地基處理(加筋法)

1、16 加筋法n定義：加筋法是指在人工填土的路堤或擋墻內(nèi)鋪設(shè)土工合成材料（或鋼帶、鋼條、鋼筋混凝土（串）帶、尼龍繩等），或在邊坡內(nèi)打入土錨（或土釘、樹根樁）等抗拉材料，依靠它們限制土的變形限制土的變形，改善土的力學(xué)性能，提高土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的方法。n機(jī)理：通過土體與筋體間的摩擦作用摩擦作用，使土體中的拉應(yīng)力傳遞到筋體上，筋體承受拉力，而筋間土承受壓應(yīng)力及剪應(yīng)力，使加筋土中的筋體和土體都能較好地發(fā)揮自己的潛能。加筋土結(jié)構(gòu)加筋土結(jié)構(gòu)承載加筋結(jié)構(gòu)承載加筋結(jié)構(gòu)原位加筋結(jié)構(gòu)原位加筋結(jié)構(gòu)加筋法的結(jié)構(gòu)類型一般不承受大的外部荷載，包括擋墻、邊坡、路堤、壩等在自重下通常是穩(wěn)定的，設(shè)計(jì)主要考慮在容許變形之下承受附加

2、荷載的能力。包括橋臺、柔性加筋路面等用長金屬桿打入或插入原位不擾動土體的加筋結(jié)構(gòu)。例如錨桿、土釘?shù)取Ｒ?、加筋土擋墻一、加筋土擋?由填土、在填土中布置的一定量的拉筋、直立的墻面板三部分組成的整體的復(fù)合結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在著墻面的土壓力、拉筋的拉力以及填料與拉筋間的摩擦力等相互作用的內(nèi)力。這些內(nèi)力相互平衡，保證了這一復(fù)合結(jié)構(gòu)的內(nèi)部穩(wěn)定。拉筋拉筋墻面板墻面板填土填土施工工藝施工工藝 基礎(chǔ)施工面板安裝拉筋鋪設(shè)填土的鋪筑和壓實(shí)圖a 路肩式擋土墻圖b （施工中的）路堤式擋土墻設(shè)計(jì)考慮設(shè)計(jì)考慮 根據(jù)拉筋不同的配置方法，可分為單面加筋土擋墻、雙面加筋土擋墻（分離式、交錯式）、臺階式加筋土擋墻。1、加筋土擋墻

3、的類型 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為路肩式和路堤式擋墻。2、加筋土擋墻的荷載 應(yīng)根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用荷載，選擇荷載組合。3、面板 面板一般采用混凝土預(yù)制構(gòu)件，其強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C18，厚度不應(yīng)小于80mm。 由于各面板間的空隙都能排水，故排水性能良好。但內(nèi)側(cè)必須設(shè)置反濾層，防止填土的流失。4、拉筋 拉筋應(yīng)采用抗拉強(qiáng)度高、伸長率小、耐腐蝕和柔韌性好的材料，同時要求加工、接長以及與面板的連接簡單。注意鋼帶和鋼筋混凝土帶的連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)做防銹處理。 5、填土 加筋土擋墻內(nèi)填土一般應(yīng)具有易壓實(shí)、能與拉筋產(chǎn)生足夠的摩擦力以及水穩(wěn)定性好的要求。 一般要求填土的內(nèi)摩擦角大于34，小0.015mm的細(xì)顆粒重量少于

4、15。應(yīng)優(yōu)先采用有一定級配的礫類土或砂類土。6、加筋土擋墻構(gòu)造設(shè)計(jì)1、加筋土擋墻的平面線形可采用直線、折線和曲線。相鄰墻面的內(nèi)夾角不宜小于70。2、加筋土擋墻橫斷面形式一般采用矩形，但也可采用非規(guī)則的形式。3、加筋土擋墻面板基礎(chǔ)地面的埋置深度，對于一般土質(zhì)地基不應(yīng)小于0.6m；面板下部應(yīng)設(shè)置寬度不小于0.3m，厚度不小于0.2m的混凝土基礎(chǔ)，但屬下列情況之一者可不設(shè)： 面板筑于石砌圬工或混凝土之上； 地基為基巖。4、對設(shè)置在斜坡上的加筋土結(jié)構(gòu)，應(yīng)在墻角設(shè)置寬度不小于1m的護(hù)腳，防止前沿土體水平推動力作用下剪切破壞，導(dǎo)致加筋土結(jié)構(gòu)喪失穩(wěn)定性。5、加筋土擋墻應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、墻高等條件設(shè)置沉降縫。

