加筋土擋墻在某邊坡支護(hù)中的應(yīng)用

xxx大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)PAGE1-第一章緒論第一節(jié)加筋土技術(shù)介紹加筋土是繼鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土之后的一種新型建筑材料。實(shí)踐證明，采用加筋土技術(shù)做支擋結(jié)構(gòu)物具有省工、省料、施工方便、快速等優(yōu)點(diǎn)。加筋土技術(shù)起源于法國，由法國工程師亨利·維達(dá)爾(H．Vidal)于1957年開始對(duì)加筋土進(jìn)行從理論到施工的研究。1960年亨利·達(dá)維爾用三軸試驗(yàn)證明：在砂土中加入少量纖維后，土體的抗剪強(qiáng)度可以提高4倍多。1964～1965年在法國的比利牛斯山區(qū)的普拉聶爾建成世界上第一座加筋土擋墻，此項(xiàng)技術(shù)于1966年獲得法國專利。1968～1969年在法意國際高速公路上修建第一批加筋土工程，從而震動(dòng)整個(gè)歐亞大陸并引起了歐洲各國研究加筋土的熱潮，相繼修建了大批加筋土工程。日本對(duì)外國的新技術(shù)一向敏感，于1967年便將此項(xiàng)技術(shù)引進(jìn)，并在日本國營鐵路進(jìn)行了原型試驗(yàn)，后又進(jìn)行了該結(jié)構(gòu)對(duì)地震的適應(yīng)性試驗(yàn)。美國起步較晚，但發(fā)展較快，1969年引進(jìn)加筋土技術(shù)后，于1970年建造了第一座加筋土工程，1974年批準(zhǔn)此項(xiàng)技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的施工方法，1978年4月美國土木工程師學(xué)會(huì)在匹茲堡市舉行了“加筋土摩擦系數(shù)研究會(huì)”，宣讀了大量論文。隨后加拿大、澳大利亞等許多國家也都先后引進(jìn)并推廣了這項(xiàng)新技術(shù)。目前加筋土技術(shù)仍在繼續(xù)研究，并向縱深方面發(fā)展。為交流加筋土技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，國際上曾多次召開專題學(xué)術(shù)講座討論會(huì)，1977年在法國巴黎舉行了“國際加筋土?xí)h”，1978年在澳大利亞悉尼市召開“土壤加筋與穩(wěn)定技術(shù)討論會(huì)”，1979年又在巴黎召開了“加筋土技術(shù)國際研討會(huì)”，與會(huì)各國工程技術(shù)人員宣讀了大量論文，會(huì)上將各種金屬筋條和各種合成材料的筋條所組成的土體通稱為加筋土。從此，加筋土研究與應(yīng)用又進(jìn)入新的階段，世界各國實(shí)際建造的加筋土工程可以分為：山區(qū)、林區(qū)公路擋墻；城市道路擋墻；住宅建設(shè)擋墻；橋臺(tái)：主要用于公路的跨河橋、公路跨橋、公路與鐵路跨線橋；鐵道工程；水工建筑，如碼頭、河岸和海岸的護(hù)防工程，小型土壩等；工業(yè)建筑，如倉庫、貨場(chǎng)、廠房的擋墻及有振動(dòng)的機(jī)械基臺(tái)上的通道擋墻，這是由于加筋土結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，所以對(duì)這類工程很適用。加筋土還可用于軍事防護(hù)工程和設(shè)施。據(jù)各國數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，加筋土實(shí)際使用比例為公路工程占81%，房屋建筑占4.5%，鐵道工程占2.5%，工業(yè)建筑占12%。七十年代初我國就已開始了加筋土技術(shù)的研究，我國修建了第一座加筋土結(jié)構(gòu)物是1979年煤炭系統(tǒng)在云南修建的一座高2m的儲(chǔ)煤倉下?lián)跬翂Α?980年到1989年1O年問，我國修建311座加筋土工程，其中陜西省最多，占總數(shù)的23%以上，其次是山西和云南。我國除西藏和海南省外，全國其它省、市、自治區(qū)均修建了加筋土工程。從行業(yè)上看，交通系統(tǒng)修建最多，占85%以上，其次是鐵道、煤炭、林業(yè)、輕工等部門。加筋土技術(shù)的應(yīng)用取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。最近怠年援來輝加裂筋殿土烘技吉術(shù)組廣驚泛崗應(yīng)裙用落于割土托木償工醋程進(jìn)，增其謝優(yōu)怒越掙性赤愈渴來馳愈物明請(qǐng)顯袍，爺其唉特刊點(diǎn)蘭概紐括拖如本下母：?jiǎn)?遷一驅(qū))猛加反筋愈土抓最劃大役的粱特什點(diǎn)裙是改可紫以驢做回成秀很橡高眨的祥垂遼直沈墻受，飼如堪日澇本胡使負(fù)用任金欲屬呼拉籃筋再和敲面異板來做提成杯的政擋讀墻旨高聲度壺為遇1家8化m顛。堤國疏內(nèi)甲目網(wǎng)前古已店建閃成顏的染加享筋占土正擋貼墻姻，兔其嶺高裙度聾在雪3愁.島5給—優(yōu)1杠2泡m開之碗間揭，歸但腔由董于豎地港基成強(qiáng)個(gè)度艷、養(yǎng)填栽土辦沉絹降己以巡及彈抵盲抗露地漸震厘等洞方翠面陸問卷題撿，再擋暖墻司高董度波就峰有停一過定厲的母限旬制窮。掌目占前稍世鞋界失上莖最被高曠加飯筋曾土隆擋念墻喪已起達(dá)滋4臣2剛m寨。鼠我吼國矛在埋高誤大部加四筋犯土煌擋許墻篩的杯設(shè)胖計(jì)攪和夏施匆工額方滋面暗進(jìn)秘行顯了普探姻索瘡并吃取繡得哀成收功跳。綱陜喇西染省耐公惡路腹部綠門周修綢建摘了培一耕座絡(luò)高伙3抖5斑.居5脈m飯的框加壩筋錯(cuò)土皺公襪路債擋帝墻董，弓這逃是杯迄要今抬為浙止悅世雙界性上恥用蛋混刃凝氏土旨面紡板騙、臨塑覺料桿拉爆筋鈴、趕黃木土哈作軌填強(qiáng)料登建染成供最扶高皮的志一曉座寨加熔筋虛土秧工采程花。您(燒二穩(wěn))泛由朋于串加足筋死土智結(jié)貝構(gòu)喪可燈以妄做堅(jiān)成甜垂悼直符的漠，毅因吧此嘩可推以沫減精少蒼占黃地涉面嬌積救，圈還不可籃在卸不摟允盞許糖開界挖效的蘇地羨區(qū)吳實(shí)斗施梳修占建鞋工蒼程叼，中這錢在艷通踢過王城欄市查郊歉區(qū)泛的胳道炕路管建倚筑歸和缸土農(nóng)地?cái)⒄淠藤F沈的性地余區(qū)飲有拖著環(huán)巨弱大愿的限經(jīng)累濟(jì)衫意薯義岡。屬(讀三捎)飽面斧板階的凱形戶式腫可亂以艷根晶據(jù)嶺需拌要燈，逼并勤按窄結(jié)鍵構(gòu)眨受謹(jǐn)力峽的閑特揀點(diǎn)躺而逮進(jìn)勺行寨美際化炊設(shè)驅(qū)計(jì)結(jié)。灘使翼之癥圖阿案礎(chǔ)清招晰希，脫造蠟型蘋美楚觀翼，捆以廣適劇合亡于三城享市爸道鳳路碎的里支攀擋響工潛程仿。惹(腎四聚)胸面?zhèn)€板誤、駁拉深筋按、擁連揚(yáng)接梢件蜂等酷構(gòu)撿件壓，滾全離部倚可深以趕實(shí)侄現(xiàn)稅大換批足量子工六廠瓣化寫生愛產(chǎn)紙。式既黑能戰(zhàn)保峰證屬構(gòu)巷件降質(zhì)迫量略，告還勿可模以寸降隊(duì)低仔原凝材淋料忍消臥耗才。劍(僑五撲)狠因庸為勿加錦筋儀土島具攤有齒柔但性陷結(jié)柳構(gòu)上特建點(diǎn)嚷，膠所刃以首對(duì)渣各撒種減地艇基蒼都瞎有米較拿好歇的導(dǎo)適扁應(yīng)險(xiǎn)性涌，林因仙而史對(duì)頓基寧底狂的柄承幅載妥力福要西求剖比編其模它芬支伴擋慈建類筑討物左要辨求拳低柴，柱當(dāng)窄遇借到巾可敘壓教縮忠土次的繁地翻基記時(shí)翅，接也鄰不擔(dān)需養(yǎng)要商做仙大膽型蟻基憲礎(chǔ)許，咬即屢可篇建萌成紋加楊筋僑土洗結(jié)祖構(gòu)越物鍬。緒(撤六攻)蛇加欺筋挎土捏結(jié)滴構(gòu)世的境施瘋工化過巧程殿就粗是嫁拼觸裝來、泳填暖土攏、蜘碾煙壓盟過診程觸，沫它叢既造適鉆于浸機(jī)青械柳施剃工脊，鏟也寶適乖于凈人被力世施侮工馳，施由垮于明構(gòu)謊件籠較墳輕夸，漸因椅而弊施據(jù)工戲設(shè)凈備宵簡(jiǎn)狼單舊，各更讓重涼要掛的迎是貫可鎮(zhèn)以盲在御狹健窄黎的僅環(huán)座境無條茂件給下瘡施頂工紛。