加筋挡土墙设计与施工黄春艳贺世纪【摘要】加筋土挡土墙是由填土和填土中布置一定的筋带（或筋网）以及墙面板三部分组成，加筋土是一种复合体结构，在填料中埋至具有挠性的筋带材料，改良了土的力学特性。

加筋土挡土墙与其它挡土墙相比，具有良好的经济效益和推广价值。

1.挡土墙的使用场合挡土墙是支撑路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的构造物。

按其结构特点，挡土墙可分为重力式、衡重式、加筋土轻形式以及混凝土半重力式等。

而加筋土挡墙适用于石质土、砂性土、黄土地区修建较高的路肩墙。

2.加筋土挡墙的特点加筋土由填土和填土中布置一定的筋带（或筋网）以及墙面板三部分组成。

它是法国工程师亨利²维达尔在1963年发明的，主要用于挡土墙一类的建筑物，在欧洲普及后，加拿大、日本、美国等相继引进，现已被世界上许多国家采用。

加筋土结构能得到迅速发展和应用是由于它具有以下特点：1、组成加筋土的面板和筋带可以预先制作，在现场用机械（或人工）分层填筑。

这种装配的方法，施工简捷、快速，并且节省劳力和缩短工期。

2、加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微变形。

3、加筋土挡土墙具有一定的柔性，抗振动性强，因此，也是一种很好的抗振结构物。

4、加筋土挡土墙节约占地，造型美观。

加筋土挡土墙的墙面板可以垂直砌筑，可大量减少占地。

5、加筋土挡土墙造价比较低，加筋土挡土墙与钢筋混凝土挡土墙相比可减少造价的一半，与石砌重力式挡土墙比较，也可节约20%以上，同时加筋土挡土墙的造随墙高的增加而节省效果愈显著，因此它具有良好的经济效益。

3.方案比较疏港路改造工程属旧路改建项目，是103国道京塘公路南段，该公路是连接天津市区与塘沽区及天津滨海新区的主要交通枢纽，也是历史上形成的天津地区主要干线，使该路的交通运输十分繁忙。

为了确保行车速度，减少交通事故隐患，分别增设了高架桥、通道桥、人行天桥等构筑物，其中于庄子道桥3-13m的简支梁桥，两侧引道为加筋土挡土墙。

1、设计加筋土挡土墙施工方案：1.加筋土挡土墙采用矩形120cm×60cm×13cm。

2.加筋土为高液限粘性土。

3.筋带为聚丙烯土土带。

我项目接到施工图纸后，根据当前施工工期为雨季，如现场地质情况以及施工的难易程度，从工程造价、工程质量几方面进行分析，经过反复论证，最后与监理工程师一起确定如下方案。

2、因挡土墙施工工期正处雨季，而粘土易受水影响，力学性能不稳定，施工难度大，因此我项目建议采用受水影响小，且稳定性和成型较好的粉煤灰石灰。

3、为了确保距面板1.5m范围内填料的密实度和加筋体的排水功能，在距面板1.5m范围内填碎石屑，并用木夯击实。

4、为了有效控制面板的平整速度，在不增加造价的情况下把拉杆由原设计的110cm改为900cm，改造后的方案施工证明，不仅降低了施工难度、工程成本，而且提高了工程质量。

1.施工工艺及方法1、加筋土挡土墙施工工艺流程图测量放样↓基坑开挖↓回填碎石基础检验↓立模板↓浇筑挡墙基础及养生检验混凝土平整度↓拆模板预制面板测定面板平整度↓ ↓第一层面板施工安装面板↓ ↓第二层及以上各层面板施工摊铺填料↓ ↓顶层型板的施工压实填料↓ ↓墙顶填料的平整压实平整填料测定含水量↓铺设筋带↓摊铺填料↓压实填料筋土挡土墙施工工艺：（1）由测量人员根据设计，实地放线，确定加筋土挡土墙基础位置。

