加筋土设计计算

（筋带产生“约束应力”）
（筋带增加强度以“内聚力”表示）
2.构造
2.1 加筋土挡墙的构造
1、墙面板 2、拉筋 3、拉筋与面板的连接 4、填料 5、墙面板下基础 6、沉降缝与伸缩缝 7、帽石与栏杆 8、排水设施
2.构造
墙面板
2.构造
2.2 墙面板
作用：防止拉筋间填土从侧向挤出，并保证拉筋、填料、墙 面板构成有一定形状的整体。 金属面板：常用钢板、镀锌钢板、不锈钢板等 类型 混凝土面板 钢筋混凝土面板 国内一般采用
dT T1 T2
2 Nfbdl dT
1.概述
② 莫尔－库仑理论（准粘聚力理论）
加筋土结构可以看作是 各向异性的复合材料，通常 采用的拉筋，其弹性模量远 大于填土，拉筋与填土共同 作用，包括填土的抗剪力、 填土与拉筋的摩擦阻力及拉 筋的抗拉力，使得加筋土的 强度明显提高。
1.概述
极限 平衡 条件
挡土墙的形式
单面式 双面分离式
双面交错式
台阶式
1.概述
1.4 加筋土挡墙的特点
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(1)组成加筋土挡土墙的墙面板和拉筋可以预先制作，在现场用机 械(或人工)分层填筑。这种装配式的方法，施工简便、快速，并且 节省劳力和缩短工期。 (2)加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形。在软弱地基 上修筑时，由于拉筋在填筑过程中逐层埋设，所以，因填土引起的 地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其它结构物小，地基的 处理也较简便。 (3)加筋土挡土墙具有一定的柔性，抗振动性强，因此，它也是一 种很好的抗振结构物。 (4)加筋土挡土墙节约占地，造型美观。由于墙面板可以垂直砌筑， 可大量减少占地。挡土墙的总体布设和墙面板的形式图案可根据周 围环境特点和需要进行设计。 (5)加筋土挡土墙造价比较低。与钢筋混凝土挡土墙相比，可减少 造价一半左右；与石砌重力式挡土墙比较，也可节约20％以上。而 且，加筋土挡土墙造价的节省随墙高的增加而愈加显著，因此它具 有良好的经济效益。
技术指标
容许应力： 断裂强度的1/5～1/7 延伸率： 4‰～5 ‰ 断裂强度： ≥220kPa 断裂延伸率：≤10％ 厚度： ≥0.8mm 表面应有粗糙花纹
聚丙烯土
2.构造
土工格栅：土工网格具有良好的技术特性，已经作为拉筋材料推广使用。
2.构造
聚丙烯土工格栅
2.构造
拉筋一般应水平放臵，并垂直于墙面板。
2.7 沉降缝与伸缩缝
在地基情况变化处及 墙高变化处，通常每隔 10～20m设臵沉降缝。 伸缩缝与沉降缝统一考 虑。 面板在设缝处应设通 缝，缝宽2～3cm，缝 内宜用沥青麻布或沥青 木板填塞，缝的两端常 设臵对称的半块墙面板。
2.构造
2.8 帽石与栏杆
加筋挡土墙顶面，一般设臵混凝土或钢筋混凝土帽石。帽石 突出墙面3～5cm，其作用是约束墙面板。
1.3 加筋土挡墙的类型
在公路工程中，常见的加筋土挡土墙形式有下列几种： (1)单面式加筋土挡土墙； (2)双面式加筋土挡土墙，双面式中又分为分离式、交错式以及对拉 式加筋土挡土墙； (3)台阶式加筋土挡土墙； (4)无面板加筋墙（包裹式加筋墙）。
按拉筋的形式可分为条带式加筋土挡土墙，即拉筋为条带式， 每一层布满铺拉筋；席垫式土工合成材料加筋挡土墙，即每一层 连续满铺土工格网或土工席垫拉筋。目前，我国主要采用条带式 有面板的加筋土挡土墙。
1.概述
5.算例
加筋土 挡土墙
2.构造
桥 隧 工 程
4.施工
3.设计
辽宁海城外环路工程采用（钢塑复合拉筋带）加筋土挡墙
采用加筋土挡墙修建的嘉陵江防洪大堤（H=19ｍ）
云南楚雄――大理高速公路特高（H＝43.75ｍ）双面加筋土挡墙
青藏铁路采用加筋土挡墙
建于香港青衣西北，墙身高达四十米的加筋填土结构
1.概述
1.5 加筋土挡墙的结构与挡土原理
挡 土 原 理
内部稳定：墙面所承受的水平土压力 依靠填料与拉筋的摩擦力平衡
外部稳定：复合结构形成的土墙抵抗 拉筋尾部填料所产生的土压力
1.概述
1.6 加筋土的加固机理
基本原理：在土中沿应变方向埋臵具有挠性的拉筋材料，土与拉筋材料产生摩擦， 使加筋土犹如具有某种程度的粘聚性，从而改良了土的力学特性。
2.构造
钢带：一般用软钢轧制，分光面带和有肋带两种。
2.构造
钢筋混凝土带
混凝土标号不应低于C20，主筋为3号钢，直径≥8mm，为防止或减少混凝土被 压裂，混凝土内常布设钢丝网；
筋带连接多用焊接，也可用螺栓连接，外露钢筋表面采用沥青纤维布处理。
2.构造
聚丙烯土工带 聚丙烯土工带具有造价低，抗拉强度好，不易脆断，使用方便，施工简便等优 点；其缺点是低模量、高蠕变，其抗拉强度受蠕变控制，使得墙面位移大或墙面平 整性差，影响美观。


