堅基自嵌式擋墻可行性報告和計算說明書

1、堅基新型自嵌式擋墻可行性報告和設(shè)計計算書廣州市堅基環(huán)保數(shù)碼彩磚有限公司2011年9月序言本報告和計算說明書由中國建筑砌塊協(xié)會、華南理工大學(xué)土木與 交通學(xué)院、廣州市白云設(shè)計院指導(dǎo)編寫，堅基數(shù)碼環(huán)保彩磚有限公司 參考美國混凝土砌塊協(xié)會編寫的design manual for segmental retaining walls并嚴(yán)格按照該規(guī)范編寫，旨在為土工合成加筋土模塊 式擋墻提供設(shè)計準(zhǔn)則，該技術(shù)在國內(nèi)領(lǐng)域尚未有權(quán)威的指導(dǎo)，本設(shè)計 規(guī)范為建造穩(wěn)定安全、低成本的自嵌式加筋擋墻提供了必要的設(shè)計準(zhǔn) 則和工程程序。設(shè)計手冊中詳盡的介紹和計算方法使模塊式自嵌擋墻 建筑系統(tǒng)中相應(yīng)產(chǎn)品的生廠商、供應(yīng)商、設(shè)計院、

2、施工單位在制定規(guī) 格和設(shè)計圖紙以及施工時有共同的理論基礎(chǔ)。然則由于時間和編寫者 水平有限，書中難免岀現(xiàn)疏漏和錯誤之處，望讀者及時指正。編者公司名稱：廣州市堅基環(huán)保數(shù)碼彩磚有限公司公司地址：廣州市白云大道北永平街東平西隆公司郵箱：lwzll53 業(yè)務(wù)聯(lián)系人（李生）堅基新型自嵌式擋墻可行性報告和設(shè)計計算書目錄一介紹和可行性報告1. 擋土墻背景介紹和新型擋墻的概述42 加筋自嵌式擋墻工程的特點43 加筋自嵌式扌當(dāng)墻的受力機(jī)理及工作原理54.自嵌式擋墻特殊或突發(fā)狀況時的工作穩(wěn)定性85 實用新型自嵌式擋墻磚的介紹9二.自嵌式擋墻計算說明書1 基木資料132. 外部穩(wěn)定性分析計算

3、15（1）抗滑穩(wěn)定性驗算16（2）抗傾覆穩(wěn)定性驗算17（3）地基承載力驗算及計算極限地基承載力183. 內(nèi)部穩(wěn)定性分析計算19（1）要求最少的鋼筋層數(shù)19（2）土工格柵鋼筋承載力驗算20（3）分析鋼筋的撥拉阻力21（4）分析加筋網(wǎng)片內(nèi)部滑移23（5）混凝土壘塊與土工格柵之間的連接強(qiáng)度26（6）分析每層土工格柵高層的膨脹力阻力27三新型自嵌式擋墻造價1 傳統(tǒng)砂漿砌筑擋墻與新型自嵌式擋墻造價對比29新型自嵌式擋墻結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)勢1 新型自嵌式擋墻結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)勢31五新型自嵌式擋墻施工流程1 新型自嵌式擋墻施工流程322. 擋土墻抗沖刷實驗報告38六.堅基自嵌式擋土墻專家評審會專家意見1. 堅基自嵌式

4、擋土墻專家評審會專家意見412堅基自嵌式擋墻專家評審會專家簽名表42自嵌式擋墻介紹及可行性報告151擋土墻的背景介紹和新型擋墻的概述: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(wěn)的構(gòu)造物。近十余年來，新式柔性結(jié)構(gòu)擋土體系廣泛用于園林景觀、高速公路、立 交橋和護(hù)坡、小區(qū)水岸等，比傳統(tǒng)的混凝土和砂漿砌塊片石擋墻更容易施工, 并且美觀、耐久。按照結(jié)構(gòu)形式，擋土墻分為：重力式擋土墻、錨定式擋土墻、薄壁式擋土墻、加筋土擋土墻等。按照墻體材料，擋土墻分為：石砌擋土墻、混凝土擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻、鋼板擋土墻等。傳統(tǒng)模塊式描墻是指擋土僅通過自身重量和擋墻模塊單元的粘結(jié)來抵御外 部不穩(wěn)定力的結(jié)構(gòu)

5、。加筋土擋墻是指多層土工合成鋼筋材料通過大量加筋土加固成模塊式擋墻 的模塊，由單元組合而成。自嵌式擋墻在河流水利工程中的應(yīng)用，在結(jié)構(gòu)上來講，屬于加筋土擋土墻, 按照材料分類，屬于混凝土擋土墻。總的來說，壘塊是由混凝土材料建造的， 土工格柵鋼筋網(wǎng)分擔(dān)應(yīng)力，配合錨固棒，令自嵌式擋墻整體十分穩(wěn)定。2. 加筋自嵌式擋墻工程的特點：1. 可以做成很高的垂直填土，從而減少占地面積，這對不易于開挖的地區(qū)、 城市道路以及土地珍貴地區(qū)而言，有著很大的經(jīng)濟(jì)效益。2. 面板、筋帶可以在工廠中定形制造、加工，在現(xiàn)場可以用機(jī)械分層施工。這種裝配式施工方法簡便快速，并何節(jié)省勞動力和縮短工期。3. 加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠

6、適應(yīng)地基較大的變形，因而可用于較軟的地 基上，因而加筋土擋墻對地基強(qiáng)度不作特別的要求。同時，由于加筋土結(jié)構(gòu)所 特有的柔性能夠很好地吸收地震的能量，故其抗震性好。4. 造價低廉，節(jié)省勞動力。加筋土的基本原理是借助于拉筋與填土間的摩 擦力來提高填土的抗剪強(qiáng)度，從而保證土體平衡。施工中擋墻自定位，自卡鎖, 可降低工程造價和施工難度，節(jié)省勞動力，縮短工期，便于維修并可重復(fù)利用。3. 加筋自嵌式擋墻的受力機(jī)理及工作原理:無須砂漿粘結(jié)而逐層碼放在碎石骨料墊層上的新型自嵌式擋土塊擋墻及護(hù) 坡這樣的特有的施工方法使得墻體或護(hù)坡成為柔性的重力式結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)較 大的整體沉降和一定程度的不均勻沉降（一般允許1%）

