加筋挡土墙设计与施工.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流加筋挡土墙设计与施工加筋挡土墙设计与施工 黄春艳 贺世纪 【摘要】加筋土挡土墙是由填土和填土中布置一定的筋带（或筋网）以及墙面板三部分组成，加筋土是一种复合体结构，在填料中埋至具有挠性的筋带材料，改良了土的力学特性。加筋土挡土墙与其它挡土墙相比，具有良好的经济效益和推广价值。 挡土墙的使用场合 挡土墙是支撑路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的构造物。按其结构特点，挡土墙可分为重力式、衡重式、加筋土轻形式以及混凝土半重力式等。而加筋土挡墙适用于石质土、砂性土、黄土地区修建较高的路肩墙。 加筋土挡墙的特点 加筋土由填土和填土中布置一定的筋带（或筋网）以及墙面板三部分组成。它是法国工程师亨利·维达尔在1963年发明的，主要用于挡土墙一类的建筑物，在欧洲普及后，加拿大、日本、美国等相继引进，现已被世界上许多国家采用。 加筋土结构能得到迅速发展和应用是由于它具有以下特点： 1、组成加筋土的面板和筋带可以预先制作，在现场用机械（或人工）分层填筑。这种装配的方法，施工简捷、快速，并且节省劳力和缩短工期。 2、加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微变形。 3、加筋土挡土墙具有一定的柔性，抗振动性强，因此，也是一种很好的抗振结构物。 4、加筋土挡土墙节约占地，造型美观。加筋土挡土墙的墙面板可以垂直砌筑，可大量减少占地。 5、加筋土挡土墙造价比较低，加筋土挡土墙与钢筋混凝土挡土墙相比可减少造价的一半，与石砌重力式挡土墙比较，也可节约20%以上，同时加筋土挡土墙的造随墙高的增加而节省效果愈显著，因此它具有良好的经济效益。 方案比较 疏港路改造工程属旧路改建项目，是103国道京塘公路南段，该公路是连接天津市区与塘沽区及天津滨海新区的主要交通枢纽，也是历史上形成的天津地区主要干线，使该路的交通运输十分繁忙。为了确保行车速度，减少交通事故隐患，分别增设了高架桥、通道桥、人行天桥等构筑物，其中于庄子道桥3-13m的简支梁桥，两侧引道为加筋土挡土墙。 1、设计加筋土挡土墙施工方案： 加筋土挡土墙采用矩形120cm×60cm×13cm。 加筋土为高液限粘性土。 筋带为聚丙烯土土带。 我项目接到施工图纸后，根据当前施工工期为雨季，如现场地质情况以及施工的难易程度，从工程造价、工程质量几方面进行分析，经过反复论证，最后与监理工程师一起确定如下方案。 2、因挡土墙施工工期正处雨季，而粘土易受水影响，力学性能不稳定，施工难度大，因此我项目建议采用受水影响小，且稳定性和成型较好的粉煤灰石灰。 3、为了确保距面板1.5m范围内填料的密实度和加筋体的排水功能，在距面板1.5m范围内填碎石屑，并用木夯击实。 4、为了有效控制面板的平整速度，在不增加造价的情况下把拉杆由原设计的110cm改为900cm，改造后的方案施工证明，不仅降低了施工难度、工程成本，而且提高了工程质量。 施工工艺及方法 1、加筋土挡土墙施工工艺流程图 测量放样 基坑开挖 - 回填碎石 基础检验 立 模 板 - 浇筑挡墙基础及养生 检验混凝土平整度 拆 模 板 预制面板 测定面板平整度 - - 第一层面板施工 安装面板 - 第二层及以上各层面板施工 摊铺填料 顶层型板的施工 压实填料 墙顶填料的平整压实 平整填料 测 定 含 水 量 铺设筋带 - 摊铺填料 压实填料 筋土挡土墙施工工艺： （1）由测量人员根据设计，实地放线，确定加筋土挡土墙基础位置。 （2）开挖基坑，排除地下水，并且做好防水工作。分层回填碎石垫层，充分压实平整，保证足够宽度，监理工程师认可后方可进行下道工序。 （3）在碎石基础上支模板，浇筑砼基础，充分振捣，防止出现空洞，混凝土基础每15m设置伸缩缝或沉降缝，表面应平整，便于第一层面板的支立，待养生满足要求后，拆除模板。 （4）第一层面板的施工： A、首先清除混凝土基础表面，准确划出面板边缘线，并拉线控制。面板与基础连接处用低强度砂浆调平，面板向内倾斜1/1001/200作为填料压实时面板外倾的预留度。 B、摊铺填料到面板预留拉环，由8吨压路机压实，在摊铺筋带前如拉筋带表面不能密贴，则用砂子摊平，保证筋带与填料表面密贴。 C、在筋带上摊铺不小于20cm的填料后进行压实，后分层摊铺压实至面板顶部，方可进行第二层及以上各层的安装，摊铺，压实，铺带。 （5）第二层及以上各层的施工 面板安装 面板安装要在下一层面板填料完成以后，才能进行。面板安装要挂线施工，保证墙面竖直，安装注意防止边角碰坏和插销孔及插销变形，禁止发生损坏的面板上墙。为防止相邻面板错位采用木螺栓或斜撑固定。控制相邻面板水平误差不大于10mm，轴线偏差每20m不大于10mm。 