第二篇加筋土挡土墙施工
加筋土挡土墙指的是由填土、拉筋带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧
压力的挡土墙。其受力机理比较复杂,目前尚无非常完善而统一的设计方法。 下面主要介绍比较公认的加筋土工作原理和常用的设计方法。
加筋土的工作原理是利用拉筋与填土(通常是颗粒材料)之间的摩擦作用,
可以把加筋土看作是一种由拉筋和土组成的复合材料。通过三轴试验表明,对 干燥的砂土试样施加竖向压力,试样会产生侧向膨胀;如果土中水平放置不易 延伸的拉筋后,由于筋土的摩擦作用,使拉筋受到拉力,从而给予土料的侧向 位移以约束力,如同在试样上又施加一个侧向压力。当竖向压力增加时,侧向 约束力也随之增大,直到土与拉筋之间出现滑移或拉筋断裂,试样才破坏。为 使侧向约束力较大,一方面要设法增加土粒和拉筋接触面上的摩擦力,也就是 采用料径较大的填料和表面粗糙的扁形拉筋;另一方面,应使用延展性较差的 材料做拉筋;材料的延展性过大,拉筋将随土料侧向位移一起变形,而起不到 侧向约束使用,就不能提高土的强度。拉筋一般应水平布设并垂直于墙面。拉 筋在稳定区内必须有足够的长度,以防止拉筋被拔出。
加筋土挡土墙必须做好挡土墙及其附近的排水设计。因为加筋体内部的填料被水饱
和时,将在水压力作用下使筋带所受拉力增加,而且当填料中含有细料土时还会降低土 与筋带之间的摩擦力;此外如果水质中含有对筋带产生腐蚀性的盐类等物质,将影响筋 带的使用寿命。因此应设置必要的排水或防水工程。例如设置截水(排水)沟、夯实地 表松土和铺封闭层等,用来防止雨水和地表径流下渗,以免地基承载力下降、墙后推力 增大和拉筋腐蚀加速。 2.4 接缝。
2.2 基础。 加筋土挡土墙基础,应视地形、地质条件,埋设足够的深度,以保证挡土墙的稳定
性。对于土质地基,基地埋设深度一般应在天然地面以下不小于0.5m;受水流冲刷时, 应在冲刷线以下不小于1.0m;有冻害时,应在冻结线以下不小于0.25m,但非冻胀土地 基,可不受此限制。对于岩石地基,应消除表面风化层;当风化层较厚而难于全部清除 时,可根据岩石的风化程度及其相应的容许承载力将基地埋设在风化层中。当墙趾前地 面横坡较大时,基础除嵌入岩层一定深度外,还应留出足够的襟边宽度,以防止墙趾前 地基剪切破坏。当挡土墙位于地址不良地段,地基内可能出现滑动面时,基础底面应埋 置在滑动面以下(稳定岩层中的深度应不小于0.5m,稳定土层中的深度应不小于2.0m), 或采取其他措施,防止挡土墙随滑动土体滑动。 2.3 排水。
表:
2.3 填料。加筋土挡土墙墙后填料是加筋体的主体材料,由它与筋带产生摩擦力,填料
宜采用透水性好的砂砾或碎石材料。为增加拉筋与填料间的摩擦力,宜选用饱水内摩擦 角大于25°的砂砾等材料,但最大颗粒的尺寸不应超过25cm,其中料径大于15cm的颗 粒不得超过25%。使用金属的墙面和拉筋时,为防止遭受到严重锈蚀,还应限制填料的 PH值和电阻率等。对采用聚丙烯土工带的填料,不宜含有二价以上铜、锰、铁离子及氯 化钙、碳酸钠、硫化物等化学物质,因它们会加速聚丙烯土工带的老化和融解。
2、加筋土挡土墙的构造:其构造可分为墙身、基础、填料、排水和接缝等几个方面。 2.1墙身:
(1)面板:加筋土挡土墙的墙面可用金属板构件或混凝土预制板拼装,金属面板质轻、富有 韧性、抗拉强度大,适于运输困难或只有轻型吊装设备的场合;构件一般长10m,有效高度 为33.3-25cm,厚度为3-5mm,断面大多呈半椭圆形。混凝土面板不易腐蚀,使用寿ห้องสมุดไป่ตู้长, 因而获得广泛使用。混凝土面板的形式如下表:
3、施工工艺 加筋土挡土墙施工简便、快速,并且节省劳力和缩短工期,一般包括下列工序:基
1、加筋土挡土墙的布置 加筋土挡土墙是由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。在
设置加筋土挡土墙的地段,应根据墙址处的地形、地质和水文等情况,考虑材 料来源和施工条件,结合技术经济比较,进行挡土墙的布置和设计。布置一般 包括横向和纵向两方面。
横向布置:在路基横断面图上选定挡土墙的位置,确定墙身断面,拟定排水设 施,指定墙后填料等。 纵向布置:在墙址纵断面图上进行,内容有: (1)确定挡土墙的起终点和墙长,选择墙与路基或其他结构物的连接方式。墙 端可直接嵌入山坡,或与路堤以锥坡相衔接等。 (2)按地基和地形情况进行分段,确定沉降缝的位置。 (3)确定各段挡土墙的基础。墙趾处地面有纵坡时,挡土墙的基底应做成不大 于5%的纵坡;而地基为岩石时,为减少开挖量,也可在纵向做成台阶,其尺寸 随地形变动,但台阶的高宽比不宜大于1:2。
(2)拉筋带:拉筋可
用钢带(分光面和有肋 两种,常镀锌防锈)、 钢筋混凝土带、聚丙烯 土工带和多孔废钢片等。 一般拉筋的横向间距为 0.5~1.0m,最大不超过 1.5m,竖向间距为 0.25~0.75m。拉筋尺寸 由加筋体内部稳定和外 稳定的计算确定,但其 最小长度为3m并满足 0.4倍加筋体高度的要 求。前面构件(面板) 与拉筋之间可通过连接 件(如螺栓、锚头、销 钉等)或其他方式(如 咬口、焊接、胶合等) 连接起来。此外还可采 用化纤无纺布(土工织 物)作为墙面和拉筋材 料,实现柔性联结一体 化。拉筋性能要求如右
加筋土挡土墙是一种柔性结构物,能够适应地基轻微的变形,填土引起的
地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小,地基的处理也较简 便,是一种很好的抗震结构物;节约占地,造型美观;造价比较低,具有良好 的经济效益。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上及桥头填方段作为 路肩墙或路堤墙,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。
为避免地基不均匀沉降而给墙身受力带来不利影响,在地基性质和墙高等情况突变 处,应设置沉降缝。对于非岩石地基,宜每隔30m设置一道沉降缝;对于岩石地基,其 沉降缝间距可适当增大。沉降缝的缝宽一般为2~3cm,自墙顶做到基底。在渗水量大而 填料容易流失,或冻害严重地区,宜采用沥青麻筋或沥青木板等具有弹性的材料,沿墙 内、外、顶三边填塞;当墙背为填石且冻害不严重时,可不嵌填材料,仅设空缝。