加筋擋土墻設(shè)計(jì)與施工

1、薇加筋擋土墻設(shè)計(jì)與施工 提交日期： 2004-04-07瀏覽: 2158袃 加筋擋土墻設(shè)計(jì)與施工薄黃春艷 賀世紀(jì)薀【摘要】加筋土擋土墻是由填土和填土中布置一定的筋帶（或筋網(wǎng)）以及墻面板三部分組成，加筋土是一種復(fù)合體結(jié)構(gòu)， 在填料中埋至具有撓性的筋帶材料，改良了土的力學(xué)特性。加筋土擋土墻與其它擋土墻相比，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣 價(jià)值。蚇擋土墻的使用場(chǎng)合芄擋土墻是支撐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。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，擋土墻可分為重力式、衡重式、加筋土輕形式以及混凝土半重力式等。而加筋土擋墻適用于石質(zhì)土、砂性土、黃土地區(qū)修建較高的路肩墻。肁加筋土擋墻的特點(diǎn)1963 年發(fā)明荿加筋土由

2、填土和填土中布置一定的筋帶（或筋網(wǎng)）以及墻面板三部分組成。它是法國(guó)工程師亨利·維達(dá)爾在 的，主要用于擋土墻一類的建筑物，在歐洲普及后，加拿大、日本、美國(guó)等相繼引進(jìn)，現(xiàn)已被世界上許多國(guó)家采用。螇加筋土結(jié)構(gòu)能得到迅速發(fā)展和應(yīng)用是由于它具有以下特點(diǎn)：蚅1、組成加筋土的面板和筋帶可以預(yù)先制作，在現(xiàn)場(chǎng)用機(jī)械（或人工）分層填筑。這種裝配的方法，施工簡(jiǎn)捷、快速，并且節(jié)省勞力和縮短工期。螃2、加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基輕微變形。肇3、加筋土擋土墻具有一定的柔性，抗振動(dòng)性強(qiáng)，因此，也是一種很好的抗振結(jié)構(gòu)物。袇4、加筋土擋土墻節(jié)約占地，造型美觀。加筋土擋土墻的墻面板可以垂直砌筑，可大量減少占地。肅

3、5、加筋土擋土墻造價(jià)比較低，加筋土擋土墻與鋼筋混凝土擋土墻相比可減少造價(jià)的一半，與石砌重力式擋土墻比較，也可節(jié)約 20%以上，同時(shí)加筋土擋土墻的造隨墻高的增加而節(jié)省效果愈顯著，因此它具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。膁方案比較膀疏港路改造工程屬舊路改建項(xiàng)目，是103 國(guó)道京塘公路南段，該公路是連接天津市區(qū)與塘沽區(qū)及天津?yàn)I海新區(qū)的主要交通樞紐，也是歷史上形成的天津地區(qū)主要干線，使該路的交通運(yùn)輸十分繁忙。為了確保行車速度，減少交通事故隱患，分 別增設(shè)了高架橋、通道橋、人行天橋等構(gòu)筑物，其中于莊子道橋 3-13m 的簡(jiǎn)支梁橋，兩側(cè)引道為加筋土擋土墻。袇1、設(shè)計(jì)加筋土擋土墻施工方案：膂加筋土擋土墻采用矩形 120c

4、m×60cm× 13cm。羃加筋土為高液限粘性土。衿筋帶為聚丙烯土土帶。羇我項(xiàng)目接到施工圖紙后，根據(jù)當(dāng)前施工工期為雨季，如現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況以及施工的難易程度，從工程造價(jià)、工程質(zhì)量幾方 面進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，最后與監(jiān)理工程師一起確定如下方案。蚃2、因擋土墻施工工期正處雨季，而粘土易受水影響，力學(xué)性能不穩(wěn)定，施工難度大，因此我項(xiàng)目建議采用受水影響小， 且穩(wěn)定性和成型較好的粉煤灰石灰。莁3、為了確保距面板 1.5m 范圍內(nèi)填料的密實(shí)度和加筋體的排水功能，在距面板1.5m 范圍內(nèi)填碎石屑，并用木夯擊實(shí)。蚈 4、為了有效控制面板的平整速度， 在不增加造價(jià)的情況下把拉桿由原設(shè)計(jì)的110

