加筋土挡土墙强度使用研究

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编者按：本论文主要从构造；布置；工作原理等进行讲述，包括了基础、填料、墙身、排水、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、设法增加土粒和拉筋接触面上的摩擦力、拉筋在稳定区内必须有足够的长度，以防止拉筋被拔出、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等，具体资料请见：

摘要：加筋土挡土墙是依靠拉筋与填料之间的摩擦力来拉住墙面，用来支挡路基填土或山坡坡体的墙式结构物。通过了解加筋土挡土墙的型式、构造、特点和工作原理，能够准确的布置和使用加筋土挡土墙。

关键词：加筋土挡土墙；墙面；拉筋填料；摩擦力；强度

加筋土挡土墙是一种由竖直墙面（面板）、水平拉筋和墙内填料三部分组成的加筋体。它通过拉筋与填料之间的摩擦力，拉住墙面，阻止填料塌落，以形成一个整体的复合结构，再依靠其自重抵抗墙后的土压力作用。加筋土挡土墙，材料消耗少，施工较简便，外形美观，占地少，对地基的承载力要求也较低，有良好的抗震性能，因而常较其他类型的挡土墙经济，适用于路肩墙和路堤墙。

1构造

加筋土挡土墙的构造可分为墙身、基础、填料、排水和接缝等几个方面。

1.1墙身。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或25cm，厚度为3-5mm，断面大多呈半椭圆形。混凝土面板不易腐蚀，使用寿命长，因而获得广泛使用。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。

1.2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。

1.3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。

1.4排水。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。1.5接缝。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。

2布置

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）确定挡土墙的起旋点和墙长，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，确定深降缝的位置。（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，但高宽比不宜大于1：2。

3工作原理

加筋土挡土墙的受力机理比较复杂，目前尚无完善而统一的设计方法。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拉筋与填土（通常是颗粒材料）之间的摩擦作用，可以解释如下：加筋土看作是由拉筋和土组成的一种复合材料。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，而给予土料的侧向位移以约束力，这就好象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。因而，加筋土的强度相应获得提高。

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。

通过对以上内容的论述，我们对加筋土挡土墙的型式、构造、特点和工作原理有所了解和掌握，从而能够准确的布置和使用加筋土挡土墙。