加筋體材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第五章加加筋土擋擋土墻第一章概述第二節(jié)加筋土的基基本原理第三節(jié)加筋體材料料與結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)第一節(jié)概概述述加筋土擋土土墻是利用用加筋土技術(shù)術(shù)修建的一種種支擋結(jié)構(gòu)構(gòu)物。加筋土是一種在土土中加入拉拉筋的復(fù)合合土，它利用拉筋與與土之間的的摩擦作用用，改善土體的的變形條件件和提高土土體的工程程性能，從而達(dá)到到穩(wěn)定土體體的目的。。加筋土擋土土墻一般應(yīng)用于于地形較為為平坦且寬寬敞的填方方路段上，在挖方路段或或地形陡峭峭的山坡，，由于不利利于布置拉拉筋，一般般不宜使用用。在公路工程程中，常見(jiàn)見(jiàn)的加筋土土擋土墻形形式有下列列幾種：(1)單面式加筋筋土擋土墻墻；(2)雙面式加筋筋土擋土墻墻，雙面式式中又分為為分離式、、交錯(cuò)式以以及對(duì)拉式加加筋土擋土土墻；(3)臺(tái)階式加筋筋土擋土墻墻；(4)無(wú)面板加筋筋墻。按拉筋的形形式可分為為條帶式加加筋土擋土土墻，即拉拉筋為條帶帶式，每一層布滿滿鋪拉筋；；席墊式土土工合成材材料加筋擋擋土墻，即即每一層連連續(xù)滿鋪土工工格網(wǎng)或土土工席墊拉拉筋。目前前，我國(guó)主主要采用條條帶式有面面板的加筋土土擋土墻。。(1)組成加筋土土的墻面板和拉拉筋可以預(yù)預(yù)先制作，在現(xiàn)場(chǎng)用用機(jī)械(或人工)分層填筑。。這種裝配配式的方法法，施工簡(jiǎn)簡(jiǎn)便、快速速，并且節(jié)省勞力和縮短短工期。(2)加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物物，能夠適應(yīng)地基輕輕微的變形形。在軟弱地地基上修筑筑時(shí)，由于于拉筋在填填筑過(guò)程中中逐層埋設(shè)設(shè)，所以，，因填土引引起的地基基變形對(duì)加加筋土擋土土墻的穩(wěn)定定性影響比比對(duì)其它結(jié)結(jié)構(gòu)物小，，地基的處處理也較簡(jiǎn)簡(jiǎn)便。(3)加筋土擋土土墻具有一一定的柔性性，抗振動(dòng)動(dòng)性強(qiáng)，因因此，它也也是一種很很好的抗振振結(jié)構(gòu)物。。(4)加筋土擋土土墻節(jié)約占地，，造型美觀觀。由于墻面面板可以垂垂直砌筑，，可大量減減少占地。。擋土墻的的總體布設(shè)設(shè)和墻面板板的形式圖圖案可根據(jù)據(jù)周圍環(huán)境境特點(diǎn)和需需要進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)。(5)加筋土擋土土墻造價(jià)比較低低。與鋼筋混混凝土擋土土墻相比，，可減少造造價(jià)一半左左右；與石石砌重力式式擋土墻比比較，也可可節(jié)約20％以上。而而且，加筋筋土擋土墻墻造價(jià)的節(jié)節(jié)省隨墻高高的增加而而愈加顯著著，因此它它具有良好好的經(jīng)濟(jì)效效益。加筋土的特特點(diǎn)加筋體材料料與結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)一、加筋體體橫斷面矩形倒梯形正梯形加筋土擋土土墻的構(gòu)造造(一)加筋體加筋體墻面面的平面線線形可采用用直線、折折線和曲線線。相鄰墻墻面的內(nèi)夾夾角不宜小小于70°。加筋體的的橫斷面形形式—船應(yīng)采用矩矩形。(二)基礎(chǔ)加筋體墻面面下部應(yīng)設(shè)設(shè)置寬度不不小于0.3m．厚度不小小于0.2m的混凝土基基礎(chǔ)，但屬屬下列情況況之一者可可不設(shè)：1．面板筑于于石砌圬工工或混凝土土之上；2．地基為基基巖。(三)排水設(shè)施對(duì)可能危害害加筋體的的地面水和和地下水，，應(yīng)采取適適當(dāng)?shù)呐潘蚍浪氪胧?。