加筋土挡土墙

第五章加筋土挡土墙

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原理砂性土在自重或外力作用下易产生严重的变形或坍塌。若在土中沿应变方向埋置具有韧性的拉筋材料，则土与拉筋材料产生摩擦，使加筋土犹如具有某种程度的粘聚性，从而改良了土的力学特性。其基本原理存在于拉筋与土之间的相互摩阻联结之中，这些基本原理一般可以归纳为两点予以解释：(1)摩擦加筋原理；(2)准粘聚力原理(或莫尔一库伦理论)。土工合成材料加筋土——机理1）加筋的效果与加筋材料的层数或间距、布置、强度和刚度、筋土界面的摩擦特性等因素有关2）破坏模式①筋土相对滑动②加筋拉断

一、摩擦加筋理论在加筋土结构中，由填土自重和外力产生的土压力作用于墙面板，通过墙面板上的拉筋连接件将此土压力传递给拉筋，企图将拉筋从土中拉出。而拉筋材料又被土压住，于是填土与拉筋之间的摩擦力阻止拉筋被拔出。因此，只要拉筋材料具有足够的强度，并与土产生足够的摩阻力，则加筋的土体就可保持稳定。拉筋与填土之间的摩擦力是如何发挥作用的呢?现从加筋体中取一微分段dl进行分析，如图5—2所示设由土的水平推力在该微分段拉筋中所引起的拉力dT=T1-T2假定拉力沿拉筋长度呈非均匀分布)，垂直作用的土重和外荷载为法向力N，拉筋与土之间的摩擦系数为f*拉筋宽度为b，作用于长dZ的拉筋条上下两面的垂直力为2Nbdl，拉筋与土体之间的摩擦阻力即为2Nf*bdl，如果2Nf“bdl>dT则拉筋与土之间就不会产生相互滑动。这时，拉筋与土之间好像直接相连似地发挥着作用。如果每一层加筋均能满足上式的要求，则整个加筋土结构的内部抗拔稳定性就得到保证。作用机理沿主动破裂面BC将墙体分为主动区和稳定区，下滑土棱体ABC自重产生的水平推力对每一层拉筋形成拉力T，欲将拉筋从土中拔出，而稳定区土体与筋带的摩擦阻力阻止拉筋被拔出。如果每一层拉筋与土体的摩擦阻力均能抵抗相应的土推力，则整个墙体就不会出现BC滑动面，加筋土体的内部稳定就有保证。二、准粘聚力理论加筋土结构可以看作是各向异性的复合材料，通常采用的拉筋，其弹性模量远大于填土。在这种情况下，拉筋与填土的共同作用，包括填土的抗剪力、填土与拉筋的摩擦阻力及拉筋的抗拉力，使得加筋土的强度明显提高，这可从三轴试验中得到验证。加筋土的基本应力状态如图5-4所示，在没有拉筋的土体中，在竖向应力的作用下。土体产生竖向压缩和侧向膨胀变形。随着竖向应力的加大，压缩变形和膨胀变形也随之加大，直到破坏。如果在土体中设置水平方向的拉筋，则在同样的竖向应力作用下，其侧向变形大大减小甚至消失，土工合成材料加筋土——机理Gray在三轴压缩试验中发现:加筋土的抗剪强度包线是双直线的

加筋土的抗剪强度比未加筋土的抗剪强度提高了，这是加筋土的基本思路。加筋提高土的抗剪强度，有两种等价的解释:等效围压原理和准内聚力原理。

如图5—4b)所示。这是由于水平拉筋与土体之间产生摩擦作用，将引起侧向膨胀的拉力传递给拉筋，使土体侧向变形受到约束。拉筋的约束力σR相当于在土体侧向施加一个侧压力σ3，其关系可用莫尔圆表示，如图5—5a)所示。莫尔圆l为土体未破坏时的弹性应力状态；圆Il则是未加拉筋的土体极限应力状态；圆IIl是加筋土体的应力状态，土体中加入高弹性模量的拉筋后，拉筋对土体提供了一个约束阻力σ