7、 o在受到地震荷載或其 它動力荷載的作用時，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、力學(xué)性能卓越。加筋土體工作時，土和拉筋一起承受外部和內(nèi)部的荷載，由于土與拉筋之 間的摩擦作用，將土中的應(yīng)力傳遞給拉筋，而拉筋所產(chǎn)生的拉應(yīng)力抵抗了土體 的水平位移，就好像在土體中增加了一個內(nèi)聚力，從而改進(jìn)了土體的力學(xué)特性。 因此，土與拉筋間的摩擦作用是加筋土體能否穩(wěn)定的一個重要因索。加筋土擋 土墻的受力機(jī)理比較復(fù)雜，工作原理是拉筋與填土（通常是顆粒材料）之間的 摩擦作用，可以解釋如下：加筋土看作是由拉筋和土組成的一種復(fù)合材料。三 軸試驗表明，對干燥的砂土試樣施加豎向壓力，試樣會產(chǎn)生側(cè)向膨脹；如果土 中水平放置不易延伸的拉筋后，由于筋土的摩擦作

8、用，使拉筋受到拉力，而給 予土料的側(cè)向位移以約朿力，這就好比在試樣上又施加一個側(cè)向壓力。當(dāng)豎向 壓力增加時，側(cè)向約束力隨之增大，宜到土與拉筋之間出現(xiàn)滑移或拉筋斷裂， 試樣才破壞。因而，加筋土的強(qiáng)度相應(yīng)獲得提高。為使側(cè)向約束力較大，一方面要設(shè)法增加土粒和拉筋接觸面上的摩擦力， 也就是采用料徑較大的填料和表面粗糙的扁形拉筋；另一方面，應(yīng)使用延展性 較差的材料做拉筋；材料的延展性過大，拉筋將隨土料側(cè)向位移一起變形，而 起不到側(cè)向約束使用，就不能提高土的強(qiáng)度。拉筋一般應(yīng)水平布設(shè)并垂直于墻 面。拉筋在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)必須有足夠的長度，以防止拉筋被拔出。河流中的自嵌式擋墻把土工格柵分層鋪設(shè)在地基和回填土中，使土工

9、格柵 和土體共同承受內(nèi)、外荷載的作用。利用土工格柵配合錨固棒的作用，土工格 柵與土體接觸面的摩擦作用，使回填土中的水平應(yīng)力經(jīng)土工格柵網(wǎng)層擴(kuò)散，轉(zhuǎn) 化為土工格柵與土界面的剪應(yīng)力，從而降低軟地基受力，固結(jié)土體，防止自嵌 式擋墻塌陷。自嵌式擋墻形成的復(fù)合土體屮，加筋使地基土增加了粘聚力，增 加了土體的內(nèi)摩擦角，從而增強(qiáng)了軟地基的承載能力。自嵌式擋墻墻體重量輕, 對地基承載力要求低，回填土部分可采用空心結(jié)構(gòu)，大大減少了樁基和地基的 處理費用。靜水壓力對擋土墻及護(hù)坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要的影響，-般的剛性結(jié)構(gòu)擋土 墻僅靠墻趾濾水骨料或排水管排水，為抵抗較大的水壓力而不得不加強(qiáng)結(jié)構(gòu)自 身穩(wěn)定性，缺乏合理性。新型

10、自嵌式擋土墻采用墻面和墻趾同時排水的方案， 由于采用墻面與墻趾同時排水的排水結(jié)構(gòu)，水壓力被減小，墻體的整體穩(wěn)定性 得到了保證?；炷僚鼒D例壓實粒狀出土述爪壓實粒狀填土;土區(qū)標(biāo)*普氏擊實95、增后掩水區(qū)忍小吏度為30cm 援供側(cè)向if水乞帑相關(guān)it試規(guī)范小ai度為20cm的溝狀坍土下圖為一典型的自嵌式擋墻綜合性能示意圖:自嵌式擋土塊綜合性能示意圖大孔里加入級配碎石增強(qiáng)抗剪強(qiáng)度小孔里插入塑膠棒可以固定格柵.以防回填土壓實 振動拉岀土工格柵，并增加抗剪強(qiáng)度提高防止撞性 能加抗剪強(qiáng)度提高防止撞性能腎形孔加入級配碎石可以多點增加 琉剪強(qiáng)度.在安裝非直線時.在下 面小孔對應(yīng)的腎形孔插入塑膠棒可 以增強(qiáng)穩(wěn)定

11、性當(dāng)墻體蠻曲到一定時腎形 孔可以外露.目的是水流經(jīng) 過時加大糙率專門的后緣引導(dǎo)塊體 準(zhǔn)備安裝就位井形成 一致的12傾斜角度聽餐勰鬻襯形成各種風(fēng)格下圖為口嵌式擋墻典型截面:典型截面4. 自嵌式擋墻特殊或突發(fā)狀況時的工作穩(wěn)定性及解決方案:軟地基施工：新型口嵌式擋墻把土工格柵分層鋪設(shè)在軟地基和回填土中， 用土工格柵和冋填土的摩擦作用，使回填土和混凝土壘塊z間的垂直和水平應(yīng) 力經(jīng)過土工格柵層水平擴(kuò)散，轉(zhuǎn)化為土工格柵與回填土的剪應(yīng)力，從而降低了 軟地基受力，起到防止自嵌式擋墻塌陷、沉降。擋墻加筋增加了地基土的粘聚 力，同時增加了土體的內(nèi)摩擦角，從而增強(qiáng)了軟地基的承載能力，因此新型自 嵌式擋墻完全可以在濕

