加筋土技术在高速公路拓宽工程的应

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1、加筋土技术在高速公路拓宽工程中的应用技术凌天清重庆交通大学2007.11昆明主要内容一、背景二、设计原理与探讨三、典型设计案例四、加筋材料1988年我国实现了高速公路零的突破后，至2006年底，我国已建成高速公路4.53万公里，交通长期制约经济发展的状况得到缓解。总里程位居世界第二。一、背景未来国家高速公路网规划，战略着眼点是连接和覆盖20万以上人口的所有城市；建立城际、省际、国际的高速公路网络通道；形成比较完善的、区域经济比较发达地区的城际快速运输网络；贯彻落实“五个统筹”，在东北老工业基地发展运输网络；立足于国家战略和区域全球化，加强与东盟、西亚国家的交通编织

2、。最终由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称为“7918网”，总规模约8.5万km。其中主线6.8万km，地区线等其他路线约1.7万km。大约在2035年前后完成国家高速公路网的全面建设。一、背景一、背景在未来若干年我国经济保持年均增长8%的条件下，高速公路年均竣工里程需求在4000公里左右，2010年总需求在6万公里左右。预计2007～2010年间，全行业需投资0.5万亿～0.6万亿元，平均每年投资规模在1400亿～1600亿元左右，2010～2020年之间，年均投资大约1000亿元人民币。同时，近年来随着社会经济的快速发展,高速公路的交通

3、流量随之增长迅猛,我国先期建成的四车道高速公路已陆续进入拓宽改造阶段。在拓宽过程中如何保持高速公路正常运营已成为关键性问题。如：沈大、京津塘、沪杭甬、沪宁、泉厦、广佛等高速公路一、背景目前高速公路拓宽工程特点：征地难题；路基填土较高；软土性质差；加筋土结构（挡墙、路堤）的特点：对地基承载能力的要求相对较低；加筋土挡墙工程占地较少；技术简单，施工方便；施工速度快，工期短；造价低廉，效益明显。一、背景一、背景加筋土挡墙结构示意图加筋土挡墙与传统挡墙的区别路基结合部的应用路堤边坡上的应用软土路基上一、背景一、背景从加筋挡土墙这些特点，并对照高速公路拓宽工程的具体问题来

4、看，综合加筋土在拓宽路基中的各种使用方式，提出在高速公路“零征地的加筋土挡墙拓宽”方案。二、设计原理与探讨1.基本原理二、设计原理与探讨2．基本资料为进行加筋陡坡的设计，首先应具备以下资料：1）设计要求：包括坡高H、坡角β，如图。外荷载为坡顶超载、临时活荷载和地震荷载等。2）地基土特性：土层剖面(其所达深度最少为坡高的2倍)、土的重度、强度指标、固结指标和地下水位等。如果曾发生过滑坡事故，应查明滑坡原因及位置。3）填料特性：颗粒粒径分布、塑性指标、击实指标、强度指标、土内所含化学成分等。二、设计原理与探讨4）要求的安全系数(1)外部稳定和沉降①抗平面滑移：FS≥1

5、.5；②抗深层(整体)滑动：FS≥1.3；③动力分析：FS≥1.1，或按规范有关规定；④许可沉降量：按工程要求规定二、设计原理与探讨(2)内部稳定①土坡稳定：FS≥1.3；②筋材容许抗拉强度：式中：FS—安全系数（包含土工合成材料筋材铺设时的机械损伤，以及使用过程中的材料蠕变、化学剂破坏和生物破坏等在内的各种因素引起筋材强度降低的综合强度折减系数），应符合国标《土工合成材料应用技术规范》(GB50290-98)的规定。③抗拔验算：FS=1.5(无粘性土，筋材最短1m)FS=2.0(粘性土)。二、设计原理与探讨3．设计方法与步骤1）土坡稳定分析采用传统的土坡稳定分析

6、方法进行分析，找出其最危险滑动圆弧与圆心以及相应的稳定安全系数。安全系数低于规定值部分，用加筋来补足。二、设计原理与探讨2）加筋土坡稳定分析①为了使陡坡的稳定安全系数达到要求的数值，在土坡内水平铺设几层筋材，一般其垂直间距为1~2m。然后按瑞典条分法核算其安全系数(FS)，如图。二、设计原理与探讨要求按上式算得的安全系≥1.3。如不满足，应调整筋材和布置间距。二、设计原理与探讨②如果填土是细粒粘性土，当其含水率接近饱和时，分析中常采用不排水抗剪强度，它不随作用于剪切面上的法向应力而变化，此时分析不再需要分条，而直接采用总强度指标。安全系数表达式变为(如图）：二、设

7、计原理与探讨3）筋材长度筋材长度确定的依据是保证每层筋材延伸出滑动弧以外的长度，可提供充分的握裹力，防止筋材被拔出。二、设计原理与探讨对于接近饱和的软粘土，筋材与土之间的摩阻力不随界面处的法向应力而变化，而是靠二者间的粘着力提供握裹力，则筋材的被动段长度筋材总长度二、设计原理与探讨如果要防止坡面冲刷则须将坡面做成反包式，可按图所示方法进行，即将土工合成材料在坡面处反包回，此时压在上一层下面的长度最短为2m；若为陡坡，可能需要模板支撑坡面。如果筋材为土工格栅，为防包裹坡面处漏土，可能同时要内衬细孔网材或土工织物，通常也在该处内衬织物袋装土。如果加筋层间距不大于40c

8、m时，对于