地基處理加筋法培訓講義t共40

地基處理

GroundTreatment重慶交通大學河海學院吳文雪

第16章加筋法

Chapter16ReinforcementMethod

16.1概述

16.1Introduction

土的加筋是指在人工填土的路堤或擋墻內鋪設土工合成材料，或在邊坡內打入土錨（或土釘、樹根樁等），這種人工復合土體稱為加筋土，它可提高地基承載力、減小沉降和增加地基穩(wěn)定性。這種起加筋作用的人工材料稱為筋體。

加筋土法的基本機理是通過土體與筋體間的摩擦作用，使土體中的拉應力傳遞到筋體上，筋體承受拉力，而筋間土承受壓應力及剪應力，使加筋土中的筋體和土體都能較好發(fā)揮自己的潛能。土的加筋在我國古代漢武帝時就有以草枝建造長城的記載?，F(xiàn)代加筋土技術的發(fā)展始于20世紀60年代初期，法國工程師HenriVidal首先在試驗中發(fā)現(xiàn)，當土摻有纖維材料時，其強度可明顯提高到原有天然土強度的好幾倍，并由此提出了土的加筋概念和理論。

一、概述加筋土擋墻（ReinforcedEarthwall）系由填土、在填土中布置一定量的拉筋以及直立的墻面板三部分組成一個整體的復合結構。

1965年法國普拉聶爾斯成功地建成了世界第一座加筋土擋墻。1979年我國云南田壩礦區(qū)貯煤場修建了加筋土擋墻。16.2加筋土擋墻

16.2ReinforcedRetainingWall加筋土擋墻示意圖

加筋土擋墻的特點：（1）它可做成很高的垂直填土；（2）充分利用材料性能，特別是土與拉筋的共同作用，使擋土墻結構輕型化；（3）面板、筋帶可在工廠中定型制造加工；（4）施工簡便、快速；（5）適應性好，具有柔性結構的性能，可承受較大的地基變形，適用于軟土地基；

（6）整體性較好，它所特有的柔性能夠很好地吸收地震能量，具有良好的抗震性能；（7）面板的形式可根據(jù)需要選擇，拼裝完成后造型美觀，適合于城市道路的支擋工程。二、加固機理

1加筋土基本原理

2加筋土擋墻破壞機理

（1）加筋土擋墻的內部穩(wěn)定性拉筋拔出破壞、拉筋斷裂、面板與拉筋間接頭破壞、面板斷裂、貫穿回填土破壞、沿拉筋表面破壞。（2）加筋土擋墻的外部穩(wěn)定性土坡整體失穩(wěn)、滑動破壞、傾覆破壞、承載力破壞。

三、設計計算

1加筋土擋墻的型式可分為路肩式和路堤式擋墻。根據(jù)拉筋不同的配置方法，可分為單面加筋土擋墻、雙面分離式加筋土擋墻、雙面交錯式加筋土擋墻以及臺階式加筋土擋墻。

