加筋土擋土墻的應用

沙吾列提斯蘭別克

摘 要 加筋土擋土墻是依靠拉筋與填料之間的摩擦力來拉住墻面，用來支擋路基填土或山坡坡體的墻式結(jié)構物。本文通過了解加筋土擋土墻的形式、構造、特點和工作原理，能夠準確地布置和使用加筋土擋土墻。

關鍵詞 加筋土擋土墻 墻面 拉筋填料 摩擦力 強度

加筋土擋土墻是一種由豎直墻面（面板）、水平拉筋和墻內(nèi)填料三部分組成的加筋體。它通過拉筋與填料之間的摩擦力，拉住墻面，阻止填料塌落，以形成一個整體的復合結(jié)構，再依靠其自重抵抗墻后的壓力作用。加筋土擋土墻，材料消耗少，施工較簡便，外形美觀，占地少，對地基的承載力要求也較低，有良好的抗震性能，因而常較其他類型的擋土墻經(jīng)濟，適用于路肩墻和路堤墻。

一、構造

加筋土擋土墻的構造可分為墻身、基礎、填料、排水和接縫等幾個方面。

1.墻身。加筋土擋土墻的墻面可用金屬板構件或混凝土預制板拼裝，金屬面板質(zhì)輕、富有韌性、抗拉強度大，適于運輸困難或只有輕型吊裝設備的場合；構件一般長10 m，有效高度為33.3 cm或25 cm，厚度為3 mm～5 mm，斷面大多呈半橢圓形?；炷撩姘宀灰赘g，使用壽命長，因而獲得廣泛使用。拉筋可用鋼帶（分光面和有肋兩種，常鍍鋅防銹）、鋼筋混凝土帶、聚丙烯土工帶和多孔廢鋼片等。一般拉筋的橫向間距為0.5 m～1 m，最大不超過1.5 m，豎向間距為0.25 m～0.75 m。拉筋尺寸由加筋體內(nèi)部穩(wěn)定和外穩(wěn)定的計算確定，但其最小長度為3 m并滿足0.4倍加筋體高度的要求。前面構件（面板）與拉筋之間可通過連接件（如螺栓、錨頭、銷釘?shù)龋┗蚱渌绞剑ㄈ缫Э凇⒑附?、膠合等）連接起來。此外，還可采用化纖無紡布（土工織物）作為墻面和拉筋材料，實現(xiàn)柔性聯(lián)結(jié)一體化。

2.基礎。加筋土擋土墻基礎，應視地形、地質(zhì)條件，埋設足夠的深度，以保證擋土墻的穩(wěn)定性。對于土質(zhì)地基，基地埋設深度一般應在天然地面以下不小于0.5 m；受水流沖刷時，應在沖刷線以下不小于1 m；有凍害時，應在凍結(jié)線以下不小于0.25 m，但非凍脹土地基，可不受此限制。對于巖石地基，應消除表面風化層；當風化層較厚而難于全部清除時，可根據(jù)巖石的風化程度及其相應的容許承載力將基地埋設在風化層中。當墻趾前地面橫坡較大時，基礎除嵌入巖層一定深度外，還應留出足夠的襟邊寬度，以防止墻趾前地基剪切破壞。當擋土墻位于地址不良地段，地基內(nèi)可能出現(xiàn)滑動面時，基礎底面應埋置在滑動面以下（穩(wěn)定巖層中的深度應不小于0.5 m，穩(wěn)定土層中的深度應不小于2 m），或采取其他措施，防止擋土墻隨滑動土體滑動。

3.填料。加筋土擋土墻墻后填料是加筋體的主體材料，由它與筋帶產(chǎn)生摩擦力，填料宜采用透水性好的砂礫或碎石材料。為增加拉筋與填料間的摩擦力，宜選用飽水內(nèi)摩擦角大于25°的砂礫等材料，但最大顆粒的尺寸不應超過25 cm，其中料徑大于15 cm的顆粒不得超過25%。使用金屬的墻面和拉筋時，為防止遭受到嚴重銹蝕，還應限制填料的PH值和電阻率等。對采用聚丙烯土工帶的填料，不宜含有二價以上銅、錳、鐵離子及氯化鈣、碳酸鈉、硫化物等化學物質(zhì)，因它們會加速聚丙烯土工帶的老化和融解。