餡(顛七膽)趴工優(yōu)期私快導(dǎo)。妄這棄是睡加珠筋辦土禁結(jié)紛構(gòu)耳的美突達(dá)出芒性圓優(yōu)蘆點(diǎn)懇。柳(漆八隔)堵抗潮地依震趣。醬由值于株加狡筋起土貓結(jié)猾構(gòu)抖物誰所督特今有勉的柏柔員性勺能剃夠乒很猜好警地港吸垮收百地領(lǐng)震聰?shù)睦ツ軆€量棒，蟲故慕具驚有堂剛窩性奏結(jié)作構(gòu)灰物昂無掃法停與兇之茫比陡擬染的式耐爺震疊性嘗能淘。歐正唉因摸為緊加受筋剩土稅具壽有友這默種蛇良材好借的羊性貨能彈，廚所片以霉在燃地紅震較頻稱繁采的謎國奶家黑，閱比粉如仰在虛日涌本速，臺(tái)得艘到帝快劇速恢的淹的量推房廣砍。灑(辱九觀)喇耐士寒針性含。駝在位嚴(yán)蚊寒漁地林區(qū)殊建龜筑攏物急的死凍曠害琴是嫂個(gè)負(fù)大帶難當(dāng)題小，鄰但糟加播筋帳土免結(jié)討構(gòu)共物排能妹適生應(yīng)京嚴(yán)壞寒授。眉加套拿駁大月1藝9標(biāo)7種1連年訊以販來謙在貌嚴(yán)勻寒拖地菊區(qū)由修港建量了穩(wěn)4喉0鼠多轉(zhuǎn)座顧加耕筋攏土柱工償程甩至藏今括使囑用圣良呀好艷。斑(碗十楚)房造紡價(jià)魂低宗廉慶。階加轉(zhuǎn)筋要土唉擋孔墻沸因筒其廁墻覽面拾直挨立際，畜可演以巨節(jié)棄約般用頁地都，熄少涌占凍農(nóng)方田折；期而培且逼材揭料手節(jié)梨省滴，害施趙工顧速騰度藏快姜，紙用孫工旨少相，叮這芝些道獨(dú)創(chuàng)特蔬的輝優(yōu)眉越癥性濫，協(xié)體吧現(xiàn)獨(dú)出鵲加援筋代土莖工霜程蔑造亂價(jià)橋低免廉孤，監(jiān)經(jīng)飯濟(jì)惜效帳益玻顯矩著誰。閉據(jù)屠國肺內(nèi)叼部量分艱工制程朋的買數(shù)菌據(jù)蜜統(tǒng)侍計(jì)化，厚一紡般址為沿普梅通屯擋爸土涂墻距造去價(jià)真的體4崗0狡％重～搶6偵0站%痕，蠟并球且?guī)X擋括墻耍越酸高姥時(shí)賠節(jié)眨省穗投營資戴也慌越褲多養(yǎng)。熔有斥數(shù)種據(jù)執(zhí)表新明肌湖怕北頃一祖座好加魂筋丈土軟工李程割造僑價(jià)塑節(jié)通省敬7址1素.閘5沫%躍。車現(xiàn)突我做國醉有均1悶0聯(lián)多告所都高欠等狠院滴校辯，孫2愁0監(jiān)多提個(gè)謎科悶研彼設(shè)柱計(jì)畏施辦工懲單三位閣結(jié)廣合恰中判國障實(shí)溫情博投憑入巡了稼較蠢多搬的鑰經(jīng)弓費(fèi)效和磨人毒員販并唯做蟲了稀量督試頌驗(yàn)制、遇研敬究李和友探簡(jiǎn)索昆，鞭積室累捆了政豐求富蠅的禍經(jīng)菜驗(yàn)漏?？?cè)谖虼藨只鸬A(chǔ)魯上吧交店通誘部糟首紐先徹主答持皆制暈訂飼了政《隆公精路啟加鏡筋粥土顧工妹程揚(yáng)設(shè)心計(jì)惠規(guī)吩范吹》內(nèi)和丈《醋公呆路別加湖筋紋土恰工帳程脂施耕工宴技摟術(shù)艙規(guī)痛范棟》及。怖這葛標(biāo)悲志脾著貴我殲國跳公露路騾加裁筋左土陽工才程雖的服設(shè)境計(jì)兆和旬施堡工喜從言實(shí)芬踐圍到飽理折論酷漸嚷趨稅成證熟愿，倘進(jìn)袍一徐步朽提濃高名我仿國誕公戒路番加盤筋姿土螞技?xì)w術(shù)眼的敢水肌平拿，貨并暴對(duì)營今里后重推叮廣劃應(yīng)蔬用醋加題筋縣土掠技勸術(shù)曬起疤到刷巨瑞大葬的震作名用寫。曬第膨二微節(jié)濤攔程加妻筋筆土痛擋怨墻睡的刻研作究獨(dú)進(jìn)嶼展替一皮、每理偷論但研昆究悠國熊內(nèi)醬外判學(xué)獅者拉通磨過墳大舍量澤的醬研缺究狠工睛作砌，獅對(d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溝內(nèi)并模霞型變?cè)囀栩?yàn)兇對(duì)窗時(shí)輸速態(tài)為他1返6校0漂k燒m屬/塔h法的佳列蓮車盟進(jìn)嗚行悄模逐擬鞭，古研業(yè)究碼了蠟土駁工稈格著柵息的亭合馬理婚加里筋厲位抗置沸，桑對(duì)捏加醫(yī)筋截與昂不里加林筋西時(shí)維承默載都力西的丙增扛加要及天沉乏降姐的巴減透小兵量斜進(jìn)性行禮了每比帶較狹。愿也世有潑人循在事振濃動(dòng)挺臺(tái)襲上林給刪模懸型井箱丹中授的杯加扒筋板土誠擋爹土字結(jié)百構(gòu)玻施付加肌振擊動(dòng)怕荷蛋載塌，迫用辟于獅模倚擬爬地啟震習(xí)荷殃載普作驢用覆下隆的低加針筋煤土出擋搶土香結(jié)眨構(gòu)版的出動(dòng)主力抽特倚性暗。普室鑄內(nèi)演動(dòng)洋三盯軸存試茄驗(yàn)初，瞇蘭震州村鐵貧道賺學(xué)蝕院閥梁尺波挖等合人漲從貝加侵筋馬機(jī)漫理依入艙手治，防建深立火了綁加茂筋邪強(qiáng)意度宮的醬等集效北約摔束籍力懂模太型伯，棄分農(nóng)析卵了竟粉腦煤萄灰拋靜限、剝動(dòng)細(xì)強(qiáng)柿度急的房拉船力臭破己壞薦和連粘半著鳴破賀壞霞兩曲種逃情考況怒下巡的添強(qiáng)炭度母指鴨標(biāo)對(duì)，墾用磁窗淋紗驕和狗硬軋塑消料張板訓(xùn)作犧模扁擬胃材瓶料也，犯作務(wù)振驕動(dòng)繪三牙軸緊試叫驗(yàn)換得衣出藝了寄動(dòng)襪內(nèi)稅摩悶擦攀角坡和牛動(dòng)壩內(nèi)縫聚漢力剃兩餅個(gè)禽強(qiáng)問度熱指咽標(biāo)愧。興M熄o竟h及a漠m危a瘦m割.婦H節(jié).帝M直a胞h抗e且r經(jīng)等素人淋，潛利賀用怎共看振反柱頃試架驗(yàn)佩測(cè)焦量櫻加熔筋尿砂膠的田動(dòng)凱力讓反妨應(yīng)流，透即礎(chǔ)剪便切槳模物量斯G炭和供阻貧尼煮率判D蜻，嘩得荒出鞏了策加悅筋屢砂撒在重動(dòng)破力虎荷哨載店作鍋用忌下秘纖授維赴含障量漢對(duì)敞剪光應(yīng)繪變舅值勒、勇側(cè)頌向券應(yīng)珍力鞠、準(zhǔn)剪聾切伏模揪量艙G針和孩阻擦尼右率糟D點(diǎn)等濾的革影攻響泉。序上方海住鐵揭道技大臨學(xué)乞在央L疑-憶3說0鹿土大工訓(xùn)離毀心燒機(jī)環(huán)上屢分騾別銳作塌了矮在某剛古性左和饞在丟軟薦弱翼地岡基絮上菌土訴工腹織喊物括加狀筋籠土冶擋膊墻挑的院離仇心拋模夢(mèng)型拌試征驗(yàn)軌、閥土糖工律織梁物至對(duì)怨偏飽心帥荷貸載恨剛賤性秋基盲礎(chǔ)茫下脊軟顛土島地時(shí)基勸加采固噸離注心胸模傍式烈試叼驗(yàn)拍，足得箱出撒了缺一柔些抽有險(xiǎn)益灘的脆結(jié)千論老。腐文昂獻(xiàn)卵中爪，摸R嫌i派c照h之a(chǎn)搭r蛙d下s似o陳n辭報(bào)戚導(dǎo)菜了陜美缺國狠加輸利平福鑒尼被亞老大非學(xué)拼所鄉(xiāng)進(jìn)刮行怖的孝加毒筋贊土挎擋神墻撒遭叮受漫隨灣機(jī)殲激茂勵(lì)厚荷伐載諷的聚現(xiàn)央場(chǎng)初試計(jì)驗(yàn)恥，著來熟研考究巧加擦筋絕土雖擋阿土昆結(jié)激構(gòu)掘的曲動(dòng)酬力枕特各性囑。三、加筋土擋墻的發(fā)展趨勢(shì)(一)趨勢(shì)之一:加筋土擋土墻內(nèi)部穩(wěn)定計(jì)算方法，將由現(xiàn)行規(guī)范的允許應(yīng)力法變?yōu)闃O限狀態(tài)法。(二)趨勢(shì)之二:由于拉筋材料技術(shù)的發(fā)展，強(qiáng)度高，變形小，低蠕變、抗腐蝕、壽命長、質(zhì)量輕、無需焊接和防腐處理的新拉筋材料，將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展、推廣和普及，并由此而帶動(dòng)更多的加筋土擋墻的實(shí)施。(三)趨勢(shì)之三:由于土工合成材料的迅速發(fā)展，土工格網(wǎng)或土工席墊式織物不僅當(dāng)加筋土的拉筋，同時(shí)，在邊坡上可以包裹住邊部土，形成一種無面板加筋土擋土墻，其邊坡介于正常填筑路基邊坡和直墻式擋土墻之間。同時(shí)，可在邊部種植草，從而達(dá)到穩(wěn)定路基，穩(wěn)定邊坡，減少占地、減少填土、節(jié)省工程造價(jià)的目的。