5、cm改為 900cm，改造后的方案施工證明，不僅降低了施工難度、工程成本，而且提高了工程質(zhì)量。肆施工工藝及方法肄1、加筋土擋土墻施工工藝流程圖肅測(cè)量放樣蟻膆基坑開(kāi)挖蒅蒀回填碎石 基礎(chǔ)檢驗(yàn)芆袆立 模 板芃艿莆澆筑擋墻基礎(chǔ)及養(yǎng)生 檢驗(yàn)混凝土平整度羃螀拆 模 板 預(yù)制面板 測(cè)定面板平整度羈蒆 蒂第一層面板施工 安裝面板肀 蒆螄第二層及以上各層面板施工 攤鋪填料袀 蝿頂層型板的施工 壓實(shí)填料薆膅墻頂填料的平整壓實(shí) 平整填料 測(cè) 定 含 水 量薂薈鋪設(shè)筋帶蚆肀攤鋪填料薁螅壓實(shí)填料蚃筋土擋土墻施工工藝：螂（ 1）由測(cè)量人員根據(jù)設(shè)計(jì)，實(shí)地放線，確定加筋土擋土墻基礎(chǔ)位置。莀（2）開(kāi)挖基坑，排除地下水，并且做好

6、防水工作。分層回填碎石墊層，充分壓實(shí)平整，保證足夠?qū)挾?，監(jiān)理工程師認(rèn)可 后方可進(jìn)行下道工序。裊（ 3）在碎石基礎(chǔ)上支模板，澆筑砼基礎(chǔ)，充分振搗，防止出現(xiàn)空洞，混凝土基礎(chǔ)每15m設(shè)置伸縮縫或沉降縫，表面應(yīng)平整，便于第一層面板的支立，待養(yǎng)生滿足要求后，拆除模板。肄（ 4）第一層面板的施工：蒄A、首先清除混凝土基礎(chǔ)表面，準(zhǔn)確劃出面板邊緣線，并拉線控制。面板與基礎(chǔ)連接處用低強(qiáng)度砂漿調(diào)平，面板向內(nèi)傾斜1/100 1/200 作為填料壓實(shí)時(shí)面板外傾的預(yù)留度。腿B、攤鋪填料到面板預(yù)留拉環(huán)，由 8 噸壓路機(jī)壓實(shí)，在攤鋪筋帶前如拉筋帶表面不能密貼，則用砂子攤平，保證筋帶與填料表面密貼。羅 C、在筋帶上攤鋪不小于

7、 20cm的填料后進(jìn)行壓實(shí)，后分層攤鋪壓實(shí)至面板頂部，方可進(jìn)行第二層及以上各層的安裝，攤 鋪，壓實(shí)，鋪帶。蒅（ 5）第二層及以上各層的施工羂面板安裝羈面板安裝要在下一層面板填料完成以后，才能進(jìn)行。面板安裝要掛線施工，保證墻面豎直，安裝注意防止邊角碰壞和插 銷孔及插銷變形，禁止發(fā)生損壞的面板上墻。為防止相鄰面板錯(cuò)位采用木螺栓或斜撐固定?？刂葡噜徝姘逅秸`差不大于 10mm，軸線偏差每 20m不大于 10mm。肅填料的攤鋪和壓實(shí)袆填料在碾壓前要進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)，填料時(shí)隨時(shí)檢查其含水量，保證其壓實(shí)度達(dá)到要求。卸料作業(yè)要距面板1.5m 2.0m，填料時(shí)距面板 1.0m以內(nèi)先不予回填，只填筑 1.0m 范圍