12、軟地基上施工建造。地震突發(fā)情況：典型的自嵌式擋墻是由多個帶有結(jié)構(gòu)的自嵌式干壘垂直方 向錯位疊加而成，水平方向用土工格柵將塊體，反濾層和回填土形成一體，為 地震提供了附加的轉(zhuǎn)力路徑。地震時塊體，碎石和加筋網(wǎng)的運(yùn)動吸收大量能量, 可以降低整個結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，一旦連接點超載，可由相鄰的許多連接點分擔(dān) 荷載，降低地震可能產(chǎn)生的危害。因此自嵌式擋墻結(jié)構(gòu)的減震效果是穩(wěn)定可靠 的。復(fù)位后，由于錨固棒和土工格柵有一定的彈性，可以在一定時間內(nèi)恢復(fù)到 初始的狀態(tài)，繼續(xù)正常使用。洪水或干旱易發(fā)區(qū)：水流迅速變化吋，即洪水突發(fā)情況，自嵌塊是干壘的, 無砂漿砌筑，因此水流可以迅速進(jìn)出，干壘中的級配碎石起到擋土而不擋水的

13、作用，能及時把墻背的剩余水壓力迅速減少，有效降低水位，因此口嵌式擋墻 可以提高洪水突發(fā)情況的抗災(zāi)能力。級配碎石及非粘性土孔隙比大，為水的交 換提供了條件。豐水期，河水向當(dāng)墻外的地下水層滲透，儲存水流，緩解洪災(zāi); 枯水期，地下水通過擋墻反滲入河，緩解旱災(zāi)。擋墻洪水和干旱等不利情況下 起到滯洪補(bǔ)貼，調(diào)節(jié)水位的作用。5. 實用新型自嵌式擋墻磚的介紹及具體特點：通過對以上內(nèi)容的概述，我們對加筋土擋土墻的型式、構(gòu)造、特點和工作 原理有所了解和掌握，從而能夠準(zhǔn)確的布置和使用加筋土擋土墻。由我公司生產(chǎn)的已經(jīng)申請專利的實用新型磚能夠最大限度的發(fā)揮自嵌式擋 墻的優(yōu)勢和特點。該磚名為新型自嵌式扌當(dāng)墻磚，現(xiàn)展示其實

14、物正而，立面，側(cè)而，立體圖：本自嵌式擋墻磚前段大，后端小，轉(zhuǎn)體兩側(cè)設(shè)置有凹槽，轉(zhuǎn)體左右兩側(cè)開 設(shè)有多個連接孔，堆放時，連接孔將與上下層疊的當(dāng)墻磚的連接孔交錯對應(yīng)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的自嵌式描墻磚不僅生態(tài)環(huán)保，便于施工，而且 可以通過轉(zhuǎn)體之間的自嵌式連接結(jié)構(gòu)，形成擬重力結(jié)構(gòu)，使整個墻體安全穩(wěn)定。 具體理由如下：自嵌式擋墻上下層疊，上層自嵌式擋磚右側(cè)前一個連接孔和下層自嵌式擋 磚右側(cè)后一個連接孔相對應(yīng)，錨固棒插在兩個連接孔之間，使得上下左右口嵌 式扌當(dāng)磚形成一個柔性整體，可以增加抗剪強(qiáng)度，提高防水流的撞擊能力。自嵌 式擋墻磚大孔內(nèi)可填充級配碎石，增加磚與磚，磚與土之間的抗剪強(qiáng)度。自嵌 式

15、擋墻兩端的凹槽設(shè)證可以形成一定的轉(zhuǎn)角，并可填充級配碎石，為魚卵提供 生存的空間。特別地，本實用新型自嵌式擋墻磚體表面設(shè)置有凹凸紋路，不僅 外表更加美觀，且當(dāng)波浪或水流沖擊轉(zhuǎn)體前表面時，會產(chǎn)生回流，與后續(xù)及兩 旁的波浪相抵，可以起到緩沖的作用，減少波浪沖擊的力度。下而展示堅基公司另一種應(yīng)用史加廣泛的自嵌式描墻磚：該磚有六個（三對）插錨固棒的小孔，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，擋墻傾斜角及外形更加 多變、靈活。該磚在空心槽中培土，人工放置幫助植物生長的肥料養(yǎng)份，種植適宜當(dāng)?shù)?氣候環(huán)境，以及符合項目周邊景觀需要的相關(guān)植物花草。為水生植物捉供了良 好的生長空間，為凈化水質(zhì)創(chuàng)造了條件，加強(qiáng)了水體的生態(tài)平衡。下血是由我公司為

16、新型研發(fā)的自嵌式當(dāng)墻磚進(jìn)行詳細(xì)的自嵌式擋墻設(shè)計和計算。自嵌式扌當(dāng)墻分為外部穩(wěn)立性計算和內(nèi)部穩(wěn)定性計算。具體設(shè)計和計算方案如下。自嵌式擋墻計算說明書設(shè)計依據(jù):1 美國混凝土砌塊協(xié)會design manual for segmental retaining walls2. 公路加筋土工程設(shè)計規(guī)范3. 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范計算所需各項資料:1. 磚塊基本資料（以下單元均取國際單位，力的單位取kn,長度的單位取m.） 最小寬度0.195邊緣寬度0.300最大寬度0.450寬度，取wu=0.300咼度，取hu=0147磚塊前面至其重心的距離6產(chǎn)0150兩磚塊間最小抗剪強(qiáng)度au= 11.000兩磚塊間摩擦