邊部包裹土的為類似麻袋的土工細(xì)物拉筋為便于與類似麻袋的土工織物容易相連結(jié)的土工合成材料。生產(chǎn)量大，造價(jià)低，可廣泛用于填方路基施工中[1]。第二章加筋土擋墻的作用機(jī)理和設(shè)計(jì)計(jì)算第一節(jié)擋土墻方案的比選擋土結(jié)構(gòu)形式很多，除傳統(tǒng)的圬工擋土墻以外，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)擋土墻有懸臂式、扶壁式、連拱式、板柱式、土釘墻、錨桿式、加筋土、錨定板式、垛式等等。各類擋土墻的適用范圍取決于墻址地形、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、建筑材料、墻的用途、施工方法、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)等因素。一、重力式擋墻重力式擋土墻是以墻體自身來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定，它是我國目前最常用的一種擋土墻形式。重力式擋土墻多用漿砌片（塊）石砌筑，缺乏石料的地區(qū)有時(shí)可用混凝土預(yù)制砌塊作為砌體，也可直接用混凝土澆筑，一般不用鋼筋或只在局部范圍內(nèi)配置少量鋼筋。這種擋土墻形式簡(jiǎn)單。施工方便，可就地取材，適應(yīng)性強(qiáng)，因此應(yīng)用比較廣泛。由于重力式擋土墻依靠自身重力來維持平衡穩(wěn)定，因此墻身斷面大，圬工數(shù)量也大，在軟弱地基上修建往往受到承載力的限制。如果墻過高，材料耗費(fèi)多，因而也不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)?shù)图?jí)較好，墻高不大，且當(dāng)?shù)赜钟惺蠒r(shí)，一般優(yōu)先選擇重力式擋墻[3][9]。圖2.1附斜式和仰斜式重力式擋土墻的墻背可做成附斜，仰斜，垂直，凸行折線和衡重式五種。仰斜墻背所受的土壓力較小，但墻后填土不易壓實(shí)，不便施工。當(dāng)墻趾處地面橫坡較陡時(shí)，采用仰斜墻背將使墻身增高斷面增大，所以仰斜墻背使用與路塹墻及墻趾處地面平坦的路肩墻或路堤墻。俯斜式所受的土壓力較大，其墻身斷面較仰斜墻背的大，通常在地面橫坡陡峭時(shí)，借陡直的墻面。以減少墻高。俯斜墻背可做成臺(tái)階，以增加墻背與填土之間的摩檫力。垂直墻背的特點(diǎn)介于仰斜墻和俯斜墻之間。圖2.2垂直式和衡重式凸形折線墻背系由仰斜墻背演變而來，上部俯斜，下部仰斜，以減少上部斷面尺寸，多用于路塹墻，也可以用做路肩墻。圖2.3凸形折線式衡重式墻背在上下墻間設(shè)有衡重臺(tái)，利用衡重太上填土的重力使全墻中心向后移動(dòng)，增加了墻身的穩(wěn)定。因而采用陡直的墻面，且墻采用仰斜墻背，因而可以減小墻身的高度，減少開挖的工作量。適用于山區(qū)地形陡峭處的路肩和路堤墻，也可以用做路塹墻。當(dāng)墻的高度在5米以下，同時(shí)附近產(chǎn)石時(shí)，可優(yōu)先選用漿砌石重力式擋土墻。二、懸臂式擋墻懸臂式擋土墻的一般形式如圖所示，它是由立壁（墻面板）和墻底板（包括墻趾和墻踵板）組成，呈倒“T”字形，具有三個(gè)懸臂，即立壁，墻趾和踵板。扶壁式擋土墻由墻面板（立壁），墻踵板及扶肋（扶壁）組成，如圖所示。當(dāng)墻身較高時(shí)，在懸臂式擋土墻的基礎(chǔ)上，沿墻長方向，每隔一定的距離加設(shè)扶肋。扶肋把立壁同墻踵板連接起來，扶肋起加勁的作用，以改善立壁和墻踵板的受力條件，提高結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，減少立壁的變形。扶壁式擋土墻宜整體灌注，也可以采用拼裝，但拼裝式扶壁擋土墻不宜在地質(zhì)不良的地段和地震烈度大于等于8度的地區(qū)使用。圖2.4懸臂式擋墻懸臂式和扶壁式擋土墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定是依靠墻身自重和踵板上的填土的重量來保證的，而且墻趾板也顯著的增大了抗傾覆穩(wěn)定性，并大大減少基底應(yīng)力。它們的主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，墻身端面較小，自身質(zhì)量輕，可以較好的發(fā)揮材料的強(qiáng)度特性，能適應(yīng)承載力較低的地基。但是需要耗用一定數(shù)量的鋼筋和水泥，特別是墻高較大的時(shí)候，鋼材用量急劇增加，影響其經(jīng)濟(jì)性能。一般情況下，墻高6m以內(nèi)采用懸臂式，以上采用扶壁式。它們適用于缺乏石料及地震地區(qū)。由于墻踵板的施工條件，一般用于填方的路段作路肩墻或者路堤墻使用。懸臂式輕型擋土墻由于斷面簡(jiǎn)單，施工方便，在公路建設(shè)中使用較為普遍，尤其在城市橋梁的橋頭高填土路段，因修建路肩式懸臂擋土墻既可以減少路基邊坡占地，又可以美化高空，故得到廣泛使用。但是，由于在設(shè)計(jì)中某些因素考慮不到，往往會(huì)出現(xiàn)一些問題。比如地基不均勻沉降因素往往被忽略考慮，致使擋土墻在使用過程中出現(xiàn)墻身傾斜現(xiàn)象。三、錨定板擋墻錨定板擋土結(jié)構(gòu)也是一種適用于填方的輕型支擋結(jié)構(gòu)物。錨定板結(jié)構(gòu)是我國鐵路部門首創(chuàng)的一種新型支擋結(jié)構(gòu)形式，它發(fā)展于70年代初期，目前在鐵路部門已廣泛應(yīng)用，公路、水利、煤礦等部門也在立交橋臺(tái)、邊坡支擋、坡腳防護(hù)等多種工程中應(yīng)用。圖2.4錨定板擋墻錨定板擋土墻是由墻面、拉桿、錨定板以及充填墻面與錨定板之間的填土所共同組成的一個(gè)整體。在這個(gè)整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，存在著作用于墻面上的土壓力、拉桿的拉力和錨定板的抗拔力等相互作用的內(nèi)力。這些內(nèi)力必須互相平衡，才能保證結(jié)構(gòu)內(nèi)部穩(wěn)定。同時(shí)，在錨定板擋土墻的周圍邊界上，還存在著從邊界外部傳來的土壓力、活載以及結(jié)構(gòu)自重所產(chǎn)生的作用力和摩擦力，這些外力也必須互相平衡，以保證錨定板擋土墻的整體穩(wěn)定性，防止發(fā)生滑動(dòng)或蠕動(dòng)。錨定板擋土墻和錨桿擋土墻一樣，是依靠“拉桿”的抗拔力來保持擋土墻的穩(wěn)定。但是，這種擋土墻與錨桿擋土墻又有著明顯的區(qū)別，錨桿擋土墻的錨桿必須錨固在穩(wěn)定的地層中，其抗拔力來源于錨桿與砂漿、孔壁地層之間的摩阻力；而錨定板擋土墻的拉桿及其端部的錨定板均埋沒在回填土中，其抗拔力來源于錨定板前填土的被動(dòng)抗力。因此，墻后側(cè)向土壓力通過墻面?zhèn)鹘o拉桿，后者則依據(jù)錨定板在填土中的抗拔力抵抗側(cè)向土壓力，以維持擋土墻的平衡與穩(wěn)定。在錨定板擋土墻中，一方面填土對(duì)墻面產(chǎn)生主動(dòng)土壓力，填土愈高，主動(dòng)土壓力愈大；另一方面填土對(duì)錨定板的移動(dòng)產(chǎn)生被動(dòng)的土抗力，填土愈高，錨定板的抗拔力也愈大。錨定板擋土墻按墻面結(jié)構(gòu)形式可分為柱板式和壁板式兩種，柱板式按肋柱上的拉桿層數(shù)還可分為單層拉桿、雙層位扦和多層拉桿錨定板擋土墻。壁板式擋土墻的墻面扳(壁面板)可采用矩形或十字形板拼裝而成，墻面板直接用拉桿與錨定板連接。錨定板擋土墻的主要特點(diǎn)有構(gòu)件斷面小、結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、柔性大、工程量省、圬工數(shù)量少構(gòu)件可預(yù)制，有利于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕型化和機(jī)械化施工。它主要適用于承載力較低的軟弱地基和缺乏石料的地區(qū)，作路肩墻或路堤墻。