填料的摊铺和压实 填料在碾压前要进行压实试验，填料时随时检查其含水量，保证其压实度达到要求。卸料作业要距面板1.5m2.0m，填料时距面板1.0m以内先不予回填，只填筑1.0m范围以外的填料并将其压实，再铺筑筋带前，再回填预留部分，由于人工压实。填料摊铺要求厚度一致，表面平整，筋带上填料必须大于 20cm ，防止压实机具损坏筋带，更不允许在未铺料的筋带上行驶。压实采用轻型压实机具，且面板不小于1.0m，压实先由两边开始，方向垂直于筋带向中心逐渐靠拢，禁止急剧改变方向和急刹车。 筋带的铺设和连接 在已经压实并整平的填料上承辐射状水平铺设，避免筋带在拉环上绕成死结并防止筋带的重叠。 （6）、达到设计高程后安装C型面板，压实整平，修正整个墙顶填料面，为路面基层的铺筑做好准备。 稳定性验算 工程概况 1、于庄子通道桥桥台两侧加筋土挡墙，墙高H=5.85m，分坡长度为15m。 2、路面宽度。 3、荷载标准为汽-20级。 4、墙后填土为粉煤灰r1=11.47KN/m3 r2=20KN/m3计算内磨擦角=25 5、筋带采用聚丙烯土工带，带宽30mm，厚1.2m，容许拉应力为22.33MPa。 6、粉煤灰与筋带之间的视磨擦系数f=0.4，加筋体与地基之间的磨擦系数f=0.35。 7、地基为粘土，容许承载力=450Kpa 8、面板采用120cm×60cm矩形混凝土面板，板厚为13cm，混凝土标号为25号。 Sx=0.3 Sy=0.6 内部稳定计算： 应力分析法 1、筋带受力计算 计算汽-20级重车荷载作用下等代土层厚度hc。 由图可知H=5.65 b=0 a=0 (1)B0的确定汽-20级中的重车为300KN，前后轴距L=1.4+4.0=5.4m.车轮接地长度a=0.2m 因此，重车的扩散长度B0为： B0 =L+a+Htg30° =5.4+0.2=5.85tg30° =5.4+0.2+3.38 =8.98(m) 由于加筋土挡墙分段长度15m8.98，故取B0= B0=8.98m (2)L0的确定 根据加筋土工程设计规范（JTJ015-91）规定，挡土墙在进行内部稳定性计算时，应首先判断活动区是否进入路面宽度，根据此情况决定L0的限值车辆横向布置如图。 由于0.3H=0.3×5.85=1.75 取L0=12m （3）等到代土层厚度hc G 计算hc=棗棗?/P> B0L0r1 3×300 =棗棗棗棗 8.98×12×11.47 =0.73(m) 3、筋带所受拉力计算 将等代均布土层h1布置在路基全宽上，以2:1向下扩散。根据公式： TI=Thi+TFi+Tci， 计算的各层筋带所受拉力表： 筋带所受拉力表（垂直应力均匀分布法） 加筋层号 H1 (m) KI Bi (m) B/B1 (m) R1nF Kpa R2hc Kpa R1hc Kpa ci (Kpa) SxSy Ti 1 0.6 0.5599 25.6 0.977 0 20 8.37 4.685 0.18 1.538 2 1.2 0.5428 2602 0.954 0 20 8.37 4.545 0.18 2.163 3 1.8 0.5257 26.8 0.933 0 20 8.37 4.402 0.18 2.746 4 2.4 0.5086 27.4 0.912 0 20 8.37 4.259 0.18 3.287 5 3.0 0.4915 28 0.893 0 20 8.37 4.115 0.18 3.785 6 3.6 0.4744 28.6 0.874 0 20 8.37 3.972 0.18 4.232 7 4.2 0.4573 29.2 0.856 0 20 8.37 3.829 0.18 4.656 8 4.8 0.437 29.8 0.839 0 20 8.37 3.659 0.18 4.989 9 5.4 0.4231 30.4 0.822 0 20 8.37 3.543 0.18 5.355 内部稳定计算 筋带断面计算 Ti×103 根据公式：Ai=计算并 i 列于下表 筋带断面计算表（垂直应力均匀分布法） 加筋层号 拉力 Ti (KN) 断面面积Ai (mm2) 总宽度 bi (mm) 加筋层号 拉力Ti 断面面积Ai (mm2) 总宽度 bi (mm) 1 1.583 68.90 68.1 6 4.232 189.5 189.5 2 2.163 96.9 96.9 7 4.656 208.5 208.5 3 2.746 123 123 8 4.989 223.4 223.4 4 3.287 147.2 147.2 9 5.355 239.8 239.8 5 3.785 169.5 169.5 2)筋带长度验算 根据初步拟定的筋带长度， si 按公式Kf=棗 验算的各层的抗拔 TI 稳定系数列于下表： 抗拔稳定系数（垂直应力均匀分布法） 筋带层号 hI (m) Ti (KN) Li (m) Loi (m) Lei (m) bI (m) r1hi (KPa) r2hF (KPa) Kf 1 0.6 1.538 4.00 1.47 2.53 0.0681 6.882 0 0.62 2 1.2 2.163 1.302 2.698 0.0969 13.764 0 1.33 3 1.8 2.746 4.00 1.134 2.866 0.123 20.646 0 2.12 4 2.4 3.287 4.00 0.966 3.034 0.1472 27.528 0 2.99 5 3.0 3.785 4.00 0.798 3.202 0.1695 34.41 0 3.74 6 3.6 4.232 4.00 0.63 3.37 0.1895 41.292 0 4.98 7 4.2 4.656 4.00 0.462 3.538 0.2085 48.174 0 6.11 8 4.8 4.989 4.00 0.294 3.696 0.2234 54.72 0 7.17 9 5.4 5.355 4.00 0.126 3.874 0.2398 61.938 0 8.55 由上表可知除第1、2层筋带抗拔稳定系数Kf=0.62Kf Kf=1.33Kf (=0.2)外，其余各层的Kf均大于2.0，为此，采用Kf=2.0仅求第1、2层筋带所需总宽度b1、b2 Ti Kf b1= 棗棗棗 2r1hizxLei 1.538×0.62 =棗棗棗棗?/P> 2×6.882×0.4×2.53 =0.119 T2 Kf b2=棗棗棗 2r1hifxLei 2.163 =棗棗棗棗棗 2×13.764×0.4×2.698 =0.14(m) 设计采用值 聚丙烯土工带的用量应以偶数的根据数表示，因此，需将计算筋带数量进行适当调整，从而确定设计采用量，根据采用的筋带数量计算抗拉强度安全系数Ks和抗拔稳定系数Kf值，结果列表1-5 - 序号 筋带计算宽度 （m） 筋带数量 筋带总宽度bI (m) 采用的Ks AI Ks= Ti×10 采用的 Kf 计算数量 （m） 采用数量 (根) 1 0.172 5.2 4 0.18 1.35 2.02 2 0.14 4.6 4 0.12 1.16 2.01 3 0.123 4.1 4 0.12 1.29 2.06 4 0.147 4.9 4 0.12 1.31 2.43 5 0.169 5.6 6 0.18 1.40 4.19 6 0.189 6.3 6 0.18 1.19 4.73 7 0.209 6.9 6 0.18 1.21 5.27 8 0.223 7.4 8 0.24 1.21 7.78 9 0.239 7.9 8 0.24 1.23 8.60 外部稳定计算 滑移稳定性 等代土层hc布置于墙体后缘起的路基范围内，由图可知，作用于墙体的土压力是E tg=-tg2±(ctg+tg2)tg2 =-tg50±(ctg25+tg50)tg50 =-1.19±10.2 =0.993 =44.79° cos(+) Ka=棗棗棗棗tg Sin(+2) cos(44.79+25) =棗棗棗梩g44.79 sin(44.79+50) =0.344 E=1/2rH(H+2hc)Ka =1/2×11.47×5.85(5.85+2×0.73)×0.366 =89.76(KN) Ex=89.76×cos25=81.35(KN) Ey=89.76×sin25=37.93(KN) 墙体填土重力 W1=4.00×58511.47=268.4(KN) W2=20×4.4×11.47=101Kg(KN) T=Ex=81.35(KN) N=268.4+101+37.93=407.33(KN) fN 0.35×407.33 Kc= 棗?= 棗棗棗棗=1.751.3 T 81.35 (二)倾覆稳定性 1、求各力对墙0点的力矩 M1=W1×2W1=268.4×20=536.8(KN.m) M2=W2×2W2=101××5.0=505(KN.m) MEy=Ey×2WEy=37.93×6=227.6(KN.m) MEx=Ey×2WEy=81.35×2.93=238.4(KN.m My 536.8+505+227.6 - Ko=棗=棗棗棗棗=5.321.5 Mo 238.7 (三)基础底面地基承载力验算 L L W12W1+W2W2+Ey2Ey-Ex2Ex - e=?-2dw = ?- 棗棗棗棗?/P> 2 2 W1+W2+Wy 6 536.8+5.5+227.6-238.4 =?- 2 268.4+101+37.93 L =3-2.55=0.45m?（=1m） 6 N 6e max= 棗?1+ 棗) L L 4.73 6×0.45 = 棗?1+ 棗棗?) 6 6 =98 (=450KPa) (四)整体滑动稳定 由于墙前地形平坦，地基承载力较高，因此整体滑动可不作验算。 .精品文档.加筋挡土墙设计与施工 提交日期：2004-04-07   浏览: 2158