R，即水平应力增量△σ3，使得侧向压减小，亦即在相同的轴向变形条件下，加筋土能承受较大的主应差。Ds3=2Dcot(45o-f/2)原理：筋材在拉应变方向，提供拉力，对土体产生压力，从而提高土的抗剪强度加筋土中的土加筋土31c素土3上述分析说明，加筋土体的强度有了增加，应有一条新的抗剪强度线来反映这种关系。这已被试验所证实，如图5—6所示，图中加筋砂与未加筋砂的强度曲线几乎完全平行，说明9值在加筋前后基本不变，加筋砂的力学性能的改善是由于新的复合土体(即加筋砂)具有“粘聚力”的缘故，“粘聚力”不是砂土固有的，而是加筋的结果，所以称为“准粘聚力”。土工合成材料加筋土的应用及研究补充内容加筋土的鸦发展历史建于2蛇000担多年前的总中国长城赛，在许多教地方用柳枝作泛粘土和砾四石的“加汁筋材”。加筋土损的发展程历史陕西半坡辞村的仰韶棋遗址，很蝇多简单房拌屋的墙壁和屋卧顶利用草步泥修筑而成土工合大成材料都加筋土棉——历箭史二十世驱纪70年代后耳期，美萝国等国耗家采用敲土工网俭或土工游织物作两为加筋筒材料，筛进行了包裹式齿加筋挡常土墙的试验研纱究，Mi坦chel乞l和Vi也llet陈首先试验肠包裹式加碍筋挡土墙美国林业享部分别在杀Sisk盖iyou杰(19车74年)尼和奥林匹渗克国家公发园(19钢75年)后修建了包裹式寒加筋挡求土墙在美国联扣邦公路局久的倡导下够，New货Yor雕k,C捎olor披ado等刮洲的公路羊部门于二十世因纪80滨年代修建了岸包裹式秤加筋挡萄土墙，将Te巷nsa死r塑料拉伸土工真格栅引入眨加筋土，原材扎料为聚既乙烯（PE忌）从198练6年，土野工合成材洒料加筋土刃在美国迅茶速普及，跌用于加筋膜挡土墙、葬加筋陡坡举、软基上魔加筋路堤土工合溜成材料抖加筋土拣——历女史我国从血80年丝式代初开辟始将土寇工合成敲材料应类用于加守筋土工秋程，起初殖主要采病用无纺针摸刺土工洪织物和补塑料排圾水带，如京津凝塘高速公屋路二十世寒纪90年牺代中期贵开始，国产舱的土工阁合成材夫料种类热迅速增饰多，相迎继出现了直单向和邪双向塑搅料拉伸嚷土工格哪栅、涤缓纶纤维察经编土眉工格栅厉、玻璃兰纤维经眨编土工组格栅和具土工网螺等，在材舌料种类忆增多的姿同时，倒产品也扫逐渐系师列化，屑加上国叶家加大木基础设拍施的投危资，土绳工合成岗材料加期筋土工的程有了喂大发展暗，取得梯了可喜重的成果匪，但主要用惹于铁路搏、公路键的软基摔处理，土工肤合成材极料加筋土挡越土墙、加换筋土桥台拾、加筋陡侵坡等才刚蜡刚兴起由于我巷国重应胃用，轻现场观测惊、模型试巡寿验和理论四研究，同时应用异领域比较的单一，导皆致目前我国土工合吹成材料蕉加筋土留技术水平与国捐外差距逐渐拉大怨。一、土灾工格栅锁原理将高分感子聚合至物挤出，经强烈拉伸，形成既高强度厉抗拉力院的均匀敞条带，兰将条带督纵横编开织和夹合，以高频婶超声波焊接成网状凉，埋于摘土体，芦亦即给网土体加狼筋，从散而形成割为复合冒土，改窑变土体该的力学宣性能，西有效克服地基热不均匀沉挠降、土体深刺层滑动、侧向位移孟、坍塌、保持土体倦的稳定性萍。二、土膊工格栅鸦种类的旅比较和酿选择a.拉伸沫土工格栅b.玻纤欢类土工格词栅c.其垦它a、单向苗拉伸聚丙湿烯土工格项栅特点：1、抗灾拉强度齿高2、革耐蠕变含性能好掌3、与辰砂石的强磨擦系似数大4渣、化学贝性质稳睡定用途：土木工程肢加固、加肌筋增强，栗用于隔离屡不同的材颤料。工程应用晚：主要应用润于软土地贷基堤坝、丘挡土墙和扫桥台，滑没坡修补、茫高速公路俱路基（路暗面）、港伞口、码头沉机场等软胳基加筋工游程。b、玻璃箱纤维土工甲格栅特点：该均产品具有纵横向流抗拉强须度高、瘦延伸率甘低、耐振高温、哈抗碱性能优等网特性。工程应戏用：应衬用于沥青路亚面、沥粉青混凝壶土路面、水泥院路面。疤施工方对便、造伐价低，棒可以防摸止道路泥反射裂爪纹的产胀生，延焰长道路伯使用寿隔命。亦加可作为寄山坡、投水库、劈燕港湾码框头、水喉渠、江嗽堤的护戴坡、护香底的增远强基材向，是土捎木工程剑的理想坛材料。三、土恒工格栅谅在岩土惜工程中汤应用1、软亮土地基居和路基颤中的应伯用2、边连坡防护陡中的应很用1、土旧工格栅占软土地宫基和路屡基中的闭应用a、软土疯地基加固b、路催堤边坡禾加筋c、加贝筋土挡筛墙a、软土滑地基加固土工格栅重具有较强些的抗拉强蔑度及较好摸的延性，勺它和砂垫栗层共同作鸣用时能将应力均流匀地扩园散到较腔大的面爷积上．防止滑动巧圆弧通过择路堤和地舞基土网孔与臂上下层士土体的泽咬合作检用，形手成一个彻较高强悲度的抗悔剪切层农，从而增加土体略的抗剪强丹度，b、路堤海边坡加筋路堤如果莲将边坡做岸陡，不仅麦能减少填土瓶方量，还骗可节约用研地，是一急举两得叛的好事赖。如果果地基的战承载力朗较高，何堤坝不勿致因坡切度过陡猜而破坏垫，这时尼采用土声工织物嫁加筋陡偏坡即可驼达到此煤目的。c、加醒筋土挡她墙它可以代都替混凝土嗓重力式挡拢墙。其最迫大优点是对地基片的要求亚比重力青式挡墙蚊要低，灯抗震性全较好。b、土蓬工格栅秀三维植撇被土工造网作岸途坡防护植被网秘是一种衬类似于影丝瓜瓤来状的植浓草土工依网垫，豪以加入袭土工格乏栅制成忽。植被护坡邮设计主要控包括：判别采凑用植被艰的必要桐性；确定铺泪设范围臭；草种选拜择Dra妹ina这ge底for朽su傲bsu纳rfa狡ce扩dra击insHigh欲per烂meab桂le,柴non-赴biod军egra摄dabl超eso光ilf薄ilte弱ring简fab倡rics旗and锤hel朋pst龟oma芹inta技int孩hes商oil川stab射ilit第yfo慰rro纹adwa械y,b艰uild扫ings壳and鞋air寇port漂run椅ways棵.Emba在nkme亩nt/酱ero例sion远con奏trol隔离Rai身lro庆ad狂sta油bil重iza肆tio蚊nGeot谊exti丝式ler呈educ旦ema吨inte啊nanc阴ean秧dex蔽tend启the岗rac毫k’s微serv怪ice运life米.Th愧eya旷lso奴prev百ent双the陵loss个of架cost固lyb耗alla似st,偏redu洽cer立ail饮defo结rmat纱ion汗and晌incr忧ease针the裁bal畅last按’sl还oad睛carr的ying水cap史acit写y.2、土拜工格栅货在岸坡件防护中朵的应用a、江河样湖海岸坡疫防护。b、岸痕坡防冲瞎植被。加筋挡土慎墙加筋土清挡土墙仁由填料全、在填肃料中布锄置的拉暑筋以及陷墙面板三附部分组萄成，其川基本结始构如图缎5—1皮所示。加筋土挡漆墙的结构由面板，绩拉筋和填锋土三部分配组成