四、方案總結(jié)目前工程中采用的重力式擋土墻與加筋土擋土墻是兩種截然分離的擋土結(jié)構(gòu)，不僅材料不同，而且計(jì)算模式也有別。重力式擋土墻擋的填土是荷載，它是產(chǎn)生土壓力的原因。而加筋土擋土墻的填土，當(dāng)在填土中加筋以后形成了土結(jié)構(gòu)，土成為了擋土墻的一部分，變成了結(jié)構(gòu)，從這個(gè)意義上來講，加筋土擋土墻更為優(yōu)越[10][11][15]。本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用為XX的邊坡支護(hù)，按照其實(shí)際情況，與其它幾種擋土墻相比，加筋土擋墻有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)：(一)它允許完成很高的垂直填土，從而可減少占地面積，這對(duì)不利于放坡的地區(qū)，城市道路以及土地珍貴的地區(qū)而言，有著巨大的經(jīng)濟(jì)利益，這個(gè)是它最大的特點(diǎn)。下表2.1所示的是平原區(qū)26m寬4車道高速公路，填土高3.5-15m采用直墻式擋土墻與正常路基填土路基，按《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》占地比和每公里節(jié)省占地?cái)?shù)量。(二)充分的利用材料的性能，特別是土與拉筋的共同作用，使加筋土擋墻輕型化，與重力式擋墻相比，墻高超過5米時(shí)，所用的混凝土體積只相當(dāng)于重力式得3%--5%，其造價(jià)可降低40%--60%，而且越高經(jīng)濟(jì)效益越佳，與其它形式的鋼筋擋土墻相比，造價(jià)上的優(yōu)勢(shì)更明顯。表2.2對(duì)我國1980-1990年間有代表性的11座加筋土擋墻與重力式擋墻的造價(jià)進(jìn)行了比較。這11座工程中，公路6座，碼頭2座，鐵路1座，煤礦1座，護(hù)岸1座。從8個(gè)省市中選擇出來，高度從5-26.15m，拉筋、填料及面板各異，從中看出，節(jié)省造價(jià)十分明顯，并且高度越大，節(jié)省造價(jià)越多。表2.126.0米寬正常填土路基與直墻式加筋土擋墻路基占地比較表填土高H(m)正常填土路基每延米地寬A(m)直墻式擋墻每延米占地寬B(m)兩者占地比(A/B)*100%每公里節(jié)省占地(畝)每百公里節(jié)省占地(畝)3.549.338.81.27017.51575.24.050.838.81.30918.0011800.16.056.838.81.46427.0032700.38.062.838.81.61836.0043600.410.069.838.81.79946.5054650.512.076.838.81.97957.0065700.614.083.838.82.16067.5076750.715.087.338.82.2572.7577275.7(三)面板，筋帶可以在工廠中定型加工，構(gòu)件全部預(yù)制，實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，不但了質(zhì)量，而且降低了原材料消耗。(四)由于構(gòu)件教輕，施工簡(jiǎn)便，快速，除了需配置壓實(shí)機(jī)械外，不需要配置其它的機(jī)械，施工易于掌握，而且能節(jié)省勞力和縮短工期。表2.2重力式擋墻與加筋土擋墻造價(jià)比較表工程名稱墻高(m)重力式墻(元/延米)加筋土墻(元/延米)節(jié)約數(shù)(%)陜西口鎮(zhèn)公路擋墻5-8549.26435.8720.6浙江天臺(tái)縣清溪護(hù)岸5.2184.56146.0021.0遼寧瓦子窯公路擋墻6.0441.36384.6821.0廣東克雞籠公路擋墻6.0585.00438.7525.0重慶磁器口碼頭9.201453.001008.5030.6陜西富縣公路擋墻9.642681.001594.2040.54山西陵川公路擋墻11.371436.011048.6941.90重慶濱州公路擋墻(兼碼頭)11-227150.004015.0043.8武漢葛店鐵路專用線4.5988.00484.0051.00云南田壩礦區(qū)選煤廠8.31262.00575.0054.4重慶長壽白沙灣碼頭26.1512320.004274.0065.31由于以上的特點(diǎn)，這與XX邊坡支護(hù)的各況非常相吻合，而且加筋土擋墻做為一種新型的支擋結(jié)構(gòu)，與其它支擋結(jié)構(gòu)相比，有著不可比擬的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省占地面積，以及其造型的美觀，尤其適合在城市中應(yīng)用，故在設(shè)計(jì)中采用加筋土擋墻技術(shù)。第二節(jié)加筋土擋墻的作用機(jī)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)變方向埋置具有撓性的筋帶材料，則土與筋帶材料產(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。其基本原理存在于筋帶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種予以解釋:一種是把加筋土視為組合材料，即認(rèn)為加筋土是復(fù)合體結(jié)構(gòu)（亦稱錨定式結(jié)構(gòu)），用摩擦原理來解釋與分析；另一種是把加筋土視為均質(zhì)的各向異性材料，即認(rèn)為加筋土是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，用準(zhǔn)粘聚力原理(或莫爾-庫倫理論)來解釋與分析。一、摩擦加筋原理在加筋土結(jié)構(gòu)中，由填土自重和外力產(chǎn)生的土壓力作用于墻面板，通過墻面板上的筋帶連接件將此土壓力傳遞給筋帶，企圖將筋帶從土中拉出。而筋帶材料又被土壓住，于是填土與筋帶之間的摩擦力阻止筋帶被拔出。因此，只要筋帶材料具有足夠的強(qiáng)度，并與土產(chǎn)生足夠的摩阻力，則加筋的土體就可保持穩(wěn)定。筋帶與填土之間的摩擦力是如何發(fā)揮作用的,現(xiàn)從加筋體中取一微分段dl進(jìn)行分析，如圖2.1所示。圖2.1筋帶與填土間摩擦作用圖示設(shè)由土的水平推力在該微分段筋帶中所引起的拉力（假定拉力沿拉助長度呈非均勻分布)，垂直作用的土重和外荷載為法向力，筋帶與土之間的摩擦系數(shù)為，筋帶寬度為，作用于長的筋帶條上下兩面的垂直力為,筋帶與土體之間的摩擦阻力即為，如果則筋帶與土之間就不會(huì)產(chǎn)生相互滑動(dòng)。這時(shí)，筋帶與土之間好像直接相連似地發(fā)揮著作用。如果每一層加筋均能滿足上式的要求，則整個(gè)加筋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部抗拔穩(wěn)定性就得到保證。在加筋土結(jié)構(gòu)物中筋帶常成水平狀、相間、成層地鋪設(shè)在需要加固的土體中。如果土體密實(shí)，筋帶布置的豎向間距較小，上下筋帶間的土體能因?yàn)榻顜?duì)土的法向反力和摩擦阻力在土顆粒中傳遞(即由筋帶直接接觸的土顆粒傳遞給沒有直接接觸的原土粒)，而形成與土壓力相平衡的承壓拱，如圖2.2所示。圖2.2填土與筋帶作用圖這時(shí)，在上、下筋條之間的土體，除端部的土不穩(wěn)定外，將與筋帶形成一個(gè)穩(wěn)定的整體。同理，如左右筋帶的間距不大，左右筋帶間的土體也能在側(cè)向力的作用下，通過土拱作用，傳遞給上下筋帶間己形成的土拱。最后也由筋帶對(duì)土的摩擦阻力承受側(cè)壓力，于是，除端部的土體外，左右筋帶間的土體也將獲得穩(wěn)定。加筋體的成拱條件十分復(fù)雜，特別是在筋帶間距較大而填土的顆粒細(xì)小，以及土的密實(shí)度不足的情況下，這時(shí)，在筋帶間土體較難形成穩(wěn)定的土拱，筋帶間的土體將失去約束而出現(xiàn)坍落和側(cè)向位移，如圖2.3所示。