17、角2u=25.000&2產(chǎn)0.436 （弧度制）容重 zu=20.000（rn/m3）2各項容許安全系數(shù)：（出自加筋土工程設(shè)計規(guī)范）抗滑容許安全系數(shù)：fssu=1.500抗傾覆容許安全系數(shù)：fscj=2.000承載容許妥全系數(shù)：fsbc=1.500抗拉容許安全系數(shù)：fsta=1.000抗拉出破壞容許安全系數(shù)：fspo>1.500抗拉結(jié)能力容許安全系數(shù)：fscs= 1.000抗剪容許安全系數(shù)：fssc=1.5003.擋土墻整體資料總高度hs=4.000地下水面至墻底高度h、v=0.000活荷載ql=5.000恒荷載qd= 15.000填土面與水平面夾角0=0.000 =6.000擋

18、土墻表面傾斜角肖= 10.000 =0.180水的容重/w=10.0004. 回填土各項參數(shù)o內(nèi)摩擦角0尸25.000=0.436 （非粘性土，含水飽和的細(xì)砂）濕容重zi=l 9.000飽和容重=“=20.000墻背面與填土之間的摩擦角訃2 0/3=0.2915 被扌當(dāng)土工程參數(shù)內(nèi)摩擦角 =25.000=0.436濕容重“=19.000飽和容重=心=20.000與回填土之間的摩擦角8 0=min（ 0石0 r）=0.4366 地基土各項參數(shù)o內(nèi)摩擦角0尸25.000=0.436容重了產(chǎn)20.000粘聚力00.000埋置深度比=0.7007 土工格柵各項參數(shù)容許拉應(yīng)力ta=50.000與磚塊z間

19、最小拉結(jié)力acs= 11.700與磚塊之間摩擦角zcs=25.000 =0.436直接滑移系數(shù)cds=0.700拉出吋相互作用系數(shù)c產(chǎn)0.700注：1按照國家擋土墻施工規(guī)范，回填土部分須采用透水性好的土，因此施工 中采用非粘性土。河流自嵌式擋墻凹填土屬于含水飽和的非粘性土，其內(nèi)摩擦 角在25左右，設(shè)計時住化內(nèi)摩擦角，取25,具體數(shù)值當(dāng)加試驗進(jìn)行測定。2. 土工格柵選用雙向塑料土工格柵，自嵌式擋墻土工格柵層數(shù)一般設(shè)苣4 5層以滿足結(jié)構(gòu)要求。最底層壘塊和第二層壘塊間舖設(shè)一層土工格柵，其余層 數(shù)可均勻鋪設(shè)，高層土工格柵長度可根據(jù)回填土開挖情況適當(dāng)增長。二.外部穩(wěn)定分析計算取加筋土包括擋土墻的長度l=

20、3000,必須人于2hs/3=2.67 加筋土長度l>lwu=2.700l”=0.000lb=u+l”=2.700h=lb tanb=0.000加筋土后面咼度h（!）=hs+h4.0001、抗滑穩(wěn)定驗算如上圖：擋墻滑移破壞模式外部主動土壓力系數(shù)kaext=cos2(z +0)cos2 屮 cos(y _ 4 )1 +sin+50)sin0) cos(p - j ) cos(0 + 0)2=0.284考慮墻后地下水影響時的等效容重s =(1 一 k 加仏 + kaext (/-/,) = 7.444 外部主動土壓力psexl + pwexl + pqexlp遜=°5kaex億h；

21、 cos(d = 41.743 作用點位置)如= 1.333p® =0.5%,比 cos©-肖)=0.000p呻=k® 仏 + qg cos(巧-肖)=21.970作用點位置：怙=h/2 = 2.000.化=63.713作用點位置:兒如=（£-兒+化兒+巧兒）化八563地基以上垂直壓力 =叱.+ % +巴擋土墻以內(nèi)加筋土重量w, = lhs7i = 228.000作用點位置= 0.5(l + hs tan屮)=1.864扌當(dāng)土墻高度以上加筋土的重量iv, =0.5£>,= 0.000作用點位置 xb = -lwu + hs tan

22、9; = 2.828由固定荷載引起的垂直壓力 = qdlh = 40.500 作用點位置xa=l + h vdny/-lh/2 = 2.378.w =268.500作用點位置 xr=(wrxr+whxh+wffxj/wr =1.942 基礎(chǔ)沒有土工布因此取滑移系數(shù)6 =1.000加筋土底部抗滑力rs=minrsx9rs2心 730=125.095av2 =cj5(c/l + w/etan.) = 125.095./? =125.095j抗滑安全系數(shù) fssl(l = rs / paext = 1.963 > fssld = 1.500抗滑穩(wěn)定結(jié)果驗算：安全！2、抗抗傾覆穩(wěn)立驗算mm如上圖

23、：擋墻傾覆破壞模式傾覆力矩= paextyaext cos3抗傾覆力矩mr=wrxrcos8cos。不確定,但可消去,抗傾覆安全系數(shù) fsct =mr/mq= wrxr/paextyaext = 5.236 > fsct = 2.000 抗傾覆穩(wěn)定驗算：安全！3、地基承載力驗算及計算極限承載力:如上圖：地基承載力不足破壞模式計算地基對加筋土偏心距離e一匕 g爲(wèi)（xq 厶/2） c =-0.080m計算等值基礎(chǔ)寬度b = l-2e= 2.840地基承受的壓強(qiáng)qa = (wr +qllb)/b = 99.300計算地基抗載力破壞的安全系數(shù)hc = pcf/q(l假設(shè)地基容許承載力為170kp

24、a,則fs加=1720= 1.72 >f5,j = 1.500地基承載力驗算結(jié)果：安全！三.內(nèi)部穩(wěn)定性分析計算1、要求最少的鋼筋層數(shù)如上圖：土工格柵承載力破壞模式 求出由于加筋筑填產(chǎn)生的內(nèi)部土壓 pa(kn/m) = pspp,其中h=°5k血疋cosq-0)化=0 pq = k 皿(4 +%)h$ cos0)=0.297k =cos"%.*©)_內(nèi)部主動土壓力系數(shù)：w，nt曲屮cos(0 y)1 + j呻+ §!sin(0廠鬲2 cos(0 -迓)cos(p + p) 將心和帶入 巧的公式，求出p =43.673 pz =22.986 因此 &l

