维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第４期 （总第１５８期） 黑龙江交通科技 ＨＥＩＬ０ＮＧＪＩＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪＩ Ｎｏ．４，２００７ （Ｓｕｍ Ｎｏ．１５８） 加筋土挡墙的设计与研究 闫 涛 （河北省交通规划设计院） 摘要：本文阐述的是加筋土挡墙的设计、施工及原位观测分析。 文章编号：１００８—３３８３（２００７）０４—００６１—０１ 关键词：ａｎ筋土挡墙；设计；测试 中图分类号：Ｕ４１７．１ １ 文献标识码：Ｃ １引 言 加筋土挡土墙一般由基础、面板、拉筋带、填料四部分组 成。加筋土挡土墙由这四部分形成的“墙体”起到了与重力 式圬工结构、扶壁结构、沉箱结构等形式的墙体同样的作用。 １．１拉筋带 拉筋带目前应用的有五种，一是钢带，二是钢筋混凝土 板带。三是聚丙烯条带，四是复合土工带，钢一塑复合土工带 和玻璃纤维复合土工带，五是土工格栅、土工格网和复合土 工布。 工程中经常使用的钢塑带（ＣＡＴ带），可满足填土工程 水平位移小、沉降量低的要求。以２％变形时的强度值为控 制值，不超过其破断荷载的１／３。 １．２面板 面板大多数是钢筋混凝土板，混凝土标号不低于Ｃ∞。 １．３填料 加筋土挡土墙填料一般要求为透水填料，近几年的实践 表明，除膨胀土、软土、泥炭类土、自垩土、可溶盐类土等工程 性质很差的土不宜作为填料外，大多数挡土墙附近的土都可 作为填料。 １．４基础 基础主要承担面板荷重及填土土压力产生的基底压力。 多数情况下设计为浅小基础即可，对地基土无特殊要求。即 使遇到软土地基，也可用加筋土技术进行处理。 在工程中一般使用土压力盒量测基底压力和墙面土压 力，钢筋计量测拉筋条应力，沉降杯量测填土沉降量，电阻应 变片量测钢筋带的应力，经纬仪和墙面水平位移观测标尺量 测墙面水平位移。 ２设计内容 加筋挡土墙的设计内容，包含整体稳定、外部稳定及内 部稳定三部分。 （１）整体稳定就是边坡稳定，采用圆弧法计算墙整体的 抗滑稳定性，根据已有的地质资料，采用总应力的瑞典条分 法。在求滑弧上的下滑力时，与一般的边坡计算无异；当滑 动弧把整个加筋体包含在内时，滑弧上的抗滑力，与一般的 边坡计算无异；当滑动弧穿过加筋体时，须考虑圆弧之外的 筋带所提供的抗滑力，抗滑力取筋带抗力及其所受锚固力的 小者。在计算抗滑力时，若不考虑筋带对土的性质的改善， 则不合理。现在一般认为圆弧的范围在坡脚以外。 （２）在规范中，外部稳定计算中，把筋体范围内的整个 加筋土体视为一刚性“墙体”，但“墙”底实际上是柔性的，按 刚性墙体的计算方法计算地基反力，计算的 一值必将较实 际的 一偏大。 （３）内部稳定主要是筋带强度验算及筋带抗拔验算，按 照规范内部稳定采用应力分析法。一般而言，墙体上部的筋 带数量及长度由抗拔控制，下部的筋带数量及长度由强度控 制；筋带根数由强度控制，筋带长度由抗拔控制。恒载下，抗 拉力由筋带强度控制。规范规定在计算活载效应时，只考虑 其产生的水平应力，而不考虑其产生的竖向应力，这使得上 层筋带的抗拔总是在筋带长度很大时才能得到满足。 ３工程量及经济比较 加筋土挡土墙的费用一般为重力式挡土墙的５０％～ ８０％。一般而言，墙越高，加筋土挡墙经济效益越明显。墙 高１０ ｍ时加筋土挡土墙约为重力式挡土墙的５０％；墙高１５ ｍ时加筋土挡土墙约为重力式挡土墙的４０％；墙高２０ ｍ时 加筋土挡土墙约为重力式挡土墙的３０％一３５％。若有推 土、运土、碾压机械配合，工期明显较重力式短。 ４后期观测 ４．１基底压力 可由土压力盒测得基底土压力，一般埋设在最大墙高地 段。