5、6、墻頂一般均需設(shè)置帽石。帽石的分段應(yīng)與墻體的沉降縫在同一位置處。7、加筋土結(jié)構(gòu)計(jì)算 （1）加筋土擋墻的內(nèi)部穩(wěn)定性計(jì)算 加筋土擋墻的內(nèi)部穩(wěn)定性是指拉筋破壞或土間摩擦力不足，以致加筋土擋墻整體結(jié)構(gòu)遭到破壞。 拉筋強(qiáng)度錨固長度（2）加筋土擋墻的外部穩(wěn)定性計(jì)算 演算時可將拉筋末端的連線與墻面板間視為整體結(jié)構(gòu)，其他與一般重力式擋土墻的計(jì)算方法相同。二、土釘二、土釘n土釘是將拉筋插入土體內(nèi)部，并在坡土釘是將拉筋插入土體內(nèi)部，并在坡面上噴射混凝土，從而形成土體加固面上噴射混凝土，從而形成土體加固區(qū)帶，其結(jié)構(gòu)類似于重力式擋墻，用區(qū)帶，其結(jié)構(gòu)類似于重力式擋墻，用以提高邊坡的穩(wěn)定性，適用于開挖支以提高邊坡的穩(wěn)定

6、性，適用于開挖支護(hù)和天然邊坡加固，是一項(xiàng)實(shí)用有效護(hù)和天然邊坡加固，是一項(xiàng)實(shí)用有效的原位巖土加筋技術(shù)。的原位巖土加筋技術(shù)。n工程上常用鋼筋做拉筋，尺寸小，全工程上常用鋼筋做拉筋，尺寸小，全長度與土黏結(jié)。長度與土黏結(jié)。土釘?shù)念愋汀⑻攸c(diǎn)及適用性土釘?shù)念愋?、特點(diǎn)及適用性n按施工方法，土釘可分按施工方法，土釘可分鉆孔注漿型土釘鉆孔注漿型土釘、打入型土釘和射入型土釘三類。、打入型土釘和射入型土釘三類。n土釘具有如下特點(diǎn)：土釘具有如下特點(diǎn)： （1 1）形成的土釘墻復(fù)合體，顯著提高了邊坡整體穩(wěn)定性和承受坡頂超載的能）形成的土釘墻復(fù)合體，顯著提高了邊坡整體穩(wěn)定性和承受坡頂超載的能力。力。 （2 2）施工簡單，施

7、工效率高。）施工簡單，施工效率高。 （3 3）對場地鄰近建筑物影響小。）對場地鄰近建筑物影響小。 （4 4）經(jīng)濟(jì)效益好。）經(jīng)濟(jì)效益好。n土釘適用于土釘適用于地下水位地下水位低于土坡開挖段或經(jīng)過降水使地下水位低于開挖層的情況。低于土坡開挖段或經(jīng)過降水使地下水位低于開挖層的情況。為了保證土釘?shù)氖┕?，土層在分階段開挖時應(yīng)能保持為了保證土釘?shù)氖┕?，土層在分階段開挖時應(yīng)能保持自立穩(wěn)定自立穩(wěn)定。 為此，土釘適用于有一定黏結(jié)性的雜填土、黏性土、粉土、黃土類土及弱膠結(jié)為此，土釘適用于有一定黏結(jié)性的雜填土、黏性土、粉土、黃土類土及弱膠結(jié)的砂土邊坡。的砂土邊坡。施工過程施工過程按設(shè)計(jì)要求開挖工作面噴射第一層混凝土

