加筋土挡土墙工程应用研究
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近年来，随着我国建设行业的迅猛发展，加筋挡土墙凭借其工期缩短、节约用地、质量可靠、造价低廉等方面的综合优势，在市政建设、景观工程、场区室外工程中得到越来越多的推广和应用。其施工工艺不仅节约了投资，而且通过综合分析和反复论证，其设计合理，具有较高的推广应用前景。本文结合工程实际，对加筋挡土墙的使用范围、结构特点、材料选择以及施工工艺进行简要的论述。
1、加筋土挡土墙基本原理及构造
1.1加筋土挡土墙基本原理
加筋土技术是以土为填料，通过布置适量的加筋带，与土结合成为一种复合结构。加筋土挡土墙是利用填土与加筋带之间所产生的摩擦力，使土体成为复合体，提高土体强度，抵抗墙后填土产生的侧压力。
作用机理是填料中的水平方向按设计要求埋置加筋带，加筋带之间的土层按要求已经夯压密实，土和加筋带之间将产生摩擦力，如果这个结构内部有摩擦力发生作用而不产生滑移，那么填土的颗粒将与加筋带通过摩擦连在一起共同作用，从而改良土体的力学特性。当填土与加筋带之间的摩擦条件成立时，则加筋带上的拉力由填土与加筋带表面直接接触的土体传递给没有相邻的土体而消散，因而可以把加筋土结构看做是土和加筋带所组成的一个整体结构物。根据需要，为避免在加筋带的外墙部分，两加筋带之间的土体发生坍塌，必须设置墙面板或其它相应的措施。
1.2加筋土挡土墙构造要求
(1)墙身。加筋土挡土墙的墙面一般采用混凝土预制板构件拼装。拉筋可用钢带、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。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。
(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。对于岩石地基，应消除表面风化层。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。
(3)填料。填料是加筋体的主体材料，由它与筋带产生摩擦力，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%。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。
(4)排水。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。因此应设置必要的排水或防水工程。
(5)沉降缝。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。
2、加筋土挡土墙的设计步骤
(1)首先根据挡墙的用途、所处路线位置处的路基计算。填高及路基横断面拟定加筋土挡墙的平面、纵断面及横断面形式，初步确定一个核算断面，筋体宽度一般取0.8h(h为挡墙高度)。
(2)确定地基及填料的各项参数，以及作用于墙上的各项荷载。荷载包括土压力和各种超荷载。将加筋范围内的土体连同墙面板视为个刚性整体。与重力式挡土墙类似，确定作用于墙上的各项荷载。 墙背垂直的挡土墙墙顶土面水平或倾斜土压力，按朗肯土压力理论计算。
(3)进行内部稳定性计算，它包括以下项目：
a、根据筋带的垂直与水平间距、荷载情况，计算筋带所受拉力。
b、根据筋带的容许拉应力，验算筋带的抗拉强度，若不满足时，则增加筋带数量，或改用较高强度的筋带，或改变筋带的布设，重新计算直至满足要求。
c、根据初拟筋带的长度、宽度，验算筋带的拉拔稳定性，若不满足要求，或增长筋带长度，或增加筋带数量，或改用摩擦系数大的填料，重新计算至满足要求。
d、根据施工工艺调整筋带长度。
(4) 外部稳定计算。此项计算包括加筋体沿底面的水平滑移、倾覆稳定性、地基承承载力，以及整体滑移的计算。
3.加筋土挡土墙的施工工艺及工艺流程
3.1 基础施工。加筋挡土墙宜采用条形基础，基础开挖后应先铺一层30-60cm的砂砾作垫层，以确保基础的坚实、稳定，基础埋深一般不应小于0.6m，遇有斜坡时应设不小于1m的护坡脚。
3.2 面板安装。面板安装是保证墙体稳定性和外观质量的重要保证。在安装前，应先清理干净基础内杂物，在确定面板外缘线和进行水平测量，按设计要求的垂度、坡度挂线，先从伸缩缝处或端部开始安装，由一边到另一边，特别注意的是要按设计要求在面板与面板之间留有一定宽度的施工缝，以免造成端部面板与设计位置脱节，另外同层相邻面板水平误差不大于10mm，轴线偏差每20延米不大于10mm。在面板安装时应该注意用垂线控制面板内倾角，一般控制范围在1/100～1/200之间，作为预留填料压实时面板外倾出现的水平位移，具体数值可据面板高度、压实机械及填筑材料经实验确定。
面板安装时外倾与内倾的处理方法：面板安装要做跟踪检测，外倾时，先挖去板后局部填土，调整筋带使面板回复原位；内倾时，可用一根50cm～80cm长的木棒，顶住面板背部、轻轻捶打，直至面板位置准确，校正后的墙面应平整顺直。
3.3 筋带铺设。不同品种的筋带，其施工方法也不相同。筋带铺设前，要按分层设计长度裁好，其裁料长度应为2倍设计长再加面板上穿孔所需长度，另外铺设筋带底面的填料做到平整密实。筋带铺设时要先粗穿，然后再逐根理顺调整，拉紧固定，固定筋带的方法比较多，常用的方法主要有以下几种：
(1)在筋带设计长度尾部处挖一浅槽，横向埋入10cm×10cm×30cm方木，用固定栓固定，用夹具(老虎钳)逐根拉紧筋带，并用铁钉固定在方木上，填料完毕后，再将方木、铁钉取出下次使用。
(2)也可用钢钉将筋带拉紧直接钉入填料中。
(3)将筋带平铺完毕后，用少量填料从拉环处向筋带尾部铺压，初步铺压后，从尾部将筋带张拉一次，然后即可铺筑填料。
3.4 填料摊铺和压实。利用填料与筋带之间的摩擦力来平衡填料对面板的压力，是加筋土挡墙的主要机理，因此填料的选择与压实度的控制极为重要。填料一般均采用场外集中拌和，土块要粉碎，最大尺寸不得超过15mm，含水量要略大于最佳含水(+1%左右)，以便混合料运到现场摊铺碾压时接近最佳含水量。
卸料前应按压实系数准确算出虚铺厚度，一般为20cm左右，卸料摊铺后，要使表面大致平整，不要有大的波浪起伏，并设有不小于3%的横坡，以利排水。另外距面板1.5m范围内应用人工摊铺。所有大中型施工机械不得在未覆盖填料的筋带上行驶。
碾压应严格分层，并且要求运动方向应与筋带垂直，先从筋带中部逐步向尾部碾压，然后从中部向墙边方向碾压，碾压过程中，严禁使用羊角碾，以防止凸轮对筋带损伤。第一遍速度要慢，以免拥土将筋带推起路桥技术网，第二遍后速度可稍快，但不得在未压实的填土上急剧转弯急刹车。面板附近1.0m范围内不得使用大中型压路机械，无小型压实机械时，只能使用人工夯实，且压实厚度不得超过15cm。
4.结语
加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一种支挡结构物，加筋土具有一定的柔性，能适应一定的变形，它与传统的重力式挡土墙以自重等因素抵抗墙后土压力和保护自身稳定不同，有广阔的发展空间。其节约用地、因地制宜、施工简便、造型美观、造价较低和适应性强的特征，在城市建设中应用具有一定的优势。同时我们注意到，加筋土挡土墙对筋带材料质量、填料压实、筋带铺设和连接等工艺要求高，必须严格按图纸及规范施工，否则难以达到理想的应用效果甚至会发生事故。
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