1.概述
1.1 加筋土挡土墙的发展


国内发展历史
1978年我国才在云南建成第一座加筋土挡土墙。该挡土墙 采用链接的钢筋混凝土筋条。 直到20世纪80年代中叶，我国才开始将土工合成材料应用 于加筋土工程，如京津塘高速公路。 我国加筋土主要用之于加筋土挡土墙，上世纪90年代初出 台了加筋土挡墙设计规范。 近年来由于我国国民经济稳定高速发展，推进了新型挡土 墙的发展与研究。期间，建成了一些多级超高加筋土挡土 墙，如三峡移民工程巫山新城的57m高加筋土挡土墙等等， 并引发了相关的研究。
板边一般有楔口和小孔，安装时使楔口相互衔接，并用短钢 筋插入小孔，将墙面板从上、下、左右串成整体墙面。 墙面板后填筑细粒土时，应设臵反滤层。
2.构造
墙面板设计应满足下列规定 1、作用于单板的水平土压力，应按均匀分布；
2、单板可沿垂直方向和水平方向分别计算内力；
3、墙面板与拉筋连接部分的配筋应加强； 4、墙面板采用钢筋混凝土预制构件，按双向悬臂梁进行单 面配筋设计。 面板周边设计成突缘错台楔口，使面板之间能相互嵌接，插 销钢筋连接时，钢筋直径不能小于10mm； 面板上的拉筋结点，可采用预埋钢拉环、钢板锚头或预留穿 孔等形式，露于混凝土外部的钢拉环、钢板锚头应作防锈处理， 聚丙烯土工带与钢拉环的接触面应作隔离处理。
1.概述
1.1 加筋土挡土墙的发展