8、鉆孔、安設(shè)土釘、注漿、安設(shè)連接件綁扎鋼筋網(wǎng)噴射第二層混凝土設(shè)置坡頂和坡腳的排水系統(tǒng)土釘與加筋土擋墻的比較土釘與加筋土擋墻的比較土釘土釘加筋土擋墻加筋土擋墻 施工施工自上而下自上而下自下而上自下而上加筋技術(shù)加筋技術(shù)原位加筋技術(shù)原位加筋技術(shù)能夠預(yù)定和控制加筋土能夠預(yù)定和控制加筋土填土的性質(zhì)填土的性質(zhì)摩擦力傳遞不同摩擦力傳遞不同通常包含使用灌漿技術(shù)通常包含使用灌漿技術(shù)，載荷通過漿體傳遞給，載荷通過漿體傳遞給土層土層摩擦力直接產(chǎn)生于筋條摩擦力直接產(chǎn)生于筋條和土層間和土層間拉筋布置拉筋布置可水平布置，也可傾斜可水平布置，也可傾斜布置布置一般水平設(shè)置一般水平設(shè)置加固機(jī)理加固機(jī)理1 1、土釘對土體起著、土釘

9、對土體起著箍束骨架箍束骨架作用；作用；2 2、土釘起著、土釘起著應(yīng)力傳遞與擴(kuò)散應(yīng)力傳遞與擴(kuò)散作用；作用；3 3、土釘與土體共同承擔(dān)外荷載和土釘與土體共同承擔(dān)外荷載和土體自重應(yīng)力；土體自重應(yīng)力；4 4、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面板可限制坡、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面板可限制坡面膨脹，削弱內(nèi)部塑變，加強(qiáng)邊面膨脹，削弱內(nèi)部塑變，加強(qiáng)邊界約束。界約束。 土釘加筋的邊坡內(nèi)，同樣存在土釘加筋的邊坡內(nèi)，同樣存在著主動區(qū)和被動區(qū)，主動區(qū)和被著主動區(qū)和被動區(qū)，主動區(qū)和被動區(qū)內(nèi)土體和土釘間摩擦力的發(fā)動區(qū)內(nèi)土體和土釘間摩擦力的發(fā)揮方向正好相反，被動區(qū)內(nèi)土釘揮方向正好相反，被動區(qū)內(nèi)土釘可起到錨固作用。可起到錨固作用。三、土工合成材料

10、三、土工合成材料定義：土工合成材料是土木工程中應(yīng)用的合成材料的總稱。作為一種新型的土木工程材料，它以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用。種類： 1、土工織物。透水性土工合成材料 2、土工膜。以聚氯乙烯、聚化氯乙烯等為原料制成的透水性極低的薄膜或薄片。 3、特種土工合成材料 4、復(fù)合型土工合成材料土工合成材料中的很多類型，如無紡?fù)凉た椢?，可以將土中的水積聚到織物內(nèi)部，沿著織物平面形成排水通道將水排出土體。主要功主要功能能1、排水作用2、隔離作用3、反濾作用4、加筋作用5、防滲與防護(hù)作用反濾是指在使液體

11、通過的同時，保持受滲透壓力作用的土粒不流失。因與過濾的水流方向相反，故稱作反濾。當(dāng)水流沿織物平面法向流過時，可有效阻止圖顆粒不被水流沖走，起到反濾作用。為土體提供抗拉強(qiáng)度，改善土工結(jié)構(gòu)的整體受力條件，提高地基的承載力增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。主要應(yīng)用在土坡，堤壩、地基和擋土墻中防止水和其他液體滲漏，以保護(hù)環(huán)境和工程結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算作為濾層時的設(shè)計(jì)作為加筋時的設(shè)計(jì)1 1、作為濾層時的設(shè)計(jì)、作為濾層時的設(shè)計(jì)l 一般在反濾層設(shè)計(jì)時，既要求有足夠的透水性，又要求能有效防止土顆粒被帶走。l 宜在土工聚合物與被保護(hù)的土層間鋪設(shè)150mm厚的砂墊層，以免土工聚合物的孔隙被堵塞。l 設(shè)計(jì)時的兩個主

12、要的因素是土工聚合物的有效孔徑和透水性能。防止管涌防止管涌 ： D15fD15bf保證均勻性保證均勻性： D50f25D50b(對級配不良的土） D50fD50b（對級配均勻的土） D15f-表示相應(yīng)于顆粒粒徑分配曲線上百分?jǐn)?shù)p為15%時的顆粒粒徑（mm），角標(biāo)“f”表示濾層土?！癰”表示被保護(hù)土。 在軟弱路基基底與填土間鋪以土工聚合物。作用：1、由于土工聚合物具有較高的延伸率，從而可使上部負(fù)荷擴(kuò)散，提高原地基承載力，并使填土增加穩(wěn)定性； 2、鋪設(shè)后施工機(jī)械行駛方便，工程竣工后還能起排水作用，加速沉降和固結(jié)。3、減少路堤底的差異沉降若土工聚合物為多層，則應(yīng)在層土間填以中、粗砂以增加摩擦力。2

