加筋边坡和加筋土挡墙的设计与施工

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1、第8章　加筋边坡和加筋土挡墙的设计与施工§8.1概　述§8.1.1加筋土结构的特点加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度，增强土体的稳定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术，形成的结构亦称之为加筋土结构。加筋土技术从广义上讲是一门土工增强技术，或称土工补强技术。土工增强技术常见有加筋土、纤维土、复合土、改性土等。加筋土技术应用于工程结构中形成加筋土结构，目前在工程中应用较多的是加筋土挡墙、加筋土边坡和加筋土地基，以及加筋路面。加筋土边坡一般由加筋材料和土体填料组成，坡面比较陡，根据工

2、作条件和需要，坡面可设面板，也可不设面板，见图8.1。加筋土挡墙一般由基础、面板、加筋材料、土体填料、帽石等主要部分组成，见图8.2。加筋土陡坡和加筋土挡墙，与传统支挡结构相比，具有以下特点：　(1)结构新颖、造型美观　加筋土结构新颖，巧妙地利用了面板、填料和加筋带。面板可根据环境和需要构思出各种图案，与景观、环境、相邻建构筑物等配套协调，富于艺术感染力。　(2)技术简单、施工方便　加筋土结构虽然机理复杂，但结构简单，技术容易掌握，需要的施工机械较少，不需专门的施工机具；再加之加筋体逐层回填压实形成，是柔性结构，墙体形成的加载而引起的地基变形对加筋土结构本身的影响很小，因而需要的地基处理也

3、比较简单，施工十分方便。(3)要求较低、节省材料加筋土各组成部分对材料的要求不高，大宗材料为加筋土填料(一般填土)，其来源广泛，易于获得；对地基承载能力的要求相对来说较低，比较容易满足；基础小、面板薄，所用材料少。在边坡工程中与其他支挡结构相比，能较显著地节省材料用量。(4)施工速度快、工期短加筋土结构由于技术简单、施工容易方便，而且材料用量少，现场土石方量减少，圬工量大大减少。面板可现场先预制，也可进行工厂化生产，再运至现场安装。施工作业简单，可组织流水作业，也可进行大面积施工。另一方面，加筋土工程施工组织简单，施工工序少，现场比较好管理和指挥。因此，加筋土工程施工速度很快，工期都比较短

4、。(5)造价低廉、效益明显加筋土结构的造价与同等条件下的其他支挡结构相比，节约造价幅度一般为10％～50％。加筋土挡墙的墙面板可以垂直砌筑，加筋土边坡的坡度一般也比较大，因此，工程占地较少。另外，施工时对环境的影响小，施工快、工期短，其综合效益十分显著。(6)适应性强、应用广泛加筋土技术的应用经过几十年的发展，已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。目前已用于处理公路边坡、市政建设、护岸工程、铁道工程路基边坡、工民建配套的支挡及边坡工程、防洪堤、林区工程、工业尾矿坝、渣场、料场、货场等；甚至还用于危险品(如石油、氨等)或危险建筑(核电站)的围堤设施等。§8.1.2加筋土工

5、作基本原理在工程实践中，我们知道松散的砂土可堆成具有天然休止角的斜坡，粘性土体可开挖出一定高度的垂直坡面。如果在砂土中分层埋设水平向的加筋材料，则这种由砂土和加筋材料形成的筋土复合体就可保持一定的高度和直立状态而不塌成斜坡，与粘性土体相类似。这表明砂土加筋后所形成的复合体的力学性能和稳定性比以前有所改善和提高。如果利用加筋后的复合体来建筑某种建筑物，如挡土墙、边坡等，则加筋技术就具有一定的工程实际意义，并有可能获得一定的经济效果。加筋土技术的提出、应用正是从这一思路出发而发展起来的。为了弄清砂土加筋后复合体强度和稳定性提高的原因，维达尔等人分别进行了三轴试验和现场试验测试，提出了各种假说来

6、解释和阐述筋土之间的相互作用机理。根据迄今为止的研究结果，筋－土间相互作用的基本原理大致可归纳为两大类：一是摩擦加筋原理，二是准粘聚力原理，或似粘聚力原理。(1)摩擦加筋原理根据加筋土复合体中筋－土之间的基本构造，我们在加筋体中取出一微段来分析。如图8.3所示，微元体长为dl，拉筋左截面受力为T1，右截面受力为T2，压住拉筋的法向应力为σ，略去筋带重量和微元体土体重量。设拉筋与土粒之间的摩擦系数为f，设b为筋带宽度。由于土的水平推力在该微元段拉筋中所引起的拉力为dT，dT=T1-T2。设dF为土粒与拉筋在该微元段上产生的总摩擦力，则有：dF=2σfbdl(8.1)根据该微元体的受力分析，可

7、知如果　　　　　　dF>dT(8.2)则筋－土之间就不会产生相互错动，换句话说，土的水平推力被筋－土间的摩擦力所克服，微元体保持稳定。反之则不能保持稳定。从式(8.1)和式(8.2)可知，拉筋材料要满足两点：一是表面要粗糙，能使筋－土之间产生足够的摩擦力；二是要有足够的强度和模量，前者保证在筋－土之间产生错动前拉筋不被拉断，后者保证拉筋的变形与土体的变形大致相同。在加筋土挡墙中，墙体由于受土体的推力产生破坏时(暂将加筋土