间距１０ ｍ。 ４．２墙面的土压力 由不同高程的多个土压力盒测得墙面土压力。一般在 墙高一半的位置，观测土压力较朗金土压力小一半，该点附 近墙的位移最大，一般可达１％～２％墙高，即通常所说的 “鼓肚”现象，导致土压力减小。该点附近墙高段受到面板 自重竖向荷载及土压力合力作用点的联合作用，引起加筋土 类柔性墙面产生明显水平位移。设计和施工中都可对该段 采取一些有效的加强措施。 ４．３钢塑带的拉力 依据拉筋的布设，各层设置土压力盒。每条拉筋拉力有 两个峰值点，第一点在面板处，也可视为是面板的土压力；第 二点离面板不同距离的填土中，主要由竖向填土自重和纵向 拉力组成。拉筋最大拉力出现在第一层面板处。两个拉筋 接力峰值点的连线为两个滑动面。第一滑动面在面板与填 土交接处，第二滑动面离面板有不同的距离。第二滑动面的 划分是确定滑动区及稳定区（或锚固区与非锚固区）及拉筋 设计长度的依据。 ４．４墙面水平位移 水平位移标尺在填土到顶以后才安装，并开始观测。 ５设计施工中的一些要点 （１）土工带或拉筋条是加筋土结构的主要构件，在进行 局部稳定计算时，要考虑土工带的强度和摩阻力。前者取决 于墙面土压力的大小，后者受锚固区的划分、填土性质、土工 带的性质和尺寸等影响。 （下转第６３页） ・６ｌ・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期 治理桥头跳车的原则 总第１５８期 处理；摊铺机和料车倒车供料要有专门的指挥；对斜交桥桥 头，或受限等摊铺机无法小作的地方，采用人工摊铺，人工二 铺筑时要控制好松铺系数，保证路面平整度。 压实：首先对摊铺点的路面进行检查，对不规则处及时 测量放样是直接影响路面平整度，高程的关键上序。测 量人员在工作时必须认真仔细，对放料点要进行复核，挂钢 丝也是一个关键步骤，一是要保证钢线高程准确；二是要保 证各控制支架的距离满足要求，使两支架中间钢丝的挠度不 大于１．５ ｒｆｌｌｎｏ 用人工进行调整，然后进行压实，压实程序如下：①横向接 缝，②纵向接缝，③白低处向高处作初次碾压，④同③项步骤 作中间碾压；⑤最后碾压初压温度控制在１３０￣Ｃ一１４０￣Ｃ，终 压温度要大于８０℃，初压和振动碾压要低速进行。 压实工作是保证路面平整的重要组成部分：由于处理桥 头跳车工程的特殊性，压实工作中很大一部分是接缝压实， 要用有丰富压实经验的压路机司机。 ４治理桥头跳车的经验与体会 安全工作是施工的重要组成部分：施工时采用的是半 初期养护、开放交通：非表面层碾压完后，应立即着手铺 上层沥青混凝土。沥青混凝土面层碾压完后，待温度降到一 般气温时，如改为另半幅施工，先由路政人员断交，重新摆放 好安全标志后，开放交通。如此处施工完毕，待收完安全标 志后，方可开放交通。 幅，不断交施工由于车流量较人，安全工作是特别重要，每个 施丁人员必须严格遵守安全规定，并具有安全意识和自我保 护意识。 高质量的施工队伍才能做出高质量的工程：在施工中， ３施工质量控制要点 原材料质量是保证路面质量的前题：要保证沥青混凝土 质量的重要工作就是要做到生产与室内试验结果一致，主要 是把好原材料质量关和生产质量关，另外对施工前沥青料的 检查也很重要，对不合格的混合料要坚决弃掉。 底层的平整度对路面平整度影响较大；底层的平整度主 要有铣刨机来保障，为了保证底层的平整度，首先必须保证 测量数据准确。铣刨机两侧操作手要设专人，严格按规程操 作，特别注意接头和横向铣刨。在接头、边角等人工凿除部 分要基本与底面平，不能有大的凸凹，对大的坑槽，摊铺前用 人工进行修补。 铣刨机的深度控制，摊铺机接头处理，底层人工整平，边角等 处的人工摊铺，以及接缝压实，均需要由高水平的职工来完 成，只有现代化的施工机械加上高质量的施ｉｌ＝队伍，才能 做出高质量的工程。 