圖2.3加筋土體破壞時(shí)內(nèi)部簡(jiǎn)圖所以，用作支擋結(jié)構(gòu)物時(shí)，加筋土結(jié)構(gòu)應(yīng)在筋帶端部加設(shè)墻面板，用以支擋不穩(wěn)定的土體，承受筋帶與土間的摩擦阻力未能克服的剩余土壓力，并通過連接件傳遞給筋帶。摩擦加筋理論由于概念明確、簡(jiǎn)單，因此，在高模量(如金屬筋帶)加筋土結(jié)構(gòu)中得到較廣泛的應(yīng)用。二、準(zhǔn)粘聚力原理(莫爾一庫倫理論)加筋土結(jié)構(gòu)可以看作是各向異性的復(fù)合材料，通常采用的筋帶，其彈性模量遠(yuǎn)大于填土。在這種情況下，筋帶與填土的共同作用，包括填土的抗剪力、填土與筋帶的摩擦阻力及筋帶的抗拉力，使得加筋土的強(qiáng)度明顯提高，這可從三軸試驗(yàn)中得到驗(yàn)證。加筋土的基本應(yīng)力狀態(tài)如圖2.4a所示，在沒有筋帶的土體中，在豎向應(yīng)力的作用下，土體產(chǎn)生豎向壓縮和側(cè)向膨脹變形。隨著豎向應(yīng)力的加大，壓縮變形和膨脹變形也隨之加大，直到破壞。如果在土體中設(shè)置水平方向的筋帶，則在同樣的豎向應(yīng)力，作用下，其側(cè)向變形大大減小甚至消失，如圖2.4b所示。圖2.4a圖2.4b圖2.4加筋前后土體變化形式這是由于水平筋帶與土體之間產(chǎn)生摩擦作用，將引起側(cè)向膨脹的拉力傳遞給筋帶，使土體側(cè)向變形受到約束。筋帶的約束力相當(dāng)于在土體側(cè)向施加一個(gè)側(cè)壓力，其關(guān)系可用莫爾圓表示，如圖2.5所示。圖2.5筋帶約束力與土體側(cè)壓力之間的關(guān)系莫爾圓Ⅰ為土體未破壞時(shí)的彈性應(yīng)力狀態(tài)；圓Ⅱ則是未加筋帶的土體極限應(yīng)力狀態(tài);圓Ⅲ是加筋土體的應(yīng)力狀態(tài)，土體中加入高彈性模量的筋帶后，筋帶對(duì)土體提供了一個(gè)約束阻力,即水平應(yīng)力增量，使得側(cè)向壓力減小，亦即在相同的軸向變形條件下，加筋土能承受較大的主應(yīng)力差。這還可以通過常規(guī)三鈾試驗(yàn)中的應(yīng)力變化情況來表示，如圖2.6所示。圖2.6三軸試驗(yàn)中土應(yīng)力變化圖圖中圓Ⅳ為無筋土極限狀態(tài)時(shí)的莫爾圓;圓Ⅵ為加筋土的莫爾圓，圓Ⅳ的與圓Ⅵ的相等，而能承受的壓力則增加了，圓Ⅴ為加筋土中填土的極限莫爾圓，其最大主應(yīng)力與圓Ⅵ的相等，而最小主應(yīng)力卻減少了。上述分析說明，加筋土體的強(qiáng)度有了增加，應(yīng)有一條新的抗剪強(qiáng)度線來反映這種關(guān)系，如圖2.7所示。圖2.7土體加強(qiáng)后的應(yīng)力變化圖這已被試驗(yàn)所證實(shí)，如圖2.8所示。圖2.8試驗(yàn)所得加筋土應(yīng)力變化圖圖中加筋土與未加筋土的強(qiáng)度曲線幾乎完全平行，說明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（即加筋土）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”。準(zhǔn)粘聚力可根據(jù)莫爾—庫倫定律求得，由上兩圖可知:(2.1)加筋后，土體處于新的極限平衡狀態(tài)，即：(2.2)比較上面兩式，可得:(2.3)因此，由于筋帶作用產(chǎn)生的“準(zhǔn)粘聚力”為:(2.4)必須指出，上式是建立在筋帶不出現(xiàn)斷裂和滑動(dòng)，同時(shí)也不考慮筋帶受力作用后產(chǎn)生拉伸變形的條件下得出的。顯然這只能適用于高抗拉強(qiáng)度和高模量的筋帶材料，如鋼筋混凝土帶、鋼帶、鋼片和高強(qiáng)度高模量的加筋塑料帶等。對(duì)于低模量、大延伸率的土工材料，因?yàn)樗荒芡耆拗仆馏w的側(cè)向變形，所以對(duì)于這些材料的加筋作用機(jī)理，不考慮其變形的影響是不符合實(shí)際的。為了考慮筋帶的變形性質(zhì)，取三軸試驗(yàn)中的試樣楔體來作進(jìn)一步的分析如圖2.9所示。圖2-9加筋土脫離體力平衡圖圖中：A為試樣的截面積；(2.5)——為破裂角——土的內(nèi)摩擦角T——為與破裂面相交的各筋帶層的水平合力s——為筋帶的極限抗拉強(qiáng)度根據(jù)靜力平衡條件：(2.6)而筋帶所能承受的水平合力為：(2.7)式中：Sy——加筋土體中筋帶層垂直間距(m)；Sx——加筋土體中筋帶層水平間距(m)；s——筋帶的極限抗拉強(qiáng)度(kPa)；As——筋帶的截面積(m2)。將上面幾個(gè)公式整理，可得(2.8)最后求得的Cp便是由筋帶作用產(chǎn)生的“準(zhǔn)粘聚力”。加筋土的似粘聚力是根據(jù)加筋土體處于極限平衡狀態(tài)下導(dǎo)出的，只著眼于加筋土的強(qiáng)度，因此準(zhǔn)粘聚力理論適合于高模量的筋材加筋土。只要筋帶沒有斷裂就足以阻止土產(chǎn)生邊界變形，從而提高加筋土的強(qiáng)度。模量低延伸率高的織物加筋，由于變形大，不容易限制土產(chǎn)生邊界變形，因此就不能僅僅采用強(qiáng)度條件來評(píng)價(jià)，而要考慮其大變形的性質(zhì)。第三節(jié)加筋土擋墻的構(gòu)造及其設(shè)計(jì)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筋帶的復(fù)合土，它利用筋帶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。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的筋帶以及墻面板三部分組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖2.10，2.11所示[6][12][13]圖2.10加筋擋土墻斷面簡(jiǎn)圖圖2.11加筋擋土墻模型簡(jiǎn)圖在道路工程中，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，其中又分為分離式、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.無面板加筋墻，即土工布擋土墻。按筋帶的形式可分為條帶式加筋土擋土墻，即筋帶為條帶式，每一層不滿鋪筋帶；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)或土工墊筋帶。目前，我國主要采用條帶式有面板的加筋土擋土墻。但加筋擋土墻在8度以上地區(qū)和具有強(qiáng)烈腐蝕環(huán)境中不宜使用，對(duì)于浸水條件下應(yīng)慎重應(yīng)用。一、加筋體橫斷面加筋體的橫斷面形式一般宜用矩形，如圖2.12a所示，即拉筋長度在加筋體內(nèi)均相同，這種斷面形式是根據(jù)最小拉筋長度的要求提出來的。試驗(yàn)及大量工程實(shí)例表明，拉筋長度不宜小于3m，否則拉筋有被撥出的可能，這是因?yàn)槔铙w中埋沒的拉筋不會(huì)沿其全長發(fā)揮出全部摩擦阻力，在墻面板附近因不能使用重型機(jī)械碾壓，填土處于末被充分壓實(shí)的狀態(tài)。因此，理論計(jì)算與分析所需拉筋長度不足3m時(shí)，一般仍應(yīng)取3m，且不小于0.4H。斜坡地段由于地形條件限制可采用倒梯形斷面，如圖2.12b所示，即拉筋長度隨填土深度的增加而減短，這種斷面形式符合庫倫破裂面的情況。在寬敞的垣方地段可用正梯形斷面，如圖2.12c所示，即拉筋的長度隨填土深度的增加而加長。這種斷面是根據(jù)傳統(tǒng)的重力式擋土墻的斷面形式提出來的.視加筋體為俯斜式擋土墻。圖2.12加筋土擋墻的斷面形式加筋土擋土墻高度大于12m時(shí)，應(yīng)分級(jí)設(shè)置，墻高的中部宜設(shè)置寬度不小于l.0m的錯(cuò)臺(tái)，臺(tái)頂用混凝土板防護(hù)并沒向外傾斜20%的排水橫坡。當(dāng)采用細(xì)粒土填料時(shí)，上級(jí)墻的墻面板基礎(chǔ)宜設(shè)置寬度不小于1.0m、高度不小于0.5m的石灰土或砂礫人工地基，如圖2.13所示。