8、以外的填料并將其壓實(shí)，再鋪筑筋帶前，再回填預(yù)留部分，由于人工 壓實(shí)。填料攤鋪要求厚度一致，表面平整，筋帶上填料必須大于 20cm ，防止壓實(shí)機(jī)具損壞筋帶，更不允許在未鋪料的筋 帶上行駛。壓實(shí)采用輕型壓實(shí)機(jī)具，且面板不小于1.0m，壓實(shí)先由兩邊開(kāi)始，方向垂直于筋帶向中心逐漸靠攏，禁止急劇改變方向和急剎車。蚄筋帶的鋪設(shè)和連接羈在已經(jīng)壓實(shí)并整平的填料上承輻射狀水平鋪設(shè)，避免筋帶在拉環(huán)上繞成死結(jié)并防止筋帶的重疊。肅（ 6）、達(dá)到設(shè)計(jì)高程后安裝 C型面板，壓實(shí)整平，修正整個(gè)墻頂填料面，為路面基層的鋪筑做好準(zhǔn)備。肅穩(wěn)定性驗(yàn)算膁工程概況蝿 1、于莊子通道橋橋臺(tái)兩側(cè)加筋土擋墻，墻高H=5.85m，分坡長(zhǎng)度為

9、15m。膅2、路面寬度。蒃 3、荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽 -20 級(jí)。袃4、墻后填土為粉煤灰 r1=11.47KN/m3 r2=20KN/m3 計(jì)算內(nèi)磨擦角 =25蒈 5、筋帶采用聚丙烯土工帶，帶寬30mm，厚 1.2m，容許拉應(yīng)力為 22.33MPa。蕿 6、粉煤灰與筋帶之間的視磨擦系數(shù)f=0.4 ，加筋體與地基之間的磨擦系數(shù) f=0.35 。襖 7、地基為粘土，容許承載力 =450Kpa芁 8、面板采用 120cm× 60cm矩形混凝土面板，板厚為 13cm，混凝土標(biāo)號(hào)為 25 號(hào)。薁 Sx=0.3 Sy=0.6蠆內(nèi)部穩(wěn)定計(jì)算：芅應(yīng)力分析法羃1、筋帶受力計(jì)算芀計(jì)算汽 -20 級(jí)重車荷載作用下

10、等代土層厚度 hc。螈由圖可知 H=5.65 b=0 a=0蚆(1)B0 的確定汽 -20 級(jí)中的重車為 300KN，前后軸距 L' =1.4+4.0=5.4m. 車輪接地長(zhǎng)度 a'=0.2m蒁因此，重車的擴(kuò)散長(zhǎng)度 B0 為：聿B0 '=L' +a' +Htg30 °螈=5.4+0.2=5.85tg30螃=5.4+0.2+3.38膃=8.98(m)袈由于加筋土擋墻分段長(zhǎng)度 15m>8.98 ，故取 B0= B0' =8.98m袈(2)L0 的確定膄根據(jù)加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范( JTJ015-91 )規(guī)定，擋土墻在進(jìn)行內(nèi)部穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，

11、應(yīng)首先判斷活動(dòng)區(qū)是否進(jìn)入路面寬 度，根據(jù)此情況決定 L0 的限值車輛橫向布置如圖。蟻由于 0.3H=0.3 × 5.85=1.75袁取 L0=12m羈( 3)等到代土層厚度 hc薅 G莃計(jì)算 hc=棗棗 ?/P>蝕B0L0r1肈3×300羆=棗棗棗棗螀 8.98 ×12× 11.47莈=0.73(m)膈3、筋帶所受拉力計(jì)算膂將等代均布土層 h1 布置在路基全寬上，以 2:1 向下擴(kuò)散。根據(jù)公式：薂TI=Thi+TFi+Tci膇計(jì)算的各層筋帶所受拉力表：羋筋帶所受拉力表（垂直應(yīng)力均勻分布法）薃加筋層號(hào)羀H1蟻(m)蝿KI蒅Bi膃(m)蒀B/B1袈(m