（2）开挖基坑，排除地下水，并且做好防水工作。

分层回填碎石垫层，充分压实平整，保证足够宽度，监理工程师认可后方可进行下道工序。

（3）在碎石基础上支模板，浇筑砼基础，充分振捣，防止出现空洞，混凝土基础每15m设置伸缩缝或沉降缝，表面应平整，便于第一层面板的支立，待养生满足要求后，拆除模板。

（4）第一层面板的施工：A、首先清除混凝土基础表面，准确划出面板边缘线，并拉线控制。

面板与基础连接处用低强度砂浆调平，面板向内倾斜1/100～1/200作为填料压实时面板外倾的预留度。

B、摊铺填料到面板预留拉环，由8吨压路机压实，在摊铺筋带前如拉筋带表面不能密贴，则用砂子摊平，保证筋带与填料表面密贴。

C、在筋带上摊铺不小于20cm的填料后进行压实，后分层摊铺压实至面板顶部，方可进行第二层及以上各层的安装，摊铺，压实，铺带。

（5）第二层及以上各层的施工A.面板安装面板安装要在下一层面板填料完成以后，才能进行。

面板安装要挂线施工，保证墙面竖直，安装注意防止边角碰坏和插销孔及插销变形，禁止发生损坏的面板上墙。

为防止相邻面板错位采用木螺栓或斜撑固定。

控制相邻面板水平误差不大于10mm，轴线偏差每20m不大于10mm。

B.填料的摊铺和压实填料在碾压前要进行压实试验，填料时随时检查其含水量，保证其压实度达到要求。

卸料作业要距面板1.5m～2.0m，填料时距面板1.0m以内先不予回填，只填筑1.0m范围以外的填料并将其压实，再铺筑筋带前，再回填预留部分，由于人工压实。

填料摊铺要求厚度一致，表面平整，筋带上填料必须大于 20cm ，防止压实机具损坏筋带，更不允许在未铺料的筋带上行驶。

压实采用轻型压实机具，且面板不小于1.0m，压实先由两边开始，方向垂直于筋带向中心逐渐靠拢，禁止急剧改变方向和急刹车。

C.筋带的铺设和连接在已经压实并整平的填料上承辐射状水平铺设，避免筋带在拉环上绕成死结并防止筋带的重叠。

（6）、达到设计高程后安装C型面板，压实整平，修正整个墙顶填料面，为路面基层的铺筑做好准备。

1.稳定性验算1.工程概况1、于庄子通道桥桥台两侧加筋土挡墙，墙高H=5.85m，分坡长度为15m。

2、路面宽度。

3、荷载标准为汽-20级。

4、墙后填土为粉煤灰r1=11.47KN/m3 r2=20KN/m3计算内磨擦角∮=255、筋带采用聚丙烯土工带，带宽30mm，厚1.2m，容许拉应力为22.33MPa。

6、粉煤灰与筋带之间的视磨擦系数f=0.4，加筋体与地基之间的磨擦系数f=0.35。

7、地基为粘土，容许承载力=450Kpa8、面板采用120cm³60cm矩形混凝土面板，板厚为13cm，混凝土标号为25号。

Sx=0.3 Sy=0.6内部稳定计算：1.应力分析法1、筋带受力计算1.计算汽-20级重车荷载作用下等代土层厚度hc。

由图可知H=5.65 b=0 a=0(1)B的确定汽-20级中的重车为300KN，前后轴距L’=1.4+4.0=5.4m.车轮接地长度a’=0.2m因此，重车的扩散长度B为：B’=L’+a’+Htg30°=5.4+0.2=5.85tg30°=5.4+0.2+3.38=8.98(m)由于加筋土挡墙分段长度15m＞8.98，故取B0= B’=8.98m(2)L的确定根据《加筋土工程设计规范》（JTJ015-91）规定，挡土墙在进行内部稳定性计算时，应首先判断活动区是否进入路面宽度，根据此情况决定L的限值车辆横向布置如图。