墻高大于20m時(shí)應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)[4][5]。圖2.13加筋土擋墻的錯(cuò)臺(tái)形式二、拉筋常用的拉筋從材質(zhì)上可以分為金屬(鍍鋅鋼帶)、鋼筋混凝土、CAT鋼塑拉筋帶(格柵)、聚丙烯土工帶等(優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2.3)表2.3常見拉5材料分類比較表序號(hào)項(xiàng)目類別優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍備注1鋼帶1.強(qiáng)度高變形小；2.蠕變量極小。1.造價(jià)高；2.抗腐蝕性差；3接長與面板連接工作量大。重要工程造價(jià)非常高，僅適用與國外2鋼筋混凝土帶1.強(qiáng)度高變形??；2.蠕變量極?。?.筋帶與填料摩擦力較大。1.裝配工作量大；2.混凝土塊易被壓碎，影響使用效果。鐵路，公路，市政工程。應(yīng)用廣泛，現(xiàn)常與鋼塑帶聯(lián)合使用3聚丙烯土工帶(PP帶)1.標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；2.重量輕，易安裝；1.蠕變量大；2.伸縮率大；3.抗老化性能差。安全性一般的支擋結(jié)構(gòu)4CAT鋼塑復(fù)合帶1.強(qiáng)度高變形?。?.蠕變量?。?.抗腐蝕性好；4.重量輕，易安裝公路，鐵路，水工，市政目前已大量使用筋帶在土中隨著時(shí)間推移，有銹蝕或老化的可能，這時(shí)板面抗拒外力的能力減弱。擋土墻的穩(wěn)定主要靠土體本身的自立作用，因此，不宜在急流、波浪沖擊及高陡山坡使用加筋土擋土墻。必須設(shè)置時(shí)，水位以下部分的墻體應(yīng)采用其它措施，如重力式檔土墻或漿砌片石防護(hù)等。筋帶為帶狀，國內(nèi)以采用聚丙烯土工帶和鋼筋混凝土帶為主。對(duì)于高速公路和一級(jí)公路應(yīng)用鋼帶和鋼筋混凝土筋帶，國外廣泛使用鍍鋅鋼帶[4][5]。1.鋼帶鋼帶一般用軟鋼軋制，分光面帶和有肋帶兩種，有肋帶上設(shè)置橫肋以增加摩擦力。它的橫斷面為扁矩形，寬度不小于30mm，厚度不小于3mm。鋼帶防銹所涉及的因素較多。除表面采取鍍鋅防銹措施外，還應(yīng)注意填科中的水及水中的化學(xué)物質(zhì)，并考慮不同設(shè)計(jì)年限的銹蝕厚度。2.鋼筋混凝土帶鋼筋混凝土帶表面租糙，與填科之間的摩擦力較大，加之筋帶寬，所以筋帶長度較短，而且造價(jià)低。鋼筋混凝土帶一般分節(jié)預(yù)制，每節(jié)長度不大于3m，做成串連狀。平面為長條矩形或?qū)挾茸兓男ㄐ?，橫斷面為扁矩形，帶寬100250。在滿足強(qiáng)度要求的前提下，宣采用寬而薄的扁楔形斷面帶為好，以增大筋帶與土之間的摩擦力。混凝土標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于C20，主筋多為3號(hào)鋼，直徑不小于8mm。為防止或減少混凝土被壓裂，往往可以在混凝十內(nèi)布設(shè)鋼絲網(wǎng)。筋帶的接長多用焊接，也可用螺拴聯(lián)結(jié)，外露鋼筋表面采用瀝青纖維布處理，以減緩銹蝕。3.聚丙烯土工帶(PP帶)丙烯土工帶是一種低模量、高蠕變材料，其抗拉強(qiáng)度受蠕變控制。聚丙烯土工帶由專業(yè)工廠定型生產(chǎn)，表面應(yīng)有均勻的粗糙壓紋，寬度均勻一致，帶寬應(yīng)大于18mm，厚度應(yīng)太于0.8mm。由于各地產(chǎn)品性質(zhì)差異較大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做抗斷裂試驗(yàn)，確定斷裂強(qiáng)度，斷裂強(qiáng)度不小于220MPa，斷裂伸長率不宜大于10%，容許應(yīng)力采用值應(yīng)小于斷裂強(qiáng)度的1/5。在含有硬質(zhì)尖棱的碎石土中不得使用聚丙烯土工帶以免筋帶被割斷。4.鋼塑復(fù)合帶(CAT)鋼塑復(fù)合帶采用高強(qiáng)鋼絲和添加抗老化劑的塑料復(fù)合而成，寬度應(yīng)大于30mm，厚度應(yīng)大于1.Smm，斷裂仲長率不應(yīng)大于2%，表面有粗糙花紋?？估瓘?qiáng)度由鋼絲承擔(dān)，塑料對(duì)鋼絲起防腐作用。設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)考慮接頭處或破損處的鋼絲銹蝕的影響而歷減。另外，筋帶還可使用土工織物、廢舊編織袋等，并根據(jù)要求和使用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。筋帶一般應(yīng)水平放置，并垂直于墻面板。當(dāng)兩根以上的筋帶固定在同一錨接點(diǎn)上時(shí)，應(yīng)在平面上成扇形錯(cuò)開，使筋帶的摩擦力能夠充分發(fā)揮。但當(dāng)采用聚丙烯土工帶時(shí)，在滿足抗拔穩(wěn)定性要求的前提下，部分為滿足強(qiáng)度要求而設(shè)置的筋帶可以重疊。當(dāng)采用鋼片和鋼筋混凝土帶時(shí)，水平間距不能太寬，否則筋帶的增加效果將出現(xiàn)作用不到的區(qū)域，參照國外經(jīng)驗(yàn)，可取最大間距為1.5m。下表所示為重慶永固牌CAT指標(biāo)表：表2.4重慶永固牌CAT指標(biāo)表型號(hào)規(guī)格(mm)破斷拉力(KN)極限抗拉強(qiáng)度(MPa)破斷伸長率(%)單位長度(m/kg)CAT30015A301.55.01102.015.0CAT30015B301.56.01302.014.0CAT30020A302.07.01152.013.0CAT30020B302.09.01502.011.0CAT30020C302.09.01502.012.0CAT30020D302.09.01502.011.0CAT50022502.222.02002.05.5CAT60022602.230.02252.04.0(一)拉筋所滿足的條件拉筋的作用是承受垂直荷載和水平拉力，并與填料產(chǎn)生摩擦力。因此拉筋材料的形狀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)應(yīng)最大限度地滿足如下基本特性：1．拉筋是土體中的增強(qiáng)材料，主要承受拉力，要求具有較高的抗拉強(qiáng)度，以保證結(jié)構(gòu)物的安全；2．拉筋是埋在土中的加強(qiáng)材料，由于填土的不均勻性和沉降，要求拉筋應(yīng)具有較好的柔性、韌性，以適應(yīng)變形能力；3．拉筋是與填土共同產(chǎn)生摩擦作用，平衡側(cè)壓力而使擋墻墻體穩(wěn)定的材料，要求拉筋與填土之間應(yīng)具有較大的摩擦系數(shù)；4．拉筋在填土中受拉后，所產(chǎn)生的變形直接影響著墻面的平整與美觀，要求拉筋在拉力的作用下，只能容許產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的變形；5．要求拉筋有良好的抗疲勞性能，具有抗老化、耐腐蝕及化學(xué)穩(wěn)定性好的特征，以保證永久結(jié)構(gòu)物的使用壽命，滿足使用年限方面的要求；6．拉筋與面板的聯(lián)結(jié)必須牢固可靠；7．要求拉筋的斷面形狀簡(jiǎn)單，便于加工制作，適合工廠化成批生產(chǎn)；8．經(jīng)濟(jì)上合理。國外加筋土擋墻大都采用寬4~l0cm，厚3~5mm的防銹鍍層鋼帶作為拉筋的用材。我國鋼材較昂貴，采用鋼拉筋較少，一般均采用復(fù)合材料土工帶或鋼筋混凝土拉筋。近年來，鋼塑拉筋帶、土工格柵由于具有良好的技術(shù)特性，已經(jīng)作為拉筋材料被推廣使用。目前國內(nèi)加筋土擋墻拉筋大部分選用鋼塑復(fù)合拉筋帶及鋼筋混凝土拉筋。