25、t; = +化+巧=66.659 求出土工格柵鋼筋最小層數(shù)n伽=匕化=1.333取土工格柵層數(shù)n=4選擇扌當(dāng)土墻底部至每一層網(wǎng)片高度如下e( 1)=0.300e(2)= 1.400e(3)=2.500e( 4)=3.6002、土工格柵鋼筋承載力驗算格様應(yīng)力過大2如上圖：土工格柵承載力破壞模式計算鋼筋有效分?jǐn)傋饔妹娣ea(.(n), d(n)和%分別由墻頂和地下水面至該面積中心的垂直距離ac1 =(d +d "2 = 0.850d、=(hs +/0-九/2 = 3.575a.2 =(e3 -e1)/2 = 1.100d2=hs -4, -a 2/2 = 2.600a3 =(e4-e2)/

26、2 = 1.100d3=hs-ac-ac2-ac3/2 = 1.500a，4 =/5-(e4+e3 )/2 = 0.950q =4.4/2 = 0.475計算外加抗張荷載fg(”)fg(“)=兒d,k訊 cosq -0)辰fg=17.045伙n/加)心=16.042伙 n / in)f%)= 9.256伙w/加)心(4)=2.531仗"/血) 比較外加抗張荷載和長期設(shè)計強(qiáng)度心=17.045 v% = 50第一層土工格柵鋼筋承載力：安全!心二 16.042 九=50第二層土工格柵鋼筋承載力：安全!心=9.256 北=50第三層土工格柵鋼筋承載力：安全!fg(4)= 2.531 北=50

27、第四層土工格柵鋼筋承載力：安全!3、分析鋼筋的撥拉阻力。祜抽出如上圖：土工格柵拉結(jié)能力破壞模式已知加鋼筋網(wǎng)片長度l(n)= 3.000笫n層加鋼筋網(wǎng)片在破壞面以外的錨固長度血何: -%)=厶一w(“)一e(“)tan(90°-a,) + en tan屮計算內(nèi)部破壞面與水平面的夾角%一 tan(® - 0) + jtan( - 0)tan - 0) + cot + tan( -1/)cot(© +1/)tan(6zz -(pi) =1 + tan( 一 孫)tan(0 0) + cot(© +1/lb tan(e - ©) =0.4468匕0=2

28、4.075。匕=24.075。+25° =19.075°加筋網(wǎng)片破壞長度以上加筋土平均覆蓋層厚度dn =(hs-en) + (en / tan 少 - hs tan屮 + a(n) /2) tan0s =厶一wu 一e、tan(90°-a.) + ex tani/ = 2.495d, =3.700la2 =厶一 wu-e2 tan(90° 一 匕)+ e2 tan = 1.741d2 = 2.600la3 =厶一wu 一e3 tan(90°-a,.) + e3 tan屮=0.988“3=1.500la4 = l4 - wu 一 e4 tan(9

29、0° 一 aj + e4 tan 屮-0.234d4 = 0.400求每層鋼筋的拉結(jié)力ac” =+%)tan©ac= zlag(mi + qd) tan cp. = 138.846(rn/zn)ac2 = zla2ci(yid2 + qd) tan(pi = 73.147伙tv im)ac3 =+ qd) tan(pt = 2&039(kn / m)ac4 = zla4cj(yid4 + qd) tan (p. = 3.450(kn / m)笫n層加筋網(wǎng)抗撥拉安全系數(shù)fs“acjfmfs “=acj 行=8.147 > fspo = 1.500第一層鋼筋抗撥拉

30、能力驗算結(jié)果：安全！叫= ac2/ 耳=4.560 > fspo = 1.500第二層鋼筋抗撥拉能力驗算結(jié)果：安全！叫=g / 行=3.029 > fspo = 1.500第三層鋼筋抗撥拉能力驗算結(jié)果：安全！fspo(4) = “4 / fg(4)厶為必須增加到0.35以上ac4 =5.205=acj fg4) = 2.056 > fspo = 1.500第四層鋼筋抗撥拉能力驗算結(jié)果：安全！4、分析加筋網(wǎng)片內(nèi)部滑移。內(nèi)as滑動如上圖：土工格柵內(nèi)部滑動破壞模式如果故底層土工格柵鋼筋層有足夠的抗滑力，那么其他層土工格柵也會有足夠的力來阻扌當(dāng)相關(guān)的主動土力。因此需要計算鋼筋最底層的

31、內(nèi)部滑移。al = （e/l+1-ej/tan,先計算外部破壞面與水平面夾角戈tan（5 -）二_0） +jtan（0e _0）tan, qj + cotg +p）l + tanq, _y）cot（徑 + 石=0 4? 311 ' ®1 + tan（戈 一p）tan（0e -0） + cot（代 +1/因此為-0=22855。戈=0,+22.855。=47.855°最底層加筋網(wǎng)片長度縮短值al = （e2 -ej/tan, =1.215最底層網(wǎng)片滑移長度二 l-al = 1.485l?=厶; tan 0 tan 屮 /(l- tan 0 tan 屮)=0.000=

32、1.485/?(i) = ld() tan p = 0.000計算長度4以上的垂直壓力:wr（i）=厶s（i）（h$ +05兀厶（1） + q ds 126.671計算最底層土工格柵鋼筋的滑移阻力:尺 tan© =41.311計算最底層土工格柵鋼筋的模塊混凝土單元的受剪承載能力：人二色+叱叩）tan九其中肌* “%（弘-即檢驗樞紐咼度或總墻咼是否合適hs-e= 3.700 >=1.648 ,則 中的（/ - ej 取為 h即 ww（l）=/hh =9.890匕=15.609第一層土工格柵鋼筋網(wǎng)片抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)fs“）=（尺+匕）代其中p；=°5kg胎h； cos&#