（四）沉降降伸縮縫加筋土擋土土墻應(yīng)根據(jù)據(jù)地形、地地質(zhì)、墻高高等條件設(shè)設(shè)置沉降縫縫，沉降縫縫間距：土土質(zhì)地基為為10~30m，巖石地基基可適當(dāng)增增大。沉降降縫、伸縮縮縫寬度一一放為1~2cm，可采用瀝瀝青板、軟軟木板或?yàn)r瀝青麻絮等等填塞。二填料料1、填料是加加筋土工程程的主體材材料，對(duì)填填料的一般般要求如下下：2、易壓實(shí)；；能與拉筋筋產(chǎn)生足夠夠的摩擦力力；滿足化化學(xué)和電化化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)；；水穩(wěn)定性性好。3、有有一一定定級(jí)級(jí)配配的的礫礫類類土土、、砂砂類類土土，，與與拉拉筋筋之之間間的的摩摩擦擦力力大大，，是是透透水水性性能能好好，，應(yīng)應(yīng)優(yōu)優(yōu)先先選選用用；；碎碎石石土土、、結(jié)結(jié)土土、、中中低低液液限限粘粘質(zhì)質(zhì)土土和和穩(wěn)穩(wěn)定定土土也也可可采采用用；；腐腐質(zhì)質(zhì)土土、、凍凍結(jié)結(jié)土土等等影影響響拉拉筋筋和和面面板板使使用用壽壽命命的的應(yīng)應(yīng)禁禁止止采采用用。。4、填填料料的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)參參數(shù)數(shù)包包括括容容重重r、計(jì)計(jì)算算內(nèi)內(nèi)摩摩擦擦角角Ψ和摩摩擦擦系系數(shù)數(shù)f等，，應(yīng)應(yīng)由由試試驗(yàn)驗(yàn)或或當(dāng)當(dāng)?shù)氐亟?jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)確確定定。。三拉拉筋筋1、拉拉筋筋的的主主要要作作用用是是與與填填料料產(chǎn)產(chǎn)生生摩摩擦擦力力，，并并承承受受結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)內(nèi)部部的的拉拉力力。。因因此此，，拉拉筋筋必必須須具具有有以以下下特特性性；；具具有有較較高高的的強(qiáng)強(qiáng)度度，，受受力力后后變變形形小??；；較較好好的的柔柔性性與與韌韌性性：：表表面面粗粗糙糙，，能能與與填填料料產(chǎn)產(chǎn)生生足足夠夠的的摩摩擦擦力力；；抗抗腐腐蝕蝕性性和和耐耐久久性性好好；；加加工工、、接接長(zhǎng)長(zhǎng)和和與與面面板板的的連連接接簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單。。2、筋筋帶帶可可以以分分為為鋼鋼帶帶、、鋼鋼筋筋混混凝凝土土帶帶和和聚聚丙丙烯烯土土工工帶帶、、鋼鋼塑塑復(fù)復(fù)合合帶帶等等。。高高速速公公路路和和一一級(jí)級(jí)公公路路上上的的加加筋筋土土工工程程應(yīng)應(yīng)采采用用鋼鋼帶帶或或鋼鋼筋筋混混凝凝土土帶帶。。四墻墻面面板板面板板的的主主要要作作用用是是防防止止端端部部土土體體從從拉拉筋筋間間擠擠出出。。1．一一般般規(guī)規(guī)定定(1)面板板設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)應(yīng)滿滿足足堅(jiān)堅(jiān)固固、、美美觀觀、、運(yùn)運(yùn)輸輸方方便便和和易易于于安安裝裝等等要要求求。。(2)面板板一一般般采采用用混混凝凝土土頂頂制制件件，，其其強(qiáng)強(qiáng)度度等等級(jí)級(jí)不不應(yīng)應(yīng)低低于于C18，厚厚度度不不應(yīng)應(yīng)小小于于8cm。(3)面板板上上的的筋筋帶帶結(jié)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)，，可可采采用用預(yù)預(yù)埋埋鋼鋼拉拉環(huán)環(huán)、、鋼鋼板板錨錨頭頭或或頂頂留留穿穿筋筋孔孔等等形形式式。。鋼鋼拉拉環(huán)環(huán)應(yīng)應(yīng)采采用用直直徑徑不不小小于于10mm的I級(jí)鋼筋；；鋼板錨錨頭應(yīng)采采用厚度度不小于于3mm的鋼板。。