(二)拉筋尺寸為了控制填土夯實(shí)質(zhì)量，起到分層厚度管理的作用、所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到與分層填土要求的厚度相匹配。其間距選擇可參考下表[14]：表2.5拉筋間距選擇參考表水平間距(m)垂直間距(m)0.5~1.00.25~0.75加筋土拉筋的長度，一般認(rèn)為由“無效長”和“有效長”兩部分組成。位于破裂棱體內(nèi)的拉筋為無效長度，破裂棱體以外的拉筋為有效長。確定拉筋的有效長度與無效長度，實(shí)際上是確定拉筋錨固區(qū)和非錨固區(qū)的分界線。目前，國內(nèi)外大都采用“0.3H法”來確定破裂棱體的分界面，即根據(jù)實(shí)測(cè)資料將各層拉筋所受拉力的最大值(最大應(yīng)力點(diǎn))，將這些峰值圓順地連結(jié)起來，其形狀與《法國加筋土設(shè)計(jì)規(guī)范》的0.3H法接近。拉筋的無效長度根據(jù)潛在破裂面位置確定出非錨固區(qū)范圍即可確定，拉筋的有效長度則需根據(jù)錨固區(qū)范圍內(nèi)拉筋所產(chǎn)生的摩擦力與該拉筋所承受范圍內(nèi)面板上的側(cè)土壓力相平衡的關(guān)系來計(jì)算得到。筋條抗拉力的理論公式表明，抗拉力和呈線性關(guān)系，筋條埋深愈大，抗拔力愈大。但是國內(nèi)外許多拉拔試驗(yàn)都未能證明這一規(guī)律。隨著埋深的增加，抗拉力并不是直線增長，根據(jù)實(shí)測(cè)的抗拔力，用上述理論公式反算摩擦力時(shí)，從而得出摩擦系數(shù)是隨著埋深的增加而減少的。日本公共工程研究所的試驗(yàn)報(bào)告表明摩擦系數(shù)是隨著填土厚度的增加而減小的。英國運(yùn)輸與道路研究所和美國加利福尼亞大學(xué)的試驗(yàn)報(bào)告也認(rèn)為當(dāng)垂直土壓力增大時(shí)土與筋條的摩擦作用是減少的。西南交大課題組在這方面進(jìn)行的大量室內(nèi)模型試驗(yàn)結(jié)果，也得出了筋土間摩擦系數(shù)隨埋深的增加而減小。我國鐵四院科研所路基組的拉拔試驗(yàn)初步分析認(rèn)為，填土高度直接反映出垂直壓力的大小，垂直壓力的大小直接影響摩擦系數(shù)的大小，填土高度增加，其摩擦系數(shù)減小，表明填土高度有與摩擦系數(shù)成反比的趨勢(shì)。其原因可能是當(dāng)垂直土壓力增加到一定程度時(shí)，土顆粒與筋條己經(jīng)充分接觸，垂直土壓力的繼續(xù)增大，使筋條在拉動(dòng)時(shí)帶動(dòng)與其接觸的土顆粒引起周圍土體膨脹，增加摩擦力的趨勢(shì)受到阻礙，于是摩擦系數(shù)就不再增加，反而有下降的趨勢(shì)。另一方面試驗(yàn)資料證明，加筋土范圍內(nèi)的垂直土壓力的分布，由于受到邊界條件和變形條件及土拱因素的影響，垂直土壓力并不是隨著填土深度的增加而直線上升，即便在同一水平面上垂直土壓力的分布也是不均勻的。拉筋的有效長度為：(2.9)拉筋的無效長度為：(2.10)拉筋的設(shè)計(jì)計(jì)算長度：(2.11)由于按拉筋理論設(shè)計(jì)計(jì)算的每層拉筋長度不同，在實(shí)際工程操作不方便施工，因而需根據(jù)方便、安全的原則對(duì)計(jì)算長度進(jìn)行一些必要的調(diào)整。拉筋長度的實(shí)際設(shè)計(jì)采用值，可以按以下原則并滿足擋墻內(nèi)部穩(wěn)定的要求統(tǒng)一、協(xié)調(diào)考慮采用。1.墻高小于3.0m時(shí)，可設(shè)計(jì)為等長拉筋，拉筋長度不應(yīng)小于4.0m；2.墻高大于3.0m時(shí)，拉筋最小長度，應(yīng)大于0.8倍的墻高，且不小于5m；3.墻高大于3.0m時(shí)，可以考慮變換拉筋長度，但采用不等長的拉筋時(shí)，同等長度拉筋的墻段高度應(yīng)大于3.0m；4.一處擋土墻拉筋不宜多于3種長度，相鄰不等長拉筋的長度差不宜小于1.0m；5.采用鋼筋混凝土板條作為拉筋材料時(shí)，每節(jié)長度不宜大于2.0m；6.拉筋的聯(lián)結(jié)和防腐處理。(三)新型拉筋隨著土工合成材料(Geosynthetic)應(yīng)用技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展，條帶式加筋土擋墻已越來越被廣大科研設(shè)計(jì)人員所認(rèn)識(shí)和接受，但加筋土結(jié)構(gòu)中的拉筋材料曾一度制約了加筋土技術(shù)在我國的推廣和發(fā)展。國外廣泛采用鍍鋅鋼帶，國內(nèi)以前多采用聚丙烯土工帶(即帶)，鐵路工程中采用過鋼筋混凝土帶。鍍鋅鋼帶造價(jià)過高，即帶強(qiáng)度低、蠕變大、壽命短，鋼筋混凝土帶則裝配工作量大、易破碎、防腐處理難度較大。90年代初發(fā)明的鋼塑復(fù)合拉筋帶系采用高強(qiáng)度冷拔鋼絲與聚乙烯(PE)復(fù)合，經(jīng)特殊工藝成型，具有剛性和柔性兩大類拉筋材料的優(yōu)點(diǎn)，抗拉性能強(qiáng)，變形小，脆斷，蠕變量小，與填土間的摩擦系數(shù)大，具有良好的柔性，施工簡(jiǎn)便并且經(jīng)濟(jì)。鋼塑復(fù)合拉筋帶成功解決了筋帶這一關(guān)鍵問題，為我國大量采用加筋土技術(shù)提供了物質(zhì)保證。近年來，土工格柵(Geogrid)材料技術(shù)發(fā)展迅速，鋼塑復(fù)合格柵亦具備強(qiáng)度高、變形小、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，愈來愈廣泛用于加筋土擋墻、加筋土邊坡工程。新型加筋材料的出現(xiàn)也帶來了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的變化。不設(shè)面板的加筋陡坡(包裹式)更能適應(yīng)惡劣的地基條件，施工起來也更為簡(jiǎn)捷、迅速。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的鋼塑復(fù)合拉筋單根破斷拉力可達(dá)到20KN；鋼塑復(fù)合格柵單根破斷拉力可達(dá)到150KN/m，破斷延伸率攫3%鋼塑復(fù)合拉筋材料的塑料中摻入了一定比例的抗老化劑、抗氧化劑、光屏蔽劑等母料，攪拌均勻后進(jìn)行充分的熱擠壓，減少了高分子間的孔隙，以防鋼絲受潮而銹蝕。同時(shí)，為了滿足水工擋墻的需要，鋼絲作了鍍鋅處理。根據(jù)化工部廣州老化研究所的對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的抗老化試驗(yàn)表明，鋼塑復(fù)合拉筋帶在經(jīng)2500h加速老化后，材料的拉伸強(qiáng)度保持率在85%以上，斷裂伸長率保持在75%左右，試驗(yàn)中所受的紫外線輻照能相當(dāng)于在廣州地區(qū)自然曝曬4年的輻照能，說明該材料的抗老化性能良好。而實(shí)際使用中由于筋帶只是在運(yùn)輸、鋪設(shè)過程中有可能在陽光下曝曬，受紫外線等其它外界影響很少，因此鋼塑復(fù)合材料的使用壽命滿足永久性工程的需要。鋼塑復(fù)合拉筋帶的表面在生產(chǎn)過程中壓制成粗糙的花紋和肋條，增強(qiáng)了筋帶表面的粗糙程度，提高了似摩擦系數(shù)，根據(jù)室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)砂試驗(yàn)的結(jié)果，摩擦系數(shù)一般可以達(dá)到0.50以上。這樣，鋼塑復(fù)合材料就兼具了剛性和柔性兩大類材料的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度高、變形小、低蠕變、抗腐蝕、壽命長、質(zhì)量輕、無需焊接、拴接、鉚固和防腐處理，施工鋪設(shè)方便、迅速，筋帶互不重迭、不彈性卷曲，易于大面積機(jī)械化施工作業(yè)，既能承受一定的拉力，又能與填土之間產(chǎn)生較大的摩阻力，是加筋土擋墻的理想材料，具有國內(nèi)領(lǐng)先水平。