13、2、作為加筋時的設(shè)計(jì)、作為加筋時的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)其地基極限承載力：，-基礎(chǔ)的形狀系數(shù)，一般取=1.0，=0.5c-土的粘聚力（kPa）Nc，Nq-與內(nèi)摩擦角有關(guān)的承載力系數(shù)，一般Nc=5.3，Nq=1.4p-土工聚合物的抗拉強(qiáng)度b-基礎(chǔ)寬度-基礎(chǔ)邊緣土工聚合物的傾斜角，一般為1017r-假象圓的半徑，一般為3m，或?yàn)檐浲翆雍穸鹊囊话耄荒艽笥?m。2sins ccqpppcNNbr 原天然地基的原天然地基的極限承載力極限承載力由于地基沉降使由于地基沉降使土工聚合物發(fā)生土工聚合物發(fā)生形變而承受的拉力形變而承受的拉力土工聚合物阻止土工聚合物阻止隆起而產(chǎn)生的平衡隆起而產(chǎn)生的平衡鎮(zhèn)壓作用鎮(zhèn)壓作用瑞典法：假

14、定土工合成材料的拉應(yīng)力總是保持在原來鋪設(shè)方向。 增加土工合成材料后的安全系數(shù) K=（M抗+M土工織物）/M滑 故增加的安全系數(shù)： K=（Sa+Stan1b）/M滑S土工合成材料的總抗拉強(qiáng)度，Stan1為克服填土內(nèi)沿垂直方向開裂而產(chǎn)生的抗力。（1為填土的內(nèi)摩擦角）荷蘭法：假定土工合成材料在滑弧切割處形成一個相適應(yīng)的扭矩， 且土工合成材料的抗拉強(qiáng)度S可認(rèn)為是直接切于滑弧的。增加土工合成材料的安全系數(shù)Qi某一分條土體的重力（kN） Ci填土的粘聚力（kPa）li某分條滑弧的長度 i某分條與滑動面的傾斜角i土的內(nèi)摩擦角故增加的安全系數(shù)為 K=SR/M滑(costan)K=sini iiiiiiclQS

15、Q以上兩種計(jì)算均滿足時，才可認(rèn)為路堤是穩(wěn)定的。施工技術(shù)施工技術(shù)一、施工方法要點(diǎn)1、鋪設(shè)土工合成材料時，應(yīng)注意均勻和平整；在斜坡上施工時應(yīng)保持一定的松緊度；在護(hù)岸工程坡面上鋪設(shè)時，上坡段土工合成材料應(yīng)搭接在下坡段土工合成材料上。2、 對土工合成材料的局部地方，不要加過大的局部應(yīng)力，以防損壞土工合成材料。3、 土工合成材料用于反濾層作用時，要求保證連續(xù)性，不使出現(xiàn)扭曲、折皺和重疊。4、盡量避免長時間的暴曬而使材料劣化。5、土工合成材料的端部要先鋪填，中間后填，端部錨固必須精心施工。6、第一層鋪墊厚度應(yīng)在0.5m以下，但不要使推土機(jī)的刮土板損壞所鋪填的土工合成材料。當(dāng)土工合成材料受到損壞時，應(yīng)予立即修補(bǔ)。7、預(yù)先將基地進(jìn)行清理，否則會使土工合成材料難以發(fā)揮其抗拉強(qiáng)度。二、接縫連接方法 土工合成材料是按照一定規(guī)格的面積和長度在工廠進(jìn)行定型生產(chǎn)的，因此這些材料運(yùn)到現(xiàn)場后必須進(jìn)行連接。連接時可采用搭接、縫接、膠結(jié)和U形釘釘住等方法。 1、搭接法 搭接必須保持有足夠的長度，一般在0.3-1.0m間。堅(jiān)固和水平的