33、169; -0）+ 0.5了阿（比. e“）cos（q -0）+qd）he cos© -妙）he=（hs+g e嚴(yán) 3.700計算出匕=16.120則fs$g=（尺+匕）代=3.497fsg= 3.497 >fs山= 1.500加筋網(wǎng)片內(nèi)部滑移驗算結(jié)果：安全！5、混凝土壘塊與土工格柵之間的連接強(qiáng)度。分析每一層模塊混凝土與土工格柵 之間的連接是否牢固。中 bmhi如上圖：土工格柵連接強(qiáng)度，土工格柵與壘塊連接強(qiáng)度不足第n層土工格柵與壘塊之間連接強(qiáng)度：tulfcon(n) = acs + ww(n)叫*嚴(yán)“(比-坊)=22.200嘰=/(/s-e2) = 15.600%)=(-

34、63;3) = 9.000ww(4)=7(hs-ej = 2.400連接強(qiáng)度計算表如下：鋼筋網(wǎng)en%)幾皿)(kn/m)10.30022.20022.04521.40015.60018.97032.5009.00011.89443.6002.400&818第n層土工格柵與壘塊之間的連接安全系數(shù)fs" = tultcon(n / fg(”)fscs(l) = 1.300 > fscs = 1.000 安全!安全!安全!安全!fsg） = 1.183 >fsj = 1.000fsc5（3） = 1.285 >f5（, = 1.000fscs（4） = 3.484

35、 >f5cj = 1.0006、分析每層土工格柵高層的膨脹力阻力。面以拔按力不夠發(fā)生i倒如上圖：擋墻頂部無加筋土塊導(dǎo)致傾覆計算每層土工格柵扌當(dāng)土墻的水平主動土力:pa（n） = pg） + pv（n） + 匕（“)仏）=°5心諂（比-e$ cosq -肖）+ 0.5%如（比.- e） cosq 一屮）+ k血© +么）（比-e”）cos-肖）n第n層加筋網(wǎng)以上所有加筋網(wǎng)共同承擔(dān)的土壓力為工陀n£心=o.oo°刼=2.811nx fg（3）4心”+1=2.531巧=15.167n工 fg =11-787z=n+l巧=18.959n工 fg =27.8

36、29i=n+l碼=38.395第n層土工格柵處壘塊抗剪安全系數(shù)1=1+1,計算其中：人耳+肥tan心=21.345 匕(2“+肌 tana =18.270 tanz/z =15.194 匕(4/“+嘰 tan 九=12.118 f5c5(1)=2.020>fsc, = 1.500第一層土工格柵抗剪強(qiáng)度驗算：安全!化=2.976>fsc, = 1.500笫二層土工格柵抗剪強(qiáng)度驗算：安全!fscs =1.689>fsc5=1.500第三層土工格柵抗剪強(qiáng)度驗算：安全!fsg) =7.593>fscj=1.500第四層土工格柵抗剪強(qiáng)度驗算：安全!堅基新型自嵌式擋墻結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)勢

37、1 堅基生態(tài)擋墻是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基較人的變形，因而可用于較軟的 地基上，因而加筋土擋墻對地基強(qiáng)度不作特別的要求，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、力學(xué)性能卓 越，抗震性好。2.堅基生態(tài)擋墻墻體重量輕，對地基承載力要求低，回填土部分可采用空心結(jié) 構(gòu)，大大減少了樁基和地基的處理費用。3堅基生態(tài)擋墻采用墻面和墻趾同時排水的方案，市于采用墻血與墻趾同時排 水的排水結(jié)構(gòu)，水壓力被減小，墻體的整體穩(wěn)定性得到了保證。4. 堅基生態(tài)擋墻加筋土的基本原理是借助于拉筋與填土間的摩擦力來提高填 土的抗剪強(qiáng)度，從而保證土體平衡，墻體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全。5. 堅基生態(tài)描墻無需砂漿砌筑，扌為墻磚不會在施工過程屮被摻雜其它物質(zhì)，施 工材料固定，

38、為施工監(jiān)理工作捉供保障。施工中擋墻自定位、自卡鎖?？山档?工程造價和施工難度，節(jié)省勞動力，縮短工期，便于維修并可重復(fù)利用。6. 堅基生態(tài)擋墻生態(tài)環(huán)保，擋墻兩端的凹槽設(shè)置可以形成一定的轉(zhuǎn)角，并可填 充級配碎石，為魚卵提供生存的空間。其獨特的內(nèi)控造型為水生植物提供了良 好的生長空間，為凈化水質(zhì)創(chuàng)造了條件，加強(qiáng)了水體的生態(tài)平衡。7. 堅基生態(tài)擋墻外形美觀實用，擋墻磚體表面設(shè)置有凹凸紋路，不僅外表更加 美觀，且當(dāng)波浪或水流沖擊轉(zhuǎn)體前表面時，會產(chǎn)生回流，與后續(xù)及兩旁的波浪 相抵，可以起到緩沖的作用，減少波浪沖擊的力度。&堅基生態(tài)擋墻結(jié)構(gòu)的人性化設(shè)計使人在發(fā)生落水等意外情況時可以自救，每 層壘塊均

