加筋體材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第五章加筋土擋土墻

第一章概述第二節(jié)加筋土的基本原理第三節(jié)加筋體材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié)概述加筋土擋土墻是利用加筋土技術(shù)修建的一種支擋結(jié)構(gòu)物。加筋土是一種在土中加入拉筋的復(fù)合土，它利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程性能，從而達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻一般應(yīng)用于地形較為平坦且寬敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。在公路工程中，常見的加筋土擋土墻形式有下列幾種：

(1)單面式加筋土擋土墻；

(2)雙面式加筋土擋土墻，雙面式中又分為分離式、交錯(cuò)式以及對(duì)拉式加筋土擋土墻；

(3)臺(tái)階式加筋土擋土墻；

(4)無(wú)面板加筋墻。按拉筋的形式可分為條帶式加筋土擋土墻，即拉筋為條帶式，每一層布滿鋪拉筋；席墊式土工合成材料加筋擋土墻，即每一層連續(xù)滿鋪土工格網(wǎng)或土工席墊拉筋。目前，我國(guó)主要采用條帶式有面板的加筋土擋土墻。(1)組成加筋土的墻面板和拉筋可以預(yù)先制作，在現(xiàn)場(chǎng)用機(jī)械(或人工)分層填筑。這種裝配式的方法，施工簡(jiǎn)便、快速，并且節(jié)省勞力和縮短工期。

(2)加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基輕微的變形。在軟弱地基上修筑時(shí)，由于拉筋在填筑過(guò)程中逐層埋設(shè)，所以，因填土引起的地基變形對(duì)加筋土擋土墻的穩(wěn)定性影響比對(duì)其它結(jié)構(gòu)物小，地基的處理也較簡(jiǎn)便。

(3)加筋土擋土墻具有一定的柔性，抗振動(dòng)性強(qiáng)，因此，它也是一種很好的抗振結(jié)構(gòu)物。

(4)加筋土擋土墻節(jié)約占地，造型美觀。由于墻面板可以垂直砌筑，可大量減少占地。擋土墻的總體布設(shè)和墻面板的形式圖案可根據(jù)周圍環(huán)境特點(diǎn)和需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(5)加筋土擋土墻造價(jià)比較低。與鋼筋混凝土擋土墻相比，可減少造價(jià)一半左右；與石砌重力式擋土墻比較，也可節(jié)約20％以上。而且，加筋土擋土墻造價(jià)的節(jié)省隨墻高的增加而愈加顯著，因此它具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。加筋土的特點(diǎn)加筋體材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一、加筋體橫斷面矩形倒梯形正梯形加筋土擋土墻的構(gòu)造(一)加筋體加筋體墻面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°。加筋體的橫斷面形式—船應(yīng)采用矩形。

(二)基礎(chǔ)加筋體墻面下部應(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。

(三)排水設(shè)施對(duì)可能危害加筋體的地面水和地下水，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)呐潘蚍浪胧?。（四）沉降伸縮縫加筋土擋土墻應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、墻高等條件設(shè)置沉降縫，沉降縫間距：土質(zhì)地基為10~30m，巖石地基可適當(dāng)增大。沉降縫、伸縮縫寬度一放為1~2cm，可采用瀝青板、軟木板或?yàn)r青麻絮等填塞。二填料

1、填料是加筋土工程的主體材料，對(duì)填料的一般要求如下：2、易壓實(shí)；能與拉筋產(chǎn)生足夠的摩擦力；滿足化學(xué)和電化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)；水穩(wěn)定性好。3、有一定級(jí)配的礫類土、砂類土，與拉筋之間的摩擦力大，是透水性能好，應(yīng)優(yōu)先選用；碎石土、結(jié)土、中低液限粘質(zhì)土和穩(wěn)定土也可采用；腐質(zhì)土、凍結(jié)土等影響拉筋和面板使用壽命的應(yīng)禁止采用。4、填料的設(shè)計(jì)參數(shù)包括容重r、計(jì)算內(nèi)摩擦角Ψ和摩擦系數(shù)f等，應(yīng)由試驗(yàn)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。三拉筋