露于混混凝土外外部的鋼鋼拉環(huán)、、鋼板錨錨頭應(yīng)做做防銹處處理，聚聚丙烯土土工帶與與鋼拉環(huán)環(huán)的接觸觸面應(yīng)做做隔離處處理。(4)面板四周周應(yīng)設(shè)企企口和相相互連接接的裝置置。失穩(wěn)的立交橋加筋土擋擋土墻第二節(jié)加加筋土土的基本本原理砂性土在在自重或或外力作作用下易易產(chǎn)生嚴(yán)嚴(yán)重的變變形或坍坍塌。若若在土中中沿應(yīng)變變方向埋埋置具有有韌性的的拉筋材材料，則則土與拉拉筋材料料產(chǎn)生摩摩擦，使使加筋土猶猶如具有有某種程程度的粘粘聚性，從而改改良了土土的力學(xué)學(xué)特性。。其基本原原理存在在于拉筋筋與土之之間的相相互摩阻阻聯(lián)結(jié)之之中，這這些基本本原理一一般可以以歸納為為兩點(diǎn)予予以解釋釋：(1)摩擦加筋筋原理；；(2)準(zhǔn)粘聚力力原理(或莫爾一一庫(kù)倫理理論)。土工合成成材料加加筋土——機(jī)理1）加筋的的效果與加筋材材料的層層數(shù)或間間距、布布置、強(qiáng)強(qiáng)度和剛剛度、筋筋土界面面的摩擦特性等等因素有有關(guān)2）破壞模模式①筋土相對(duì)對(duì)滑動(dòng)②加筋拉斷斷土工合成成材料加加筋土——機(jī)理Gray在三軸壓壓縮試驗(yàn)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)現(xiàn):加筋土的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度包線線是雙直直線的加筋土的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度比未未加筋土土的抗剪剪強(qiáng)度提提高了，，這是加加筋土的的基本思思路。加筋提高高土的抗抗剪強(qiáng)度度，有兩兩種等價(jià)價(jià)的解釋釋:等效圍壓壓原理和和準(zhǔn)內(nèi)聚聚力原理理。Ds3=2Dcot(45o-f/2)原理：筋材在拉拉應(yīng)變方方向，提提供拉力力，對(duì)土土體產(chǎn)生生壓力，，從而提提高土的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度加筋土中的土加筋土31c素土3上述分析析說(shuō)明，，加筋土土體的強(qiáng)強(qiáng)度有了了增加，，應(yīng)有一一條新的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度線來(lái)來(lái)反映這這種關(guān)系系。這已已被試驗(yàn)驗(yàn)所證實(shí)實(shí)，如圖圖5—6所示，圖圖中加筋筋砂與未未加筋砂砂的強(qiáng)度度曲線幾幾乎完全全平行，，說(shuō)明9值在加筋筋前后基基本不變變，加筋筋砂的力力學(xué)性能能的改善善是由于于新的復(fù)復(fù)合土體體(即加筋砂砂)具有“粘粘聚力””的緣故故，“粘粘聚力””不是砂砂土固有有的，而而是加筋筋的結(jié)果果，所以以稱為““準(zhǔn)粘聚聚力”。。加筋體材材料與結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)加筋土的的發(fā)展歷歷史建于2000多年前的的中國(guó)長(zhǎng)長(zhǎng)城，在在許多地地方用柳枝作作粘土和和礫石的的“加筋筋材”。一、土工工格柵原原理將高分子子聚合物物擠出，經(jīng)強(qiáng)烈烈拉伸，形成高高強(qiáng)度抗抗拉力的的均勻條條帶，將將條帶縱縱橫編織織和夾合，以高頻頻超聲波波焊接成網(wǎng)狀，，埋于土土體，亦亦即給土土體加筋筋，從而而形成為為復(fù)合土土，改變變土體的的力學(xué)性性能，有有效克服地基基不均勻勻沉降、土體深層層滑動(dòng)、側(cè)向位移移、坍塌塌、保持土體體的穩(wěn)定定性。二、土工工格柵種種類的比比較和選選擇a.拉伸土工工格柵b.玻纖類土土工格柵柵c.