增加竖曲线后增加了行车舒适感：如不增加两条竖曲 线，采用直线拉坡的方法，会在新铺路面与原路面相接处形 成两个折角，新铺路面纵坡与两端路面纵坡没有一个过渡过 程，行车不舒适。增加两条竖曲线后，纵坡有了明显的过渡， 消除了两个折角，经实践行车较舒适。 收稿日期：２ｏｏ７—０３—０９ （上接第６１页） 主动、被动、静止土压力的出现取决于墙背位移及方向。一 般情况下，静止土压力比主动土压力大３０％以上，被动土压 力比主动土压力大４—５倍以上。当墙背离开填土的水平位 移与墙高之比达到０．１％一０．５％时，就可能出现主动土压 力。 墙高１／３处容易出现外凸，即“鼓肚”现象。设计时，该 段适当加强。施工中，该段采用一些限位措施，并要确保施 工质量。 （４）施工填土质量是工程关键。一是土料性质，粒径越 粗，级配良好越好；二是碾压得越密实越好。 排水及反滤层的设计对重力式、扶臂式挡土墙来说至关 重要，对整个墙面都可排水的加筋土挡土墙来说也很重要。 这是因为，同墙高的水压力是土压力的三倍左右；水也可能 （２）重力式挡土墙、桩板墙、锚定板、扶臂式挡土墙都有 一定的刚度，墙后填土充分变形。因此，实测的土压力 都大于主动土压力，多数介于主动和静止土压力之间。加筋 土挡墙的面板是柔性结构，能适应和调整变形，但变形又受 绕渗基底，降低承载力、增加变形、减小抗滑力。一般高出墙 到拉筋的，因此，实测土压力等于或小于库仑或朗金主 动土压力。设计中，对于砂性土，可采用库仑主动土压力；对 外地面３０ ｅｍ即设第一排排水孔，离墙顶填土１ ｍ左右设最 后一排排水孔。加筋土施工主要是土方回填，施工排水尤为 重要。一是降雨应采取常规措施予以遮盖或及时排走，二是 如有地下水应采取盲沟或滤水管即时排走。施工排水不好 而产生的严重后果有：土中含水量大而达不到设计要求的密 实度；造成填料饱和（尤其是粘土），其值降低，侧压力成倍 增加。承载力降低。引起过大的面板变形。 ＣＡＴ带穿过面板刚环以后形成椭圆形环，在推土机及碾 于粘性土，可假定抗剪强度相等，将凝聚力ｃ换算成ｃ＝０的 等效内摩擦角９。；也可令ｃ＝０，直接将９提高５。一１０。以后 代人朗金公式计算。使用后一种方法时，可按ｃ＝４—６ ｋＰａ 将值提高１。。 （３）墙高１０ ｍ左右时，滑动区与锚固区的划分可按０． ３Ｈ法进行。高大加筋土挡墙的设计时，底部筋带与土体的 摩擦力要进行折减，才能安全地确定筋带的长度。墙高大于 １０ ｍ以后，滑动区的宽度将小于０．３Ｈ。无论是何种情况，土 工带的长度不应小于０．６Ｈ和３ ｍ。 压的作用下，容易使面板产生较大的水平位移。施工时要用 力压扁、并用白铁皮等锁紧。 ６结语 从近年加筋土挡土墙的实践来看，造价较圬工挡土墙降 低２０％一６ｏ％，墙高越高越经济；施工简便，工期短；少占 地，造型美观；地基适应性强，结构抗震稳定性好；填料无特 殊要求。 随着加筋材料的改善，玻纤土工带、钢筋混凝土拉筋条 及ＣＡＴ带的推广应用，克服了聚丙烯土工带延伸率较大的 缺点，满足了高速公路变形严格的要求，必将在岩土工 程的各方面进一步推广应用。 收稿日期：２００７—０１—０９ ・锚固区的似摩擦系数包括了土工带与填土之间的摩擦、 咬合、电化学吸力等。取值范围ｆ＝０．２５—２．０，填土厚度日 越小 值越大。Ｈ＞５ ｍ以后 值多数取０．３—０．５。但Ｈ＞ １０ ｍ以后，摩阻力Ｆ并不随日值线性或明显增长。甚至日 值大于某一数值后，Ｆ值不再增加。就象在Ｈ＞２０ ｍ或更深 厚的土层中打一孔埋人土工带一样，摩阻力并不足够大或非 常大。因此，摩阻力公式Ｆ：２ｙ・Ｈ・ｂ・ｆ－，式中的，不是 常量，ｈ也不能无的使用。 ６３・