由于0.3H=0.3×5.85=1.75取L=12m（3）等到代土层厚度hc∑G计算hc=棗棗?/P>B0L0r13×300=棗棗棗棗8.98×12×11.47=0.73(m)3、筋带所受拉力计算将等代均布土层h1布置在路基全宽上，以2:1向下扩散。

根据公式：T I =Thi+TFi+Tci，计算的各层筋带所受拉力表：筋带所受拉力表（垂直应力均匀分布法）1.内部稳定计算1.筋带断面计算Ti³103根据公式：A i =———————计算并 ηi列于下表筋带断面计算表（垂直应力均匀分布法）2)筋带长度验算根据初步拟定的筋带长度， s i按公式K f =棗 验算的各层的抗拔 T I稳定系数列于下表：抗拔稳定系数（垂直应力均匀分布法）由上表可知除第1、2层筋带抗拔稳定系数Kf =0.62＜[Kf]K f =1.33＜[Kf] (=0.2)外，其余各层的Kf均大于2.0，为此，采用Kf=2.0仅求第1、2层筋带所需总宽度b1、b2T i K fb1= 棗棗棗2r1h i z x L ei1.538×0.62=棗棗棗棗?/P>2×6.882×0.4×2.53 =0.119T2 K fb2=棗棗棗2r1h i f x L ei2.163=棗棗棗棗棗2×13.764×0.4×2.698=0.14(m)1.设计采用值聚丙烯土工带的用量应以偶数的根据数表示，因此，需将计算筋带数量进行适当调整，从而确定设计采用量，根据采用的筋带数量计算抗拉强度安全系数Ks和抗拔稳定系数K值，结果列表1-5f3.外部稳定计算1.滑移稳定性等代土层hc布置于墙体后缘起的路基范围内，由图可知，作用于墙体的土压力是Etgθ=-tg2∮±(ctg∮+tg2∮)tg2∮=-tg50±(ctg25+tg50)tg50=-1.19±10.2=0.993θ=44.79°cos(θ+∮)Ka=棗棗棗棗tgθSin(θ+2∮)cos(44.79+25)=棗棗棗梩g44.79sin(44.79+50)=0.344E=1/2rH(H+2h c)Ka=1/2×11.47×5.85(5.85+2×0.73)×0.366=89.76(KN)∴Ex=89.76×cos25=81.35(KN)Ey=89.76×sin25=37.93(KN)墙体填土重力W1=4.00³58511.47=268.4(KN)W2=20³4.4³11.47=101Kg(KN)ΣT=Ex=81.35(KN)ΣN=268.4+101+37.93=407.33(KN)fΣN 0.35³407.33Kc= 棗?= 棗棗棗棗=1.75＞1.3ΣT 81.35(二)倾覆稳定性1、求各力对墙0点的力矩M1=W1×2W1=268.4×20=536.8(KN.m)M2=W2×2W2=101׳5.0=505(KN.m)MEy=Ey×2WEy=37.93×6=227.6(KN.m)MEx=Ey×2WEy=81.35×2.93=238.4(KN.mΣMy 536.8+505+227.6K o=棗=棗棗棗棗=5.32＞1.5ΣM o 238.7(三)基础底面地基承载力验算L L W12W1+W2W2+Ey2Ey-Ex2Exe=?-2dw = ?- 棗棗棗棗?/P>2 2 W1+W2+Wy6 536.8+5.5+227.6-238.4=?- ————————————————————2 268.4+101+37.93L=3-2.55=0.45m＜?（=1m）6ΣN 6eбmax= 棗?1+ 棗)L L4.73 6³0.45= 棗?1+ 棗棗?)6 6=98＜ (=450KPa)(四)整体滑动稳定由于墙前地形平坦，地基承载力较高，因此整体滑动可不作验算。