地基處理加筋法

關(guān)于地基處理加筋法第1頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三定義：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，改善土的力學(xué)性能，提高土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的方法。機(jī)理：通過土體與筋體間的摩擦作用，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。第2頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三加筋土結(jié)構(gòu)承載加筋結(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荷載的能力。包括橋臺(tái)、柔性加筋路面等用長(zhǎng)金屬桿打入或插入原位不擾動(dòng)土體的加筋結(jié)構(gòu)。例如錨桿、土釘?shù)?。?頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、加筋土擋墻

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。拉筋墻面板填土第4頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三施工工藝基礎(chǔ)施工面板安裝拉筋鋪設(shè)填土的鋪筑和壓實(shí)第5頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三圖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(cuò)式）、臺(tái)階式加筋土擋墻。1、加筋土擋墻的類型根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為路肩式和路堤式擋墻。第6頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、加筋土擋墻的荷載應(yīng)根據(jù)可能同時(shí)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(jí)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。第7頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4、拉筋

拉筋應(yīng)采用抗拉強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率小、耐腐蝕和柔韌性好的材料，同時(shí)要求加工、接長(zhǎng)以及與面板的連接簡(jiǎn)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15％。應(yīng)優(yōu)先采用有一定級(jí)配的礫類土或砂類土。第8頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6、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(duì)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)：①面板筑于石砌圬工或混凝土之上；②地基為基巖。4、對(duì)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(dòng)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。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。第9頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7、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(zhǎng)度（2）加筋土擋墻的外部穩(wěn)定性計(jì)算演算時(shí)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。第10頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、土釘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)。工程上常用鋼筋做拉筋，尺寸小，全長(zhǎng)度與土黏結(jié)。第11頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三土釘?shù)念愋汀⑻攸c(diǎn)及適用性

按施工方法，土釘可分鉆孔注漿型土釘、打入型土釘和射入型土釘三類。土釘具有如下特點(diǎn)：（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力。（2）施工簡(jiǎn)單，施工效率高。（3）對(duì)場(chǎng)地鄰近建筑物影響小。（4）經(jīng)濟(jì)效益好。土釘適用于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。為了保證土釘?shù)氖┕?，土層在分階段開挖時(shí)應(yīng)能保持自立穩(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)的砂土邊坡。第12頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三施工過程按設(shè)計(jì)要求開挖工作面噴射第一層混凝土鉆孔、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)第13頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三土釘與加筋土擋墻的比較土釘加筋土擋墻施工自上而下自下而上加筋技術(shù)原位加筋技術(shù)能夠預(yù)定和控制加筋土填土的性質(zhì)摩擦力傳遞不同通常包含使用灌漿技術(shù)，載荷通過漿體傳遞給土層摩擦力直接產(chǎn)生于筋條和土層間拉筋布置可水平布置，也可傾斜布置一般水平設(shè)置第14頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三加固機(jī)理1、土釘對(duì)土體起著箍束骨架作用；2、土釘起著應(yīng)力傳遞與擴(kuò)散作用；3、土釘與土體共同承擔(dān)外荷載和土體自重應(yīng)力；4、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)邊界約束。

土釘加筋的邊坡內(nèi)，同樣存在著主動(dòng)區(qū)和被動(dòng)區(qū)，主動(dòng)區(qū)和被動(dòng)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(dòng)區(qū)內(nèi)土釘可起到錨固作用。第15頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、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)合型土工合成材料第16頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三土工合成材料中的很多類型，如無(wú)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通過的同時(shí)，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(shí)，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。第17頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三設(shè)計(jì)計(jì)算1作為濾層時(shí)的設(shè)計(jì)2作為加筋時(shí)的設(shè)計(jì)第18頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、作為濾層時(shí)的設(shè)計(jì)一般在反濾層設(shè)計(jì)時(shí)，既要求有足夠的透水性，又要求能有效防止土顆粒被帶走。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。設(shè)計(jì)時(shí)的兩個(gè)主要的因素是土工聚合物的有效孔徑和透水性能。防止管涌：

D15f<5D85b保證透水性：D15f>D15bf保證均勻性：D50f<25D50b(對(duì)級(jí)配不良的土）D50f<D50b（對(duì)級(jí)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(shí)的顆粒粒徑（mm），角標(biāo)“f”表示濾層土?！癰”表示被保護(hù)土。第19頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

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。地基加固2、作為加筋時(shí)的設(shè)計(jì)第20頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三設(shè)計(jì)其地基極限承載力：α，β----基礎(chǔ)的形狀系數(shù)，一般取α=1.0，β=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θ----基礎(chǔ)邊緣土工聚合物的傾斜角，一般為10°~17°r----假象圓的半徑，一般為3m，或?yàn)檐浲翆雍穸鹊囊话?，但不能大?m。原天然地基的極限承載力由于地基沉降使土工聚合物發(fā)生形變而承受的拉力土工聚合物阻止隆起而產(chǎn)生的平衡鎮(zhèn)壓作用第21頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三路堤加固瑞典法：假定土工合成材料的拉應(yīng)力總是保持在原來(lái)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)：

ΔK=（S?a+S?tanΦ1?b）/M滑S——土工合成材料的總抗拉強(qiáng)度，S?tanΦ1——為克服填土內(nèi)沿垂直方向開裂而產(chǎn)生的抗力。（Φ1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(gè)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(zhǎng)度αi——某分條與滑動(dòng)面的傾斜角Φi——土的內(nèi)摩擦角故增加的安全系數(shù)為

ΔK=SR/M滑以上兩種計(jì)算均滿足時(shí)，才可認(rèn)為路堤是穩(wěn)定的。第22頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三施工技術(shù)一、施工方法要點(diǎn)1、鋪設(shè)土工合成材料時(shí)，應(yīng)注意均勻和平整；在斜坡上施工時(shí)應(yīng)保持一定的松緊度；在護(hù)岸工程坡面上鋪設(shè)時(shí)，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(duì)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(shí)，要求保證連續(xù)性，不使出現(xiàn)扭曲、折皺和重疊。第23頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4、盡量避免長(zhǎng)時(shí)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(shí)，應(yīng)予立即修補(bǔ)。7、預(yù)先將基地進(jìn)行清理，否則會(huì)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(zhǎng)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(chǎng)后必須進(jìn)行連接。連接時(shí)可采用搭接、縫接、膠結(jié)和U形釘釘住等方法。第24頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

1、搭接法

搭接必須保持有足夠的長(zhǎng)度，一般在0.3-1.0m間。堅(jiān)固和水平的路基則一般為0.3m，軟的和不平的路基則需1m。在水下不規(guī)則鋪設(shè)時(shí)，搭接長(zhǎng)度還要大些。在搭接處應(yīng)盡量避免受力