加筋擋土墻設(shè)計與施工

1、加筋擋土墻設(shè)計與施工 提交日期：2004-04-07 瀏覽: 2158 加筋擋土墻設(shè)計與施工 黃春艷 賀世紀(jì) 【摘要】加筋土擋土墻是由填土和填土中布置一定的筋帶（或筋網(wǎng)）以及墻面板三部分組成，加筋土是一種復(fù)合體結(jié)構(gòu)，在填料中埋至具有撓性的筋帶材料，改良了土的力學(xué)特性。加筋土擋土墻與其它擋土墻相比，具有良好的經(jīng)濟效益和推廣價值。 擋土墻的使用場合 擋土墻是支撐路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物。按其結(jié)構(gòu)特點，擋土墻可分為重力式、衡重式、加筋土輕形式以及混凝土半重力式等。而加筋土擋墻適用于石質(zhì)土、砂性土、黃土地區(qū)修建較高的路肩墻。 加筋土擋墻的特點 加筋土由填土和填土中布置一定的筋

2、帶（或筋網(wǎng)）以及墻面板三部分組成。它是法國工程師亨利維達(dá)爾在1963年發(fā)明的，主要用于擋土墻一類的建筑物，在歐洲普及后，加拿大、日本、美國等相繼引進，現(xiàn)已被世界上許多國家采用。 加筋土結(jié)構(gòu)能得到迅速發(fā)展和應(yīng)用是由于它具有以下特點： 1、組成加筋土的面板和筋帶可以預(yù)先制作，在現(xiàn)場用機械（或人工）分層填筑。這種裝配的方法，施工簡捷、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)地基輕微變形。 3、加筋土擋土墻具有一定的柔性，抗振動性強，因此，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。加筋土擋土墻的墻面板可以垂直砌筑，可大量減少占地。 5、加筋土擋土墻造價比較

3、低，加筋土擋土墻與鋼筋混凝土擋土墻相比可減少造價的一半，與石砌重力式擋土墻比較，也可節(jié)約20%以上，同時加筋土擋土墻的造隨墻高的增加而節(jié)省效果愈顯著，因此它具有良好的經(jīng)濟效益。 方案比較 疏港路改造工程屬舊路改建項目，是103國道京塘公路南段，該公路是連接天津市區(qū)與塘沽區(qū)及天津濱海新區(qū)的主要交通樞紐，也是歷史上形成的天津地區(qū)主要干線，使該路的交通運輸十分繁忙。為了確保行車速度，減少交通事故隱患，分別增設(shè)了高架橋、通道橋、人行天橋等構(gòu)筑物，其中于莊子道橋3-13m的簡支梁橋，兩側(cè)引道為加筋土擋土墻。 1、設(shè)計加筋土擋土墻施工方案： 加筋土擋土墻采用矩形120cm60cm13cm。 加筋土為高液限

4、粘性土。 筋帶為聚丙烯土土帶。 我項目接到施工圖紙后，根據(jù)當(dāng)前施工工期為雨季，如現(xiàn)場地質(zhì)情況以及施工的難易程度，從工程造價、工程質(zhì)量幾方面進行分析，經(jīng)過反復(fù)論證，最后與監(jiān)理工程師一起確定如下方案。 2、因擋土墻施工工期正處雨季，而粘土易受水影響，力學(xué)性能不穩(wěn)定，施工難度大，因此我項目建議采用受水影響小，且穩(wěn)定性和成型較好的粉煤灰石灰。 3、為了確保距面板1.5m范圍內(nèi)填料的密實度和加筋體的排水功能，在距面板1.5m范圍內(nèi)填碎石屑，并用木夯擊實。 4、為了有效控制面板的平整速度，在不增加造價的情況下把拉桿由原設(shè)計的110cm改為900cm，改造后的方案施工證明，不僅降低了施工難度、工程成本，而且