4.排水。加筋土擋土墻必須做好擋土墻及其附近的排水設計。因為加筋體內(nèi)部的填料被水飽和時，將在水壓力作用下使筋帶所受拉力增加，而且當填料中含有細料土時還會降低土與筋帶之間的摩擦力；此外如果水質(zhì)中含有對筋帶產(chǎn)生腐蝕性的鹽類等物質(zhì)，將影響筋帶的使用壽命。因此，應設置必要的排水或防水工程。例如設置截水（排水）溝、夯實地表松土和鋪封閉層等，用來防止雨水和地表徑流下滲，以免地基承載力下降、墻后推力增大和拉筋腐蝕加速。

5.接縫。為避免地基不均勻沉降而給墻身受力帶來不利影響，在地基性質(zhì)和墻高等情況突變處，應設置沉降縫。對于非巖石地基，宜每隔30 m設置一道沉降縫；對于巖石地基，其沉降縫間距可適當增大。沉降縫的縫寬一般為2 cm～3 cm，自墻頂做到基底。在滲水量大而填料容易流失，或凍害嚴重地區(qū)，宜采用瀝青麻筋或瀝青木板等具有彈性的材料，沿墻內(nèi)、外、頂三邊填塞；當墻背為填石且凍害不嚴重時，可不嵌填材料，僅設空縫。

二、布置

在設置加筋土擋土墻的地段，應根據(jù)墻址處的地形、地質(zhì)和水文等情況，考慮材料來源和施工條件，結(jié)合技術經(jīng)濟比較，進行擋土墻的布置和設計。布置一般包括橫向和縱向兩方面。橫向布置：在路基橫斷面圖上選定擋土墻的位置，確定墻身斷面，擬定排水設施，指定墻后填料等?？v向布置：在墻址縱斷面圖上進行，內(nèi)容有：（1）確定擋土墻的起旋點和墻長，選擇墻與路基或其他結(jié)構物的連接方式。墻端可直接嵌入山坡，或與路堤以錐坡相銜接等。（2）按地基和地形情況進行分段，確定深降縫的位置。（3）確定各段擋土墻的基礎。墻趾處地面有縱坡時，擋土墻的基底應做成不大于5%的縱坡；而地基為巖石時，為減少開挖量，也可在縱向做成臺階，其尺寸隨地形變動，但高寬比不宜大于1∶2。

三、工作原理

加筋土擋土墻的受力機理比較復雜，目前尚無完善而統(tǒng)一的設計方法，主要介紹比較公認的加筋土工作原理和常用的設計方法。

加筋土的工作原理是拉筋與填土（通常是顆粒材料）之間的摩擦作用，可以解釋如下：加筋土看作是由拉筋和土組成的一種復合材料。試驗表明，對干燥的砂土試樣施加豎向壓力，試樣會產(chǎn)生側(cè)向膨脹；如果土中水平放置不易延伸的拉筋后，由于筋土的摩擦作用，使拉筋受到拉力，而給予土料的側(cè)向位移以約束力，這就好像在試樣上又施加一個側(cè)向壓力。當豎向壓力增加時，側(cè)向約束力隨之增大，直到土與拉筋之間出現(xiàn)滑移或拉筋斷裂，試樣才破壞。因而，加筋土的強度相應獲得提高。

為使側(cè)向約束力較大，一方面要設法增加土粒和拉筋接觸面上的摩擦力，也就是采用料徑較大的填料和表面粗糙的扁形拉筋；另一方面，應使用延展性較差的材料做拉筋；材料的延展性過大，拉筋將隨土料側(cè)向位移一起變形，而起不到側(cè)向約束使用，就不能提高土的強度。拉筋一般應水平布設并垂直于墻面。拉筋在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)必須有足夠的長度，以防止拉筋被拔出。

通過對以上內(nèi)容的論述，我們對加筋土擋土墻的形式、構造、特點和工作原理有所了解和掌握，從而能夠準確的布置和使用加筋土擋土墻。