用时能将应力均匀地地扩散到较较大的面积积上．防止滑动圆圆弧通过路路堤和地基基土网孔与上下下层土体的的咬合作用用，形成一一个较高强强度的抗剪剪切层，从从而增加土体的的抗剪强度度，b、路堤边坡坡加筋路堤如果将将边坡做陡陡，不仅能能减少填土方方量，还可可节约用地地，是一举两两得的好事事。如果地地基的承载载力较高，，堤坝不致致因坡度过过陡而破坏坏，这时采采用土工织织物加筋陡陡坡即可达达到此目的的。c、加筋土挡挡墙它可以代替替混凝土重重力式挡墙墙。其最大大优点是对地基的要要求比重力力式挡墙要要低，抗震震性较好。b、土工格栅栅三维植被被土工网作作岸坡防护护植被网是一一种类似于于丝瓜瓤状状的植草土土工网垫，，以加入土土工格栅制制成。植被护坡设设计主要包包括：判别采用植植被的必要要性；确定铺设范范围；草种选择DrainageforsubsurfacedrainsHighpermeable,non-biodegradablesoilfilteringfabricsandhelpstomaintainthesoilstabilityforroadway,buildingsandairportrunways.Embankment/erosioncontrol隔离RailroadstabilizationGeotextilereducemaintenanceandextendtherack’sservicelife.Theyalsopreventthelossofcostlyballast,reduceraildeformationandincreasetheballast’’sloadcarryingcapacity.2、土工格栅栅在岸坡防防护中的应应用a、江河湖海海岸坡防护护。b、岸坡防冲冲植被。加筋挡土墙墙加筋土挡土土墙由填料料、在填料料中布置的的拉筋以及及墙面板三部分分组成，其其基本结构构如图5—1所示。加筋土挡墙墙的结构由面板，拉拉筋和填土土三部分组组成

鍍鋅鋼條AAB砌块砌块组合式式面板L形预制面板板装配式面板板土工格栅面板面板土工格栅加加筋挡土墙墙土工格栅加加筋建成5～6.5m高的加筋挡挡土墙加筋土挡土土墙加筋土挡墙墙Hqr

qsVWqsKaHKaLrsxvP1Pq加筋土式挡土墙特点及适用用范围由面板，拉拉筋和填土土三部分组组成，借助助于拉筋和和填土间的的摩擦作用用，把土的的侧压力传传给拉筋，，从而稳定定土体。既既是柔性结结构，可承承受地基较较大的变形形；可承受荷载载的冲击、、振动作用用。施工简便，，外形美观观、占地面面积少，而而且对地基基的适应性性强。适用于缺乏乏石料的地地区和大型型填方工程程。加筋土挡墙墙可用于增强路基边边坡稳定性性；用于城市立立交桥台（（减小占地地面积）和和地基软弱弱、石料缺缺乏地区等。墙面系统可可以采用砼砼面板、石石块、石笼笼或以土工工格栅回包包后形成的柔性性结构。当土体中加加入拉筋（（如土工格格栅等）经经夯实后，，拉筋与土体体的相互作作用（格栅栅表面与土土的摩擦作作用；格栅栅孔眼对土土的咬合锁锁定作用））。这些作用用是格栅具具有了抵抗抗拉拔能力力，并提高高了软弱地地基的承载载力，阻抗土体破破裂面的形形成。目前由于工程征地费用高，可可利用的填土资源越来越少，，加上现有有路网改造造的迫切需需要，工程程往往修建建在陡峭的的边坡上，，并尽可能能地利用就就近的填料料或弃方。。采用加筋筋的陡坡路路堤，有效效地解决了了这些实际际问题。覆盖岩石边边坡的土工工格栅加筋筋土挡墙土工格栅加加筋土护坡坡墙土工格栅加加筋土挡墙墙局部混凝土土挡土墙工程实例之之一四川绵广高高速1J合同段双面面加筋土挡挡墙采用钢钢塑复合拉拉筋带。工工程造价比比原设计方方案节约35％。工程程实实例例之之二二贵州州水水柏柏铁铁路路柏柏果果站站使使用用土土工工格格栅栅加加筋筋桥桥台台减小小了了填填土土对对桥桥台台面面板板的的水水平平推推力力，，防防止止因因面面板板破破坏坏或或者者位位移移，，影影响响桥桥梁梁的的稳稳定定·能够够有有效效防防止止由由于于填填料料的的不不均均匀匀