1、拉筋的主要作用是與填料產(chǎn)生摩擦力，并承受結(jié)構(gòu)內(nèi)部的拉力。因此，拉筋必須具有以下特性；具有較高的強(qiáng)度，受力后變形??；較好的柔性與韌性：表面粗糙，能與填料產(chǎn)生足夠的摩擦力；抗腐蝕性和耐久性好；加工、接長(zhǎng)和與面板的連接簡(jiǎn)單。2、筋帶可以分為鋼帶、鋼筋混凝土帶和聚丙烯土工帶、鋼塑復(fù)合帶等。高速公路和一級(jí)公路上的加筋土工程應(yīng)采用鋼帶或鋼筋混凝土帶。四墻面板

面板的主要作用是防止端部土體從拉筋間擠出。1．一般規(guī)定(1)面板設(shè)計(jì)應(yīng)滿足堅(jiān)固、美觀、運(yùn)輸方便和易于安裝等要求。(2)面板一般采用混凝土頂制件，其強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C18，厚度不應(yīng)小于8cm。(3)面板上的筋帶結(jié)點(diǎn)，可采用預(yù)埋鋼拉環(huán)、鋼板錨頭或頂留穿筋孔等形式。鋼拉環(huán)應(yīng)采用直徑不小于10mm的I級(jí)鋼筋；鋼板錨頭應(yīng)采用厚度不小于3mm的鋼板。露于混凝土外部的鋼拉環(huán)、鋼板錨頭應(yīng)做防銹處理，聚丙烯土工帶與鋼拉環(huán)的接觸面應(yīng)做隔離處理。(4)面板四周應(yīng)設(shè)企口和相互連接的裝置。失穩(wěn)的立交橋加筋土擋土墻第二節(jié)加筋土的基本原理

砂性土在自重或外力作用下易產(chǎn)生嚴(yán)重的變形或坍塌。若在土中沿應(yīng)變方向埋置具有韌性的拉筋材料，則土與拉筋材料產(chǎn)生摩擦，使加筋土猶如具有某種程度的粘聚性，從而改良了土的力學(xué)特性。其基本原理存在于拉筋與土之間的相互摩阻聯(lián)結(jié)之中，這些基本原理一般可以歸納為兩點(diǎn)予以解釋：(1)摩擦加筋原理；(2)準(zhǔn)粘聚力原理(或莫爾一庫(kù)倫理論)。土工合成材料加筋土——機(jī)理1）加筋的效果與加筋材料的層數(shù)或間距、布置、強(qiáng)度和剛度、筋土界面的摩擦特性等因素有關(guān)2）破壞模式

①筋土相對(duì)滑動(dòng)②加筋拉斷

土工合成材料加筋土——機(jī)理Gray在三軸壓縮試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):加筋土的抗剪強(qiáng)度包線是雙直線的

加筋土的抗剪強(qiáng)度比未加筋土的抗剪強(qiáng)度提高了，這是加筋土的基本思路。加筋提高土的抗剪強(qiáng)度，有兩種等價(jià)的解釋:等效圍壓原理和準(zhǔn)內(nèi)聚力原理。

Ds3=2Dcot(45o-f/2)原理：筋材在拉應(yīng)變方向，提供拉力，對(duì)土體產(chǎn)生壓力，從而提高土的抗剪強(qiáng)度加筋土中的土加筋土31c素土3上述分析說(shuō)明，加筋土體的強(qiáng)度有了增加，應(yīng)有一條新的抗剪強(qiáng)度線來(lái)反映這種關(guān)系。這已被試驗(yàn)所證實(shí)，如圖5—6所示，圖中加筋砂與未加筋砂的強(qiáng)度曲線幾乎完全平行，說(shuō)明9值在加筋前后基本不變，加筋砂的力學(xué)性能的改善是由于新的復(fù)合土體(即加筋砂)具有“粘聚力”的緣故，“粘聚力”不是砂土固有的，而是加筋的結(jié)果，所以稱為“準(zhǔn)粘聚力”。加筋體材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加筋土的發(fā)展歷史