5、提高了工程質(zhì)量。 施工工藝及方法 1、加筋土擋土墻施工工藝流程圖 測量放樣 基坑開挖 - 回填碎石 基礎(chǔ)檢驗 立 模 板 - 澆筑擋墻基礎(chǔ)及養(yǎng)生 檢驗混凝土平整度 拆 模 板 預(yù)制面板 測定面板平整度 - - 第一層面板施工 安裝面板 - 第二層及以上各層面板施工 攤鋪填料 頂層型板的施工 壓實填料 墻頂填料的平整壓實 平整填料 測 定 含 水 量 鋪設(shè)筋帶 - 攤鋪填料 壓實填料 筋土擋土墻施工工藝： （1）由測量人員根據(jù)設(shè)計，實地放線，確定加筋土擋土墻基礎(chǔ)位置。 （2）開挖基坑，排除地下水，并且做好防水工作。分層回填碎石墊層，充分壓實平整，保證足夠?qū)挾?，監(jiān)理工程師認(rèn)可后方可進行下道工序。

6、（3）在碎石基礎(chǔ)上支模板，澆筑砼基礎(chǔ)，充分振搗，防止出現(xiàn)空洞，混凝土基礎(chǔ)每15m設(shè)置伸縮縫或沉降縫，表面應(yīng)平整，便于第一層面板的支立，待養(yǎng)生滿足要求后，拆除模板。 （4）第一層面板的施工： A、首先清除混凝土基礎(chǔ)表面，準(zhǔn)確劃出面板邊緣線，并拉線控制。面板與基礎(chǔ)連接處用低強度砂漿調(diào)平，面板向內(nèi)傾斜1/1001/200作為填料壓實時面板外傾的預(yù)留度。 B、攤鋪填料到面板預(yù)留拉環(huán)，由8噸壓路機壓實，在攤鋪筋帶前如拉筋帶表面不能密貼，則用砂子攤平，保證筋帶與填料表面密貼。 C、在筋帶上攤鋪不小于20cm的填料后進行壓實，后分層攤鋪壓實至面板頂部，方可進行第二層及以上各層的安裝，攤鋪，壓實，鋪帶。 （5

7、）第二層及以上各層的施工 面板安裝 面板安裝要在下一層面板填料完成以后，才能進行。面板安裝要掛線施工，保證墻面豎直，安裝注意防止邊角碰壞和插銷孔及插銷變形，禁止發(fā)生損壞的面板上墻。為防止相鄰面板錯位采用木螺栓或斜撐固定。控制相鄰面板水平誤差不大于10mm，軸線偏差每20m不大于10mm。 填料的攤鋪和壓實 填料在碾壓前要進行壓實試驗，填料時隨時檢查其含水量，保證其壓實度達(dá)到要求。卸料作業(yè)要距面板1.5m2.0m，填料時距面板1.0m以內(nèi)先不予回填，只填筑1.0m范圍以外的填料并將其壓實，再鋪筑筋帶前，再回填預(yù)留部分，由于人工壓實。填料攤鋪要求厚度一致，表面平整，筋帶上填料必須大于 20cm ，

8、防止壓實機具損壞筋帶，更不允許在未鋪料的筋帶上行駛。壓實采用輕型壓實機具，且面板不小于1.0m，壓實先由兩邊開始，方向垂直于筋帶向中心逐漸靠攏，禁止急劇改變方向和急剎車。 筋帶的鋪設(shè)和連接 在已經(jīng)壓實并整平的填料上承輻射狀水平鋪設(shè)，避免筋帶在拉環(huán)上繞成死結(jié)并防止筋帶的重疊。 （6）、達(dá)到設(shè)計高程后安裝C型面板，壓實整平，修正整個墻頂填料面，為路面基層的鋪筑做好準(zhǔn)備。 穩(wěn)定性驗算 工程概況 1、于莊子通道橋橋臺兩側(cè)加筋土擋墻，墻高H=5.85m，分坡長度為15m。 2、路面寬度。 3、荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽-20級。 4、墻后填土為粉煤灰r1=11.47KN/m3 r2=20KN/m3計算內(nèi)磨擦角=25