12、)袆R1nF蟻Kpa艿R2hc羈Kpa芇R1hc莃Kpa節(jié) ci肈(Kpa)肅Ti肁1膈 0.6螅 0.5599薃 25.6螀0.977羋0膆20芄8.37羋 0.18薆 1.538螞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羈20螇8.37芇4.402蝕 2.746袇4蒄2.4膁 0.5086葿27.4袇 0.912裊0羃20薁 8.37羇 4.259芅0.18肇3.0蚆 0.4915肅 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蝕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襖內(nèi)部穩(wěn)定計(jì)算膁筋帶斷面計(jì)算蕆根據(jù)公式： Ai=計(jì)算并芁 i衿列于下表蠆筋帶斷面計(jì)算表（垂直應(yīng)力均勻分布法）薃加筋層號(hào)羃拉力 Ti蚈(KN)蠆斷面面積 Ai羄(mm2)蒁總寬度 bi蟻(mm)蝿加筋層號(hào)蒅拉力 Ti膃斷面

14、面積 Ai蒀(mm2)袈總寬度袆bi蟻(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羋 4.656膆 208.5羋2.746薆 123螞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羈2) 筋帶長(zhǎng)度驗(yàn)算螇根據(jù)初步擬定的筋帶長(zhǎng)度，芇si螄按公式 Kf= 棗 驗(yàn)算的各層的抗拔蝕 TI袇穩(wěn)定系數(shù)列于下表：蒄抗拔穩(wěn)定系數(shù)（垂直應(yīng)力均勻分布法）膁筋帶層號(hào)葿hI袇(m)裊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蝕 2.746肀4.00螆 2.866肁0.123蒈 20.646螈0袆2.12蒂4芀2.4蕆 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蒞4.00荿 0.63蝿 3.37莄0.1

16、895蒅41.292膇4.98蕆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襖54.72蒁0羋7.17薆9羄 5.4羀 4.00芄0.126肄3.874節(jié)0.2398蒈61.938莇0膄8.55葿由上表可知除第 1、2層筋帶抗拔穩(wěn)定系數(shù) Kf=0.62 <Kf膀Kf=1.33 <Kf (=0.2) 外，其余各層的 Kf 均大于 2.0 ，為此，采用 Kf=2.0 僅求第 1、 2層筋帶所需總寬度 b1、b2肆Ti Kf膄 b1= 棗棗棗袀2r1hi

17、zxLei薈 1.538 ×0.62裊=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螞2.163螈=棗棗棗棗棗蚇2×13.764 ×0.4 × 2.698肅設(shè)計(jì)采用值蒀聚丙烯土工帶的用量應(yīng)以偶數(shù)的根據(jù)數(shù)表示，因此，需將計(jì)算筋帶數(shù)量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而確定設(shè)計(jì)采用量，根據(jù)采用的筋帶數(shù)量計(jì)算抗拉強(qiáng)度安全系數(shù) Ks 和抗拔穩(wěn)定系數(shù) Kf 值，結(jié)果列表 1-5蒆薃序號(hào)膀筋帶計(jì)算寬度羇（ m）羀筋帶數(shù)量荿筋帶總寬度 bI芆(m)蒞采用的 Ks羃AI葿K

18、s=蚇 Ti × 10袃采用的螂Kf蕿計(jì)算數(shù)量膈（ m）薅采用數(shù)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蕆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螞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襖1.21芅0.223薂7.4羈8羈0.24螃1.21莁 7.78肁9肅 0.239蒅7.9蒆1.23羃8.60膃外部穩(wěn)定計(jì)算芀滑移穩(wěn)定性袇等代土層 hc 布置于墻體后緣起的路基范圍內(nèi)，

19、由圖可知，作用于墻體的土壓力是E蚅tg =-tg2 ± (ctg +tg2 )tg2 羂=-tg50 ± (ctg25+tg50)tg50莀=-1.19 ± 10.2羋=0.993肅 =44.79蟻cos( + )蒀 Ka=棗棗棗棗 tg 蠆 Sin( +2 )裊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)芁墻體填土重力蝕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(xié) N 0.35 ×407.33肈 Kc= 棗?= 棗棗棗棗 =1.75 > 1.3膄 T 81.35肅（ 二）傾覆穩(wěn)定性袀 1、求各力對(duì)墻 0 點(diǎn)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=