国20世纪60年代由法国工 程师亨瑞.瓦达尔（Henri Vidal）首创的。 根据他的设计理论于1965年在法国普拉聂尔斯成功修建 了一座公路加筋土挡土墙。以后，世界各国普遍开展了加 筋挡土墙的实验和设计工作。 在西班牙，1971年建造了第一座加筋土挡墙，随后的发展 和推广应用也相当快。美国1972年修 建加州39号公路时 开始使用。 据1977年的统计，世界上就修建了1500余座加筋土结构， 并投入使用，其中有700余座加筋土桥台。上世纪仅仅在 美国就修建了2万多座加筋土结构。
定。
3.设计
τ
加筋土结构受力分析
拉筋与填土之间的摩擦力是如何发挥作用的呢?现从加筋体中取 一微分段dl进行分析，如图5—2所示，设由土的水平推力在该微分 段拉筋中所引起的拉力dT=T1-T2（假定拉力沿拉筋长度呈非均匀 分布)，垂直作用的土重和外荷载为法向力N，拉筋与土之间的摩擦 系数为f（f=tanα），拉筋宽度为b，作用于长dZ的拉筋条上下两面 的垂直力为2Nbdl，如果 2Nbdl×f≧dT 则拉筋与土之间就不会产生相互滑动。若每一层加筋均能满足上
3.设计
3.1 计算方法
1、摩擦加筋原理及极限平衡法
在加筋土结构中，由填土自重和外力产生的土压力作用于墙面 板，通过墙面板上的拉筋连接件将此土压力传递给拉筋，企图 将拉筋从土中拉出。而拉筋材料又被土压住，于是填土与拉筋 之间的摩擦力阻止拉筋被拔出。因此，只要拉筋材料具有足够
的强度，并与土产生足够的摩阻力，则加筋的土体就可保持稳
2、采用粘性土和其他土作填料时，必须有相应的防水、压实等 工程措施。 3、填料中不应含有大量的有机物。 4、泥炭、淤泥、冻结土、盐渍土、垃圾、白垩土、中－强膨胀 土及硅藻土，禁止使用。
2.构造
5、采用聚丙烯土工带为拉筋时，填料中不宜含有两价以上铜、镁、鉄离子及 氧化钙、碳酸钠、硫化物等化学物质。
6、采用钢带作拉筋，填料应满足下表中化学和电化学标准。
2.构造
拉筋一般应水平放臵，并垂直于墙面板。
2.构造
拉筋一般应水平放臵，并垂直于墙面板。
2.构造
2.4 拉筋与面板的连接
面板与拉筋连接必须坚固可靠，耐腐蚀性能应与拉筋相同。
钢筋混凝土拉筋与面板之间，串联式钢筋混凝土拉筋节与节之 间的连接，一般采用焊接。
金属薄板拉筋与墙面板之间的连接一般采用圆孔内插入螺栓连 接。



1.概述
1.概述
1.2 加筋土挡墙的基本概念
加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建
的一种轻型支挡结构物，是由墙面板、 拉筋、填料和基础组成的柔性复合结 构物。 加筋土挡土墙一般应用于地形较为平 坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段 或地形陡峭的山坡，由于不利于布臵 拉筋，一般不宜使用。
1.概述
栏杆高1.0～1.5m，栏杆柱埋于帽石中，以保证栏杆坚固稳 定。
2.构造
2.9 排水设施
加筋土挡墙和加筋土边坡都需做好排水设施。 位于河岸上的加筋土工程，其填料必须保证水稳定性好， 一般宜采用砂砾填料。同时应在墙面板后做好反滤设施。 加筋土工程在有水的地方，构造上必须保证水的畅通，同 时还应防止有害水体对加筋材料寿命的影响。
式的要求，则整个加筋土结构的内部抗拔稳定性就得到保证。
2、交替正交层系与均质等代材料原理 加筋土是由填料土与加筋材料层层交替铺设而成的复合体， 每一加筋材料和每一层填土形成一个单元层，每层相互平行且 间距相等，可将加筋体看成为交替正交层系。加筋体由很多的 单元层组成。假定各单元层的分层界面上无相对位移，每一层 中三个均质材料的平面垂直于一个直角坐标轴，而且层面必须 平行于一个弹性对称面。 这种交替正交层系可以用等代均质材料的理论来分析，以研 究加筋土在工作荷载作用下性状。 为计算加筋体中的应力分布， 需要确定“等代于”土与加筋层系统的均质正交材料的性质， 有关荷载条件和所给结构的几何条件。如果要确定等代材料中 一点的应力，则可用正交层理论求得土与加筋中同一点的应力。 将未加筋土体中的临界应力区与加筋数量不同、加筋方向不同、 加筋材料布臵不同的加筋体中的临界应力区进行比较，获得加 筋土的最佳设计。