39、有突出部分，沿傾斜面上爬。9. 堅基生態(tài)擋墻透水、透氣性好，其生態(tài)植生的特點提高空氣質(zhì)量并降低大氣 氣溫兩度以上，減小溫室效應(yīng)，令擋墻周圍環(huán)境更加生態(tài)環(huán)保。10. 堅基生態(tài)擋墻結(jié)構(gòu)利于水土交換，加強(qiáng)河道生態(tài)平衡，同吋美化周邊環(huán)境。 應(yīng)用于住宅區(qū)邊坡中可提高小區(qū)綠化率和植被覆蓋率，令小區(qū)環(huán)境更加生態(tài)環(huán) 保，更加適宜人類居住。新型自嵌式擋墻施工流程ej1. 基槽開挖基槽開挖前應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的定線測量并標(biāo)出開挖線，基槽底應(yīng)挖至設(shè)定標(biāo)高并應(yīng)滿足凍深和沖刷要求。本工程基槽開挖至河流沖刷線0.7米以下。槽底平面尺寸 應(yīng)大于基礎(chǔ)外緣30厘米。2. 地基處理基槽開挖后，地基屬于河沙土，為增強(qiáng)地基承載力，對基槽進(jìn)行

40、超挖30厘米, 并用水撼砂處理地基。3. 基礎(chǔ)澆筑基槽開挖完成并對基底處理后，應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)澆筑。澆筑過程中應(yīng)注意以下幾個問題:(1) 澆筑前先安裝模板，對模板頂面標(biāo)高、斷面尺寸及軸向偏位進(jìn)行檢查。(2) 安裝模板時應(yīng)按設(shè)計文件要求每隔10米用可采用瀝青板、軟木板或瀝青麻絮等填塞設(shè)置變形縫。(3) 澆筑前模板底部有積水，應(yīng)先排水再澆筑。(4) 澆筑完成后及時對基礎(chǔ)軸向偏位、基頂標(biāo)高、斷而尺寸及基頂平整度進(jìn)行檢 查。4. 自嵌式擋土塊鋪設(shè)堅基新型自嵌式擋土塊安裝應(yīng)按以下步驟和耍求進(jìn)行：(1) 在條形基礎(chǔ)上用經(jīng)緯儀定出自嵌式擋土塊外緣和后緣線，曲線部分應(yīng)加密定 線點。在確定的外緣線上進(jìn)行水平測量，按板

41、長劃線分割并整平基座。(2) 鋪設(shè)最底層混凝土壘塊，凹槽部分咬合鋪好，大孔填充級配碎石，填充碎石 層和回填土，填土夯實。(3) 第一層自嵌式擋土塊砌筑完后耍用經(jīng)緯儀對自嵌式擋土塊后緣線進(jìn)行檢查， 準(zhǔn)確無誤后才可以砌筑第二層。(4) 分段鋪設(shè)上段混凝土壘塊。自嵌式擋土塊應(yīng)按要求的塊體后緣掛線砌筑，單 塊自嵌式擋土塊砌筑時應(yīng)控制10。的內(nèi)傾，嚴(yán)禁自嵌式擋土塊外傾。上下兩層垂 宜砌縫應(yīng)錯開二分之一，上下相鄰兩層自嵌式擋土塊的預(yù)留插孔要用錨固棒連 接，以增強(qiáng)墻體整體性，減少施工誤差。(5) 每砌筑23層自嵌式擋土塊應(yīng)全面檢查一次砌筑質(zhì)量，保證施工質(zhì)量和安全。 檢查項目包括軸線偏差、垂直度、平整度、自嵌

42、式擋土塊破損情況、相鄰板高 差和砌縫寬度等，超過標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)及時糾正。5. 壓頂混凝土梁混凝土壓頂采用c20鋼筋混凝十現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。應(yīng)滿足具有良好的穩(wěn)定性、防撞、 耐磨、表面光潔及美觀的要求。6. 景觀植生在磚體的空心槽中培土，人工放置幫助植物生長的肥料養(yǎng)份，種植適宜當(dāng)?shù)貧?候環(huán)境，以及符合項冃周邊景觀需要的相關(guān)植物花草。如下圖，堅基新型自嵌式擋墻施工流程圖：1.基槽開挖2基礎(chǔ)澆筑：條形混凝上基硝0.000-0. 700、幾填充級配碎石.mm9m1h 制設(shè)i i仏 回填上夯賓6.混畫上梁壓頂.c20錨筋混初上現(xiàn)澆混機(jī)諫5.ii設(shè)土工格櫥匕段繪塊>1設(shè).插錯固律i. k®豫澇rr ； -

43、 - 0. .fqq< qqrak ;上|刖7.種柚花吐圾觀沖檢花車 r mc| v #. k 1 1 <附：土工格柵鋪設(shè)及回填土夯實土工格柵鋪設(shè)拉土工格柵的鋪設(shè)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行:(1) 先將口嵌式擋土塊上的混凝土渣清理干凈，然后將土工格柵一端水平放置在 自嵌式擋土塊劈裂面后10厘米處，用堅基特制的錨固棒臨時固定，待錯位干 壘時取走。(2) 按照設(shè)計文件要求，每塊自嵌式擋土塊上有6個對應(yīng)小孔，在上一塊前面2 個小孔插入錨固棒，使其與下面相鄰的兩塊上2個上一塊前面2個小孔插入錨 固棒，使其與下面相鄰的兩塊上后面2個小孔連接。(3) 土工格柵鋪設(shè)時底層表面應(yīng)平整密實，土工格柵可用少量填

44、料壓住。保證其平鋪、拉直、不重疊、不卷曲。土工格柵與自嵌式擋土塊的連接應(yīng)牢固、可靠 并于拉緊，搭接長度不得小于10厘米。(4) 土工格柵鋪設(shè)的主方向應(yīng)與墻縱向垂直。以充分發(fā)揮土工格柵的抗拉作用； 同層土工格柵應(yīng)盡可能均勻分布，以保證加筋體整體發(fā)揮作用。(5) 每層土工格柵鋪完后要進(jìn)行檢查驗收，檢查項目包括土工格柵鋪設(shè)長度、根 數(shù)、均勻程度、連接方式、與自嵌式擋土塊連接處松緊程度等，不合格時應(yīng)及 時進(jìn)行調(diào)整?；靥钔梁粚嵒靥钔翍?yīng)隨著土工格柵的分層鋪設(shè)而分層攤鋪和壓實。按設(shè)計文件耍求，上下 相鄰兩層拉土丁格柵同距為1.1米。因此施工時按1.1米-層進(jìn)行攤鋪和壓買。 在填料的攤鋪和壓實過程屮應(yīng)注意下幾