9、5、筋帶采用聚丙烯土工帶，帶寬30mm，厚1.2m，容許拉應(yīng)力為22.33MPa。 6、粉煤灰與筋帶之間的視磨擦系數(shù)f=0.4，加筋體與地基之間的磨擦系數(shù)f=0.35。 7、地基為粘土，容許承載力=450Kpa 8、面板采用120cm60cm矩形混凝土面板，板厚為13cm，混凝土標(biāo)號為25號。 Sx=0.3 Sy=0.6 內(nèi)部穩(wěn)定計算： 應(yīng)力分析法 1、筋帶受力計算 計算汽-20級重車荷載作用下等代土層厚度hc。 由圖可知H=5.65 b=0 a=0 (1)B0的確定汽-20級中的重車為300KN，前后軸距L=1.4+4.0=5.4m.車輪接地長度a=0.2m 因此，重車的擴散長度B0為： B

10、0 =L+a+Htg30 =5.4+0.2=5.85tg30 =5.4+0.2+3.38 =8.98(m) 由于加筋土擋墻分段長度15m8.98，故取B0= B0=8.98m (2)L0的確定 根據(jù)加筋土工程設(shè)計規(guī)范（JTJ015-91）規(guī)定，擋土墻在進行內(nèi)部穩(wěn)定性計算時，應(yīng)首先判斷活動區(qū)是否進入路面寬度，根據(jù)此情況決定L0的限值車輛橫向布置如圖。 由于0.3H=0.35.85=1.75 取L0=12m （3）等到代土層厚度hc G 計算hc=棗棗?/P B0L0r1 3300 =棗棗棗棗 8.981211.47 =0.73(m) 3、筋帶所受拉力計算 將等代均布土層h1布置在路基全寬上，以2

11、:1向下擴散。根據(jù)公式： TI=Thi+TFi+Tci， 計算的各層筋帶所受拉力表： 筋帶所受拉力表（垂直應(yīng)力均勻分布法） 加筋層號 H1 (m) KI Bi (m) B/B1 (m) R1nF Kpa R2hc Kpa R1hc Kpa ci (Kpa) SxSy Ti 1 0.6 0.5599 25.6 0.977 0 20 8.37 4.685 0.18 1.538 2 1.2 0.5428 2602 0.954 0 20 8.37 4.545 0.18 2.163 3 1.8 0.5257 26.8 0.933 0 20 8.37 4.402 0.18 2.746 4 2.4 0.50

12、86 27.4 0.912 0 20 8.37 4.259 0.18 3.287 5 3.0 0.4915 28 0.893 0 20 8.37 4.115 0.18 3.785 6 3.6 0.4744 28.6 0.874 0 20 8.37 3.972 0.18 4.232 7 4.2 0.4573 29.2 0.856 0 20 8.37 3.829 0.18 4.656 8 4.8 0.437 29.8 0.839 0 20 8.37 3.659 0.18 4.989 9 5.4 0.4231 30.4 0.822 0 20 8.37 3.543 0.18 5.355 內(nèi)部穩(wěn)定計算

13、筋帶斷面計算 Ti103 根據(jù)公式：Ai=計算并 i 列于下表 筋帶斷面計算表（垂直應(yīng)力均勻分布法） 加筋層號 拉力 Ti (KN) 斷面面積Ai (mm2) 總寬度 bi (mm) 加筋層號 拉力Ti 斷面面積Ai (mm2) 總寬度 bi (mm) 1 1.583 68.90 68.1 6 4.232 189.5 189.5 2 2.163 96.9 96.9 7 4.656 208.5 208.5 3 2.746 123 123 8 4.989 223.4 223.4 4 3.287 147.2 147.2 9 5.355 239.8 239.8 5 3.785 169.5 169.5