建于2000多年前的中國(guó)長(zhǎng)城，在許多地方用柳枝作粘土和礫石的“加筋材”。一、土工格柵原理

將高分子聚合物擠出，經(jīng)強(qiáng)烈拉伸，形成高強(qiáng)度抗拉力的均勻條帶，將條帶縱橫編織和夾合，以高頻超聲波焊接成網(wǎng)狀，埋于土體，亦即給土體加筋，從而形成為復(fù)合土，改變土體的力學(xué)性能，有效克服地基不均勻沉降、土體深層滑動(dòng)、側(cè)向位移、坍塌、保持土體的穩(wěn)定性。

二、土工格柵種類的比較和選擇a.拉伸土工格柵b.玻纖類土工格柵c.其它a、單向拉伸聚丙烯土工格柵特點(diǎn)：1、抗拉強(qiáng)度高2、耐蠕變性能好3、與砂石的磨擦系數(shù)大4、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定用途：土木工程加固、加筋增強(qiáng)，用于隔離不同的材料。工程應(yīng)用：主要應(yīng)用于軟土地基堤壩、擋土墻和橋臺(tái)，滑坡修補(bǔ)、高速公路路基（路面）、港口、碼頭機(jī)場(chǎng)等軟基加筋工程。b、玻璃曉纖維土慣工格柵特點(diǎn)括：該騰產(chǎn)品跌具有縱橫向景抗拉強(qiáng)帶度高、爺延伸率溉低、耐床高溫、鬧抗堿性能優(yōu)蹤蝶等特廊性。工程啞應(yīng)用至：應(yīng)何用于瀝青路恒面、瀝支青混凝脂土路面、水塘泥路切面。小施工末方便料、造歌價(jià)低安，可膨以防懶止道街路反旨射裂揪紋的財(cái)產(chǎn)生艇，延兄長(zhǎng)道棵路使嗽用壽義命。貴亦可軟作為誦山坡窄、水爆庫(kù)、率港灣膝碼頭伍、水嗓渠、爪江堤笛的護(hù)孟坡、攝護(hù)底朵的增勇強(qiáng)基洲材，漆是土裝木工失程的狹理想欣材料正。a、軟土識(shí)地基加消固土工格附柵具有天較強(qiáng)的透抗拉強(qiáng)棒度及較期好的延誦性，它陷和砂墊誤層共同歲作用時(shí)興能將應(yīng)力均如勻地?cái)U(kuò)村散到較煮大的面固積上．防止唉滑動(dòng)辦圓弧搬通過(guò)敬路堤達(dá)和地鵝基土網(wǎng)孔與季上下層疏土體的槍咬合作插用，形棟成一個(gè)滔較高強(qiáng)候度的抗脆剪切層坑，從而增加影土體恰的抗卡剪強(qiáng)描度，b、路亞堤邊泡坡加辦筋路堤騾如果電將邊娃坡做恨陡，而不僅攜能減少填倡土方量壞，還可盤節(jié)約用專地，是一佛舉兩得鞠的好事昨。如果腸地基的乖承載力新較高，飲堤壩不雹致因坡劈燕度過(guò)陡圣而破壞索，這時(shí)飯采用土級(jí)工織物賤加筋陡之坡即可襖達(dá)到此奇目的。c、加筋答土擋墻它可脈以代漲替混孤凝土列重力積式擋格墻。允其最昏大優(yōu)垮點(diǎn)是對(duì)地基界的要求脂比重力報(bào)式擋墻增要低，爬抗震性與較好。b、土奔工格坑?xùn)湃g維植即被土述工網(wǎng)訊作岸議坡防細(xì)護(hù)植被網(wǎng)盒是一種至類似于毀絲瓜瓤河狀的植希草土工倉(cāng)網(wǎng)墊，辦以加入備土工格忘柵制成夸。植被護(hù)堅(jiān)坡設(shè)計(jì)丹主要包頂括：判別微采用舍植被鋸的必迎要性北；確定鋪坑設(shè)范圍恐；草種帖選擇加筋擋敗土墻加筋土犯擋土墻服由填料任、在填勁料中布宿置的拉寧筋以及甲墻面板萬(wàn)三部果分組犯成，堤其基方本結(jié)衰構(gòu)如塌圖5—1所示遼。加筋蘆土擋拔墻的沙結(jié)構(gòu)由面峽板，近拉筋蘭和填牙土三聰部分控組成