45、方面問題：(1) 當(dāng)采用機(jī)械上料時，不得將料直接傾卸在拉土工格柵上，防止土料將土工格 柵沖亂。(2) 卸料時機(jī)具與自嵌式擋土塊距離不應(yīng)小于1米，機(jī)具不得在未覆蓋填料的土 丁格柵上碾壓，并不得擾動下層土工格柵。(3) 當(dāng)用機(jī)械攤鋪，攤鋪機(jī)械距自嵌式扌當(dāng)土塊不應(yīng)小于1米，距自嵌式扌當(dāng)土塊1 米范圍內(nèi)應(yīng)用人工攤鋪。(4) 碾壓應(yīng)在填料處于最佳含水量吋進(jìn)行,因工程填料全部采用砂土,因此采用 灌水碾壓。(5) 碾壓應(yīng)先輕壓后振壓，但不得使用羊足碾。碾壓順序應(yīng)先從土工格柵中部開 始逐步碾至土工格柵尾部，然后再從屮部向自嵌式擋土塊碾壓，但壓路機(jī)距自 嵌式擋土塊不得小于1米。堅基新型自嵌式擋土塊后1米范圍內(nèi)可

46、用小型壓實 機(jī)械碾壓，碾壓困難時可用人工夯實。(6) 回填土壓實完成后應(yīng)檢測壓實度,壓實度檢測可采用灌砂法或核子密度儀法, 距口嵌式擋土塊1米范圍以外，每一壓實層每500平方米或每50延米檢測不少 于3點；距自嵌式扌當(dāng)土塊1.0米范圍以內(nèi)，每一壓實層每50延米檢測不少于3 點。實測壓實度應(yīng)滿足93%以上，墻體后1.5米范圍內(nèi)壓實度應(yīng)滿足90% o 注：根據(jù)國家擋土墻施工規(guī)范，回填土用非粘性土，具體情況因當(dāng)?shù)毓こ叹唧w 情況而定。附：擋土墻測試報告高速水流、波浪沖擊、淹沒和水位驟降對產(chǎn)品影響的評估以及曼寧n值的測定1991年9月c.厄爾.伊色列森吉爾伯托烏羅斯猶他州水研究所實驗室猶他州州立大學(xué)猶他

47、州，洛根市，電話84322-8200猶他州水研究所實驗室提出的五個試驗，完成了4個。本報告和同時的未經(jīng)編輯 的錄像帶詳細(xì)地記錄了試驗的每一個細(xì)節(jié)。這些試驗包括：第一個是測定雙威磚塊的曼 寧n值：第二實驗是檢測可能的淹沒和水位驟降對墻體的影響；第三個是測定同墻體水 平的高速水流對墻體的影響；第四個是測試猛烈的波浪對墻體的影響。測試結(jié)果顯示曼 寧n值為0.023。試驗也顯示墻體不會因為淹沒和水位驟降，髙速的水流和波浪而受到 不利的影響。擬定的第五個試驗是測定反復(fù)的冰凍和漫長的解凍期對墻體的影響。只要得到客戶的同意，猶他州水研究所實驗室隨時可以進(jìn)行這項試驗。下表a.1水流深度和水流速度數(shù)據(jù)水流量橫切

48、面（英尺）、（英寸）、（英尺/秒）33333333qqqqqqqq0510152025303522.020/20.20.518.5 0 5 1182 2 1o9.m m.40.50a)5 56.5 5o16.6.mm.8020.50.60a.30&5.5&&&6.7.lom.80.lo.70.50a.30555& 5556.8375726056544620 .73.80m3.918726c75 5 5 5 55.66.分別在5, 10, 15, 20, 25, 30 and 35 feet處的橫切面曼寧n值的計算。獲得的84值從0.007到0.477,平

49、均值是0.023而標(biāo)準(zhǔn)的偏差是0.007。下表a.2水流突降測試數(shù)據(jù)table a.2 sudden drawdown testimrfi -r/ i i w/ wv 儀供試用。表格a2水流突降測試數(shù)據(jù)distance to flume wall （inches）到管道墻樂的距離（英寸）locations次測試前后位置的變（before測試杞after 6 tests 測試后east-top東頂部32.932.8east-bottom 東底部29.829.8west-top西項部32.031.9west-bottom 西底部28.628.6w. comer-top西角項部83.383.3w.c

50、omer-bottom 西角底部83.683.6difference 差異0.10.00.10.00.00.0升玫.沈出q012.512.512.52.222.392.251.042.29512.011.511.52.702.832.670.972.7311.011.511.52.802.942.720.942.829.510.510.03.123.282.930.833.1110.510.510.03.39 |3.593.240.863.4110.011.010.03.403.653.540.863.539.09.59.03.714.053.700763.827.57.57.04.00440

51、4.380.614.26table a.l flow depths and velocities 農(nóng)a1為深味及詵動速發(fā).sect. <fi <f2discharge (ft) (inch) (inch) (inch) (fp,) (fps) (fps) (ft) (fps)q2013.012.513.35.185.405.401.08533q2514.014.014.34.904.805.001.17490q21014.014.514.54.804.504.701.194.67q21516.015.315.34.704.304.501.294.50q22016.316.016.04.304.304.501.344 37q22517.516.517.04.404.104.201.424.24q23017.316.517.04.403.804.101.414.10q23516.717.017.04.204.103.701.414.00表a3高速測試數(shù)據(jù)表table a.3 high velocity test衷格人3高速屜數(shù)據(jù)表distance bewzalls (inches)station測試點before測試就 after 3 tests測試后 difference差界u/s top u/s頂部12.912.90.0u/s mid