14、2)筋帶長度驗算 根據(jù)初步擬定的筋帶長度， si 按公式Kf=棗 驗算的各層的抗拔 TI 穩(wěn)定系數(shù)列于下表： 抗拔穩(wěn)定系數(shù)（垂直應(yīng)力均勻分布法） 筋帶層號 hI (m) Ti (KN) Li (m) Loi (m) Lei (m) bI (m) r1hi (KPa) r2hF (KPa) Kf 1 0.6 1.538 4.00 1.47 2.53 0.0681 6.882 0 0.62 2 1.2 2.163 1.302 2.698 0.0969 13.764 0 1.33 3 1.8 2.746 4.00 1.134 2.866 0.123 20.646 0 2.12 4 2.4 3.287

15、 4.00 0.966 3.034 0.1472 27.528 0 2.99 5 3.0 3.785 4.00 0.798 3.202 0.1695 34.41 0 3.74 6 3.6 4.232 4.00 0.63 3.37 0.1895 41.292 0 4.98 7 4.2 4.656 4.00 0.462 3.538 0.2085 48.174 0 6.11 8 4.8 4.989 4.00 0.294 3.696 0.2234 54.72 0 7.17 9 5.4 5.355 4.00 0.126 3.874 0.2398 61.938 0 8.55 由上表可知除第1、2層筋帶抗拔

16、穩(wěn)定系數(shù)Kf=0.62Kf Kf=1.33Kf (=0.2)外，其余各層的Kf均大于2.0，為此，采用Kf=2.0僅求第1、2層筋帶所需總寬度b1、b2 Ti Kf b1= 棗棗棗 2r1hizxLei 1.5380.62 =棗棗棗棗?/P 26.8820.42.53 =0.119 T2 Kf b2=棗棗棗 2r1hifxLei 2.163 =棗棗棗棗棗 213.7640.42.698 =0.14(m) 設(shè)計采用值 聚丙烯土工帶的用量應(yīng)以偶數(shù)的根據(jù)數(shù)表示，因此，需將計算筋帶數(shù)量進行適當(dāng)調(diào)整，從而確定設(shè)計采用量，根據(jù)采用的筋帶數(shù)量計算抗拉強度安全系數(shù)Ks和抗拔穩(wěn)定系數(shù)Kf值，結(jié)果列表1-5 -

17、序號 筋帶計算寬度 （m） 筋帶數(shù)量 筋帶總寬度bI (m) 采用的Ks AI Ks= Ti10 采用的 Kf 計算數(shù)量 （m） 采用數(shù)量 (根) 1 0.172 5.2 4 0.18 1.35 2.02 2 0.14 4.6 4 0.12 1.16 2.01 3 0.123 4.1 4 0.12 1.29 2.06 4 0.147 4.9 4 0.12 1.31 2.43 5 0.169 5.6 6 0.18 1.40 4.19 6 0.189 6.3 6 0.18 1.19 4.73 7 0.209 6.9 6 0.18 1.21 5.27 8 0.223 7.4 8 0.24 1.21

18、7.78 9 0.239 7.9 8 0.24 1.23 8.60 外部穩(wěn)定計算 滑移穩(wěn)定性 等代土層hc布置于墻體后緣起的路基范圍內(nèi)，由圖可知，作用于墻體的土壓力是E tg=-tg2(ctg+tg2)tg2 =-tg50(ctg25+tg50)tg50 =-1.1910.2 =0.993 =44.79 cos(+) Ka=棗棗棗棗tg Sin(+2) cos(44.79+25) =棗棗棗梩g44.79 sin(44.79+50) =0.344 E=1/2rH(H+2hc)Ka =1/211.475.85(5.85+20.73)0.366 =89.76(KN) Ex=89.76cos25=81.35(KN) Ey=8