其它a、單向拉拉伸聚丙丙烯土工工格柵特點(diǎn)：1、抗拉強(qiáng)強(qiáng)度高2、耐蠕變變性能好好3、與砂石石的磨擦擦系數(shù)大大4、化學(xué)性性質(zhì)穩(wěn)定定用途：土木工程程加固、、加筋增增強(qiáng)，用用于隔離離不同的的材料。。工程應(yīng)用用：主要應(yīng)用用于軟土土地基堤堤壩、擋擋土墻和和橋臺(tái)，，滑坡修修補(bǔ)、高高速公路路路基（（路面））、港口口、碼頭頭機(jī)場(chǎng)等等軟基加加筋工程程。b、玻璃纖纖維土工工格柵特點(diǎn)：該該產(chǎn)品具具有縱橫向抗抗拉強(qiáng)度度高、延延伸率低低、耐高高溫、抗抗堿性能優(yōu)等特特性。工程應(yīng)用用：應(yīng)用用于瀝青路面面、瀝青青混凝土土路面、水泥路路面。施施工方便便、造價(jià)價(jià)低，可可以防止止道路反反射裂紋紋的產(chǎn)生生，延長(zhǎng)長(zhǎng)道路使使用壽命命。亦可可作為山山坡、水水庫(kù)、港港灣碼頭頭、水渠渠、江堤堤的護(hù)坡坡、護(hù)底底的增強(qiáng)強(qiáng)基材，，是土木木工程的的理想材材料。a、軟土地地基加固固土工格柵柵具有較較強(qiáng)的抗抗拉強(qiáng)度度及較好好的延性性，它和和砂墊層層共同作作用時(shí)能能將應(yīng)力均勻勻地?cái)U(kuò)散散到較大大的面積積上．防止滑動(dòng)動(dòng)圓弧通通過(guò)路堤堤和地基基土網(wǎng)孔與上上下層土土體的咬咬合作用用，形成成一個(gè)較較高強(qiáng)度度的抗剪剪切層，，從而增加土體體的抗剪剪強(qiáng)度，，b、路堤邊邊坡加筋筋路堤如果果將邊坡坡做陡，，不僅能能減少填土土方量，，還可節(jié)節(jié)約用地地，是一舉舉兩得的的好事。。如果地地基的承承載力較較高，堤堤壩不致致因坡度度過(guò)陡而而破壞，，這時(shí)采采用土工工織物加加筋陡坡坡即可達(dá)達(dá)到此目目的。c、加筋土土擋墻它可以代代替混凝凝土重力力式擋墻墻。其最最大優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是對(duì)地基的的要求比比重力式式擋墻要要低，抗抗震性較較好。b、土工格格柵三維維植被土土工網(wǎng)作作岸坡防防護(hù)植被網(wǎng)是是一種類類似于絲絲瓜瓤狀狀的植草草土工網(wǎng)網(wǎng)墊，以以加入土土工格柵柵制成。。植被護(hù)坡坡設(shè)計(jì)主主要包括括：判別采用用植被的的必要性性；確定鋪設(shè)設(shè)范圍；；草種選擇擇加筋擋土土墻加筋土擋擋土墻由由填料、、在填料料中布置置的拉筋筋以及墻墻面板三部部分組成成，其基基本結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖5—1所示。加筋土擋擋墻的結(jié)結(jié)構(gòu)由面板，，拉筋和和填土三三部分組組成

鍍鋅鋼條AAB砌塊砌塊組合合式面板板L形預(yù)制面面板裝配式面面板土工格柵柵面板面板土工格柵柵加筋擋擋土墻土工格柵柵加筋建建成5～6.5m高的加筋筋擋土墻墻加筋土擋擋土墻加筋土擋擋墻Hqr

qsVWqsKaHKaLrsxvP1Pq加筋土式式擋土墻特點(diǎn)及適適用范圍圍由面板，，拉筋和和填土三三部分組組成，借借助于拉拉筋和填填土間的的摩擦作作用，把把土的側(cè)側(cè)壓力傳傳給拉筋筋，從而而穩(wěn)定土土體。既既是柔性性結(jié)構(gòu)，，可承受受地基較較大的變變形；可承受荷荷載的沖沖擊、振振動(dòng)作用用。施工簡(jiǎn)便便，外形形美觀、、占地面面積少，，而且對(duì)對(duì)地基的的適應(yīng)性性強(qiáng)。適用于缺缺乏石料料的地區(qū)區(qū)和大型型填方工工程。加筋土擋擋墻可用用于增強(qiáng)路基基邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性；用于城市市立交橋橋臺(tái)（減減小占地地面積））和地基基軟弱、、石料缺缺乏地區(qū)區(qū)等。墻面系統(tǒng)統(tǒng)可以采采用砼面面板、石石塊、石石籠或以以土工格格柵回包包后形成的柔柔性結(jié)構(gòu)構(gòu)。當(dāng)土體中中加入