2加筋土擋墻的荷載應根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用荷載，選擇荷載組合。3面板板面板板一一般般采采用用混混凝凝土土預預制制構構件件，，其其強強度度等等級級不不應應低低于于C18，厚厚度度不不應應小小于于80mm。4拉筋筋拉筋筋應應采采用用抗抗拉拉強強度度高高、、伸伸長長率率小小、、耐耐腐腐蝕蝕和和柔柔韌韌性性好好的的材材料料，，同同時時要要求求加加工工、、接接長長以以及及與與面面板板的的連連接接簡簡單單。。如如鍍鍍鋅鋅扁扁鋼鋼帶帶、、鋼鋼筋筋混混凝凝土土帶帶、、聚聚丙丙烯烯土土工工聚聚合合物物等等。。5填土土加筋筋土土擋擋墻墻內內填填土土一一般般應應具具有有易易壓壓實實、、能能與與拉拉筋筋產(chǎn)產(chǎn)生生足足夠夠的的摩摩擦擦力力以以及及水水穩(wěn)穩(wěn)定定性性好好的的要要求求。。一一般般要要求求填填土土的的塑塑性性指指數(shù)數(shù)小小于于6，內內摩摩擦擦角角大大于于34度，，小小于于0.015mm的細細顆顆粒粒重重量量少少于于15％。。應應優(yōu)優(yōu)先先采采用用有有一一定定級級配配的的礫礫類類土土或或砂砂類類土土。。6加筋筋土土擋擋墻墻構構造造設設計計7加筋筋土土結結構構計計算算（1）加筋土土擋墻的的內部穩(wěn)穩(wěn)定性計計算1）土壓力力計算2）拉筋所所受拉力力計算3）拉筋的的斷面計計算4）拉筋的的長度計計算5）拉筋的的總長度度計算（2）加筋土土擋墻的的外部穩(wěn)穩(wěn)定性計計算包括擋墻墻地基承承載力、、基底抗抗滑穩(wěn)定定性、抗抗傾覆穩(wěn)穩(wěn)定性和和整體抗抗滑穩(wěn)定定性等的的驗算，，與一般般重力式式擋土墻墻的計算算方法相相同。四、施工工技術1基礎施工工2面板安裝裝3拉筋鋪設設4填土的鋪鋪筑和壓壓實一、概述述土工合成成材料已已有100年左右的的歷史，，但應用用于土木木工程是是20世紀30年代末才才開始的的。我國國于60年代中期期將有紡紡織物應應用于河河道、涵涵閘及防防治路基基翻漿冒冒泥等工工程。80年代中期期，土工工合成材材料在我我國水利利、鐵路路、公路路、軍工工、港口口、建筑筑、礦山山、冶金金和電力力等部門門逐漸推推廣。1986、1989、1992年分別在在天津、、沈陽和和江蘇儀儀征召開開了三屆屆土工合合成材料料學術會會議。16.3土工合成成材料16.3Geosynthetics單向土工工格柵加加筋橋臺臺單向土工工格柵加加筋橋臺臺土工加筋筋帶單向土工工格柵加加筋土路路堤單向土工工格格柵加筋筋土路堤堤二、土工工合成材材料產(chǎn)品品類型（一）有有紡型土土工織物物（Wovengeotextile）（二）無無紡型土土工織物物（Nonwovengeotextile）1熱壓處理理法；2針刺機械械處理法法；3化學粘結結處理法法。（三）合合成型土土工織物物1土工膜（（Geomembrane）2土工格柵柵（Geogrid）3土工網(wǎng)（（Geonet，Geoweb）（四）復復合型土土工織物物（Geocomposite）1復合土工工膜2土工塑料料排水帶帶3土工墊4土工格室室三、土土工合成成材料特特性（一）物物理特性性1相對密度度2單位面積積質量3厚度（二）力力學特性性1壓縮性2抗拉強度度3撕裂強度度4握持強度度5頂破強度度6刺破強度度7穿透強度度8摩擦系數(shù)數(shù)（三）水水理性特特性1孔隙率2開孔面積積率3等效孔徑徑4垂直滲透透系數(shù)5水平滲透透系數(shù)（四）耐耐久性和和環(huán)境影影響1抗老化2徐變性四、土工工合成材材料的主主要功能能（一）排排水作用用（二）隔隔離作用用（三）反反濾作用用（四）加加筋作用用1用于加固固土坡和和堤壩2用于加固固地基3用于加筋筋土擋墻墻五、設計計計算（一）作作為濾層層時的設設計（二）作作為加筋筋時的設設計1地基加固固2路堤加固固3加筋土擋擋墻六、施工工技術一、概述述土釘是將將拉筋插插入土體體內部，，常用鋼鋼筋做拉拉筋，尺尺寸小，，全長度度與土粘粘結，并并在坡面面上噴射射混凝土土，從而而形成土土體加固固區(qū)帶，，其結構構類似于于重力式式擋墻，，用以提提高邊坡坡的穩(wěn)定定性，適適用于開開挖支護護和天然然邊坡加加固，是是一項實實用有效效的原位位巖土加加筋技術術。16.4土釘釘16.4SoilNailing土釘墻墻施工工土釘墻墻施工工錨桿施施工土釘墻墻施工工（噴噴射混混凝土土面層層）土釘墻墻二、土土釘?shù)牡念愋托?、特特點及及適用用性按施工工方法法，土土釘可可分鉆鉆孔注注漿型型土釘釘、打打入型型土釘釘和射射入型型土釘釘三類類。土釘具具有如如下特特點：：（1）形成成的土土釘墻墻復合合體，，顯著著提高高了邊邊坡整整體穩(wěn)穩(wěn)定性性和承承受坡坡頂超超載的的能力力。（2）施工工簡單單，施施工效效率高高。（3）對場場地鄰鄰近建建筑物物影響響小。。（4）經(jīng)濟濟效益益好。。土釘適適用于于地下下水位位低于于土坡坡開挖挖段或或經(jīng)過過降水水使地地下水水位低低于開開挖層層的情情況。。為了了保證證土釘釘?shù)氖┦┕?，，土層層在分分階段段開挖挖時應應能保保持自自立穩(wěn)穩(wěn)定。。為此此，土土釘適適用于于有一一定粘粘結性性的雜雜填土土、粘粘性土土、粉粉土、、黃土土類土土及弱弱膠結結的砂砂土邊邊坡。。三、土土釘與與加筋筋土擋擋墻的的比較較1土釘施施工““自上上而下下”；；加筋筋土擋擋墻則則是““自下下而上上”。。2土釘是是原位位加筋筋技術術，不不像加加筋土土擋墻墻那樣樣，能能夠預預定和和控制制加筋筋土填填土的的性質質。3土釘技技術通通常包包含使使用灌灌漿技技術，，使筋筋體和和其周周圍土土層粘粘結起起來，，載荷荷通過過漿體體傳遞遞給土土層。。在加加筋土土擋墻墻中，，摩擦擦力直直接產(chǎn)產(chǎn)生于于筋條條和土土層間間。4土釘既既可水水平布布置，，也可可傾斜斜布置置。加加筋土土擋墻墻的拉拉筋一一般水水平設設置。。四、土土釘釘與土土層錨錨桿的的比較較1土層錨錨桿在在安裝裝后便便于張張拉，，土釘釘則不不予張張拉，，發(fā)生生少量量位移移后才才可發(fā)發(fā)揮作作用。。2土釘?shù)牡慕^大大部分分和土土層相相接觸觸，而而土層層錨桿桿多通通過在在錨桿桿末端端固定定的部部分傳傳遞荷荷載，，兩者者在土土體中中產(chǎn)生生的應應力不不同。。3土釘?shù)牡陌惭b裝密度度很高高，單單筋破破壞的的后果果不嚴嚴重。。4因錨桿桿承受受荷載載很大大，在在錨桿桿的頂頂部需需安裝裝適當當?shù)某谐休d裝裝置。。5錨桿往往往較較長（（一般般15～45m）。五、加加固機機理1土釘對對復合合土體體起著著箍束束骨架架作用用；2土釘與與土體體共同同承擔擔外荷荷載和和土體體自重重應力力；3土釘起起著應應力傳