鍍鋅鋼條AAB砌塊砌塊組貝合式面孝板L形預(yù)館制面眼板裝配頑式面氏板土工格仇柵面板面板土工嬌格柵皺加筋賺擋土僵墻土工庫(kù)格柵鋸加筋超建成5～6.5蛾m高的加勻筋擋土啊墻加筋土麥擋土墻加筋晚土擋啦墻Hqr

qsVWqsKaHKaLrsxvP1Pq加筋土再式擋土墻特點(diǎn)及胡適用范遷圍由面板遍，拉筋餓和填土奶三部分光組成，房誠(chéng)借助于凳拉筋和困填土間蔥的摩擦紫作用，荷把土的頁(yè)側(cè)壓力吹傳給拉診筋，從云而穩(wěn)定顫土體。姨既是柔雷性結(jié)構(gòu)日，可承熊受地基菌較大的煮變形；可承受茄荷載的晉沖擊、銷振動(dòng)作啄用。施工缺簡(jiǎn)便姿，外央形美亂觀、載占地心面積道少，濫而且識(shí)對(duì)地寒基的敬適應(yīng)或性強(qiáng)殺。適用于規(guī)缺乏石腿料的地懷區(qū)和大居型填方禿工程。加筋炒土擋激墻可困用于增強(qiáng)路真基邊坡況穩(wěn)定性；用于城綠市立交算橋臺(tái)（罰減小占園地面積忙）和地洋基軟弱遮、石料邁缺乏地罪區(qū)等。墻面佛系統(tǒng)亡可以聞采用險(xiǎn)砼面扇板、樹石塊顛、石秀籠或驗(yàn)以土店工格粒柵回用包后形成口的柔傻性結(jié)刪構(gòu)。當(dāng)土預(yù)體中泡加入墾拉筋汗（如傳土工勉格柵沖等）閉經(jīng)夯矛實(shí)后尊，拉筋勿與土蒙體的此相互隊(duì)作用倚（格步柵表宗面與文土的中摩擦煙作用接；格臺(tái)柵孔槳眼對(duì)菌土的反咬合懲鎖定減作用維）。這些懂作用是息格柵具棚有了抵鮮抗拉拔便能力，春并提高遠(yuǎn)了軟弱魯?shù)鼗臏惓休d力哨，阻抗稅土體煌破裂遞面的殖形成。目前裹由于工程征來(lái)地費(fèi)用高猴，可利么用的填土鹿資源越來(lái)越餡少，加彈上現(xiàn)有狠路網(wǎng)改做造的迫糟切需要雨，工程軌往往修緣瑞建在陡禁峭的邊效坡上，標(biāo)并盡可底能地利項(xiàng)用就近痰的填料霧或棄方趟。采用崖加筋的糾陡坡路鞭堤，有寺效地解遙決了這含些實(shí)際煎問(wèn)題。工程蓋實(shí)例病之二貴州水仗柏鐵路娘柏果站耀使用土栽工格柵宵加筋橋上臺(tái)減小迷了填技土對(duì)痰橋臺(tái)寫面板桂的水菠平推褲力，慘防止清因面族板破廢壞或河者位搞移，仇影響雀橋梁雹的穩(wěn)允定·能夠有浪效防止提由于填英料的不淋均勻沉澤降引起繳橋面結(jié)棟構(gòu)的變殿形工程贏實(shí)