鍍鋅鋼條AAB砌块砌块组借合式面厕板L形预制航面板装配式面霉板土工格捐栅面板面板土工格栅旁加筋挡土蒙墙土工格栅枯加筋建成惹5～6.差5m高的病加筋挡土润墙加筋土挡赞土墙加筋土挡滔墙Hqr

qsVWqsKaHKaLrsxvP1Pq加筋土帅式挡土墙特点及适规用范围由面板氏，拉筋则和填土米三部分阴组成，受借助于舍拉筋和鞠填土间势的摩擦奇作用，蚀把土的委侧压力辰传给拉粘筋，从倍而稳定廉土体。精既是柔祥性结构冈，可承恭受地基共较大的倦变形；可承受荷块载的冲击孕、振动作召用。施工简专便，外陡形美观屡、占地戒面积少茧，而且赠对地基广的适应眉性强。适用于缺彻乏石料的聋地区和大衡型填方工悠程。加筋土剖挡墙可壶用于增强路述基边坡馒稳定性；用于城市驾立交桥台眯（减小占柏地面积）桌和地基软误弱、石料颈缺乏地区等。墙面系统兰可以采用恢砼面板、着石块、石耍笼或以土仍工格栅回阿包后形成的翻柔性结他构。当土体否中加入漏拉筋（击如土工总格栅等悟）经夯揭实后，拉筋与央土体的氧相互作强用（格臭栅表面星与土的陕摩擦作摧用；格推栅孔眼痒对土的浩咬合锁铅定作用蒙）。这些作扎用是格栅认具有了抵童抗拉拔能岸力，并提叫高了软弱苍地基的承汗载力，阻抗土劈燕体破裂确面的形狮成。目前由于工程征地费用高，后可利用的填土资部源越来越这少，加喜上现有摇路网改道造的迫齐切需要坝，工程疤往往修踪蝶建在陡酷峭的边招坡上，栽并尽可务能地利腹用就近陪的填料婚或弃方讽。采用宰加筋的对陡坡路带堤，有顺效地解散决了这杨些实际矮问题。覆盖岩石凶边坡的土简工格栅加狸筋土挡墙土工格惨栅加筋闲土护坡帜墙土工格栅勉加筋土挡瓣墙局部混您凝土挡万土墙工程实例请之一四川绵广冈高速1J肾合同段双安面加筋土必挡墙采用罪钢塑复合乞