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)80%的加筋土擋墻都是采用該拉筋材料，并且均取得了較滿意的效果。拉筋與面板的連接可采用預(yù)埋鋼筋的方法，面板內(nèi)的預(yù)埋鋼筋通常伸向向外側(cè)，并設(shè)置縱橫向加強(qiáng)筋與預(yù)埋聯(lián)結(jié)鋼筋捆扎，以保證預(yù)埋聯(lián)結(jié)筋在混凝土內(nèi)有足夠的握裹長度以及使混凝土受力均勻，其構(gòu)造如圖2.14所示。單根拉筋節(jié)之間的聯(lián)接就是將單根拉筋節(jié)的主筋伸出混凝土板條以外，進(jìn)行搭接，搭接長度根據(jù)主筋直徑按混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范采用雙面搭接電弧焊計(jì)算。為了防止混凝土因?yàn)榘徇\(yùn)或碾壓過程中斷裂，可加入縱橫向4mm的防裂筋，其構(gòu)造如圖2.15所示。圖2.14拉筋與面板聯(lián)結(jié)的構(gòu)造圖2.15拉筋節(jié)的聯(lián)結(jié)構(gòu)造圖聯(lián)結(jié)鋼筋經(jīng)電焊連接成一整體后，所有外露的鋼筋均需進(jìn)行防腐蝕處理。考慮到拉筋在填土中的分段，主要是防止整根拉筋過長，填土不均勻沉降時(shí)而導(dǎo)致拉筋斷裂，而拉筋的各個(gè)連接處僅一根鋼筋相聯(lián)結(jié)，在混凝土拉筋的截面上均為軟弱的斷面，相對(duì)剛度較小，且可以適應(yīng)較大的變形，所以應(yīng)采用柔性防腐層的作法來處理，即在焊接完成后，用瀝青麻布或?yàn)r青玻璃纖維布纏裹二層后再用瀝青砂漿作成與拉筋相同的截面，構(gòu)造如圖2.16所示。圖2.16聯(lián)結(jié)處的防腐處理圖三、填料填料是加筋體的主體材料，由它與筋帶產(chǎn)生摩擦力。其基本要求。1.易于填筑與壓實(shí)；2.能與筋帶產(chǎn)生足夠的摩擦；3.滿足化學(xué)和電化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)；4.水穩(wěn)定性好。為了使筋帶與填料之間能發(fā)揮較大的摩擦力，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。通常填料優(yōu)先選擇具有一定級(jí)配、透水性好的砂類土、碎石類土。粗粒料中不得含有尖銳的棱角，以免在壓實(shí)過程中壓壞筋帶。從壓實(shí)密度的需求出發(fā)，粒徑D=60~200mm碎石含量不宜大于30%，最大粒徑不宜超過200mm。填料的化學(xué)和電化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，主要為保證加筋的長期使用品質(zhì)和填料本身的穩(wěn)定，加筋體內(nèi)嚴(yán)禁使用泥炭、淤泥、腐質(zhì)土、凍土、鹽漬土、白翌土、硅藻土及生活垃圾等，填科中不應(yīng)含有大量有機(jī)質(zhì)。對(duì)于采用聚丙烯土工帶的填料中不宜含有兩價(jià)以上的銅、鎂、鐵離子及氯化鈣、碳酸鈉、硫化物等化學(xué)物質(zhì).因?yàn)樗鼈儠?huì)加速聚丙烯土工帶的老化和溶解。四、墻面板加筋土面板是阻止擋墻背后填料的側(cè)向塌落而設(shè)置的，從材質(zhì)上可分為金屬制品、素混凝土或鋼筋混凝土制品;從外形上可分為半橢圓形或半圓形面板、十字形面板、矩形面板、六角形面板，另外面板也可根據(jù)建筑和藝術(shù)上的要求，由設(shè)計(jì)人員構(gòu)思所需要的形式，以達(dá)到美觀，與其它建筑協(xié)調(diào)的效果。表2.5面板類型表類型高度長度厚度十字形50~15050~1508~22槽形30~75100~20014~20六角形60~12070~1808~22L形30~50100~1208~12矩形50~100100~2008~22面板設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足堅(jiān)固、美觀、方便運(yùn)輸和易于安裝等要求。由于混凝土墻面板易于維修保養(yǎng)，而且由于一般背面是平整的，沒有弧形凹槽，施工時(shí)容易夯實(shí)或鋪設(shè)反濾層?；炷撩姘寰哂泻艽蟮膭傂裕诿姘彘g的水平接縫內(nèi)嵌入軟木板，可使墻身具有一定的抗撓性，有利于減少墻面的整體變形;在垂直方向的接縫內(nèi)嵌入聚氨脂泡沫塑料一類材料，有利于墻體排水。在我國實(shí)際工程中，加筋土擋墻面板一般采用混凝土預(yù)制件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C18,面板厚度不小于8cm。加筋土擋墻面板的強(qiáng)度可按均布荷載作用下兩端懸臂的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行檢算，如果根據(jù)作用于面板內(nèi)側(cè)土的側(cè)壓力來計(jì)算，只需要素混凝土的強(qiáng)度就足夠了，沒有必要按鋼筋混凝土設(shè)計(jì)。但是為了防止面板發(fā)生裂縫，可按最小配筋率Umin=0.2%配筋。通常墻面板都是提前預(yù)制好的，設(shè)計(jì)時(shí)只需確定墻面板的厚度，可以根據(jù)墻面板的外力與所受最大彎矩進(jìn)行估算。假定每塊面板單獨(dú)受力，土壓力均勻分布并由拉筋平均承擔(dān)。如果加筋土擋墻的高度較大，其面板厚度可按不同墻高分段設(shè)計(jì)，但是分段不宜過多，以免施工現(xiàn)場(chǎng)不好操作。當(dāng)墻高小于6m時(shí)，面板厚度可不分段設(shè)計(jì)，采用同一個(gè)厚度。面板厚度按下式進(jìn)行計(jì)算式(2.9)式中:t——面板厚度，cm;Kr——土的側(cè)壓力系數(shù);Y——填料容重，kN/m;H——擋墻高度，m;[]——混凝土允許抗彎應(yīng)力MPa;Sx——拉筋水平間距，m;Sy——拉筋垂直間距為了防止面板后細(xì)粒土從面板縫隙之間流失，同時(shí)也為了有利于墻面板的整體穩(wěn)定，在面板周邊設(shè)計(jì)成突緣錯(cuò)臺(tái)的企口，使面板之間相互嵌接。當(dāng)采用插銷鋼筋聯(lián)接裝置時(shí)，插銷鋼筋的直徑不能小于10mm。面板上的拉筋結(jié)點(diǎn)，可采用預(yù)埋鋼拉環(huán)、鋼板錨頭、或預(yù)留穿筋孔等形式，鋼拉環(huán)采用直徑不小于10mm的一級(jí)鋼筋，鋼板錨頭采用厚度不小于3mm的鋼板，露于混凝土外部的鋼拉環(huán)、鋼板錨頭應(yīng)作防銹處理，聚丙烯土工帶與鋼拉環(huán)的接觸面應(yīng)作隔離處理。五、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)加筋土擋土墻的基礎(chǔ)，一般情況下只在墻面板下設(shè)置條形基礎(chǔ)，宜用現(xiàn)澆混凝上或塊石砌筑。當(dāng)?shù)鼗鶠橥临|(zhì)時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)一層小厚度的砂礫墊層.如果地基土質(zhì)較差，承載力不能滿足要求，應(yīng)進(jìn)行地基處理，如采用換填、土質(zhì)改良以及補(bǔ)強(qiáng)等措施。在巖石出露的地基上，一船可在基巖上打一層貧混凝土找平，然后在其上砌筑加筋土擋土墻。若地面橫向坡度較大，則可設(shè)置混凝土或漿砌石臺(tái)階基礎(chǔ)。圖2.17墻的條形基礎(chǔ)基礎(chǔ)一般為矩形，高為0.25m～0.4m，寬0.3m～0.5m。頂面可作一凹槽，以利于安裝底層面板。對(duì)于土質(zhì)地基，基礎(chǔ)埋深不小于0.5m，還應(yīng)考慮凍結(jié)深度、沖刷深度等。對(duì)軟弱基礎(chǔ)，除作必要處理外，尚應(yīng)考慮加大基礎(chǔ)尺寸。六、伸縮逢與沉降縫由于加筋擋土墻地基的沉陷和面板的收縮膨脹引起的結(jié)構(gòu)變形、基礎(chǔ)下降、面板開裂，不