第五章 加筋挡土墙

加筋土的特点




(1)组成加筋土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。
工程实例之三
辽宁海城外环路工程采用（钢塑复合拉筋带）加筋土挡墙，减少了
土地占用，美化了城市环境。
工程实例之四
采用加筋土挡墙修建的嘉陵江防洪大堤（H=19ｍ）不仅起到了防 洪的作用，减少了土地的占用面积和河道的压缩。
工程实例之五
利用现场弃方，采用加筋土挡墙，可以实现了工 点的挖填平衡，降低工程造价，缩短工期。
2、土工格栅在岸坡防护中的应用

a、江河湖海岸坡防护。 b、岸坡防冲植被。


加筋挡土墙
加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙 面板三部分组成，其基本结构如图5—1所示。

加筋土挡墙的结构
由面板，拉筋和填土三部分组成
鍍鋅鋼條
土工格栅加筋挡土墙
土工格栅 面 板 A A 砌块 B
在美国联邦公路局的倡导下，New York, Colorado等洲的公路部 门于二十世纪80年代修建了包裹式加筋挡土墙 ，将Tensar塑料拉 伸土工格栅引入加筋土，原材料为聚乙烯 （PE）
从1986年，土工合成材料加筋土在美国迅速普及，用于加筋挡土 墙、加筋陡坡、软基上加筋路堤
土工合成材料加筋土——历史
High permeable, non-biodegradable soil filtering fabrics and helps to maintain the soil stability for roadway, buildings and airport runways.
Embankment / erosion control
我国从80年代初开始将土工合成材料应用于加筋土工程，起初主 要采用无纺针刺土工织物和塑料排水带，如京津塘高速公路 由于我国重应用，轻 现场观测、模型试验和理论研究， 二十世纪90年代中期开始 ，国产的土工合成材料种类迅速增多， 同时应用领域比较单一，导致目前我国 相继出现了单向和双向塑料拉伸土工格栅、涤纶纤维经编土工格 土工合成材料加筋土技术 栅、玻璃纤维经编土工格栅和土工网等，在材料种类增多的同时， 水平与国外差距 产品也逐渐系列化，加上国家加大基础设施的投资，土工合成材 逐渐拉大。 料加筋土工程有了大发展，取得了可喜的成果，但主要用于铁路、 公路的软基处理，土工合成材料加筋土挡土墙、加筋土桥台、加
土工合成材料加筋土——机理
1）加筋的效果 与加筋材料的层数或间距、布置、强度和刚度、筋土界面的摩 擦特性等因素有关 2）破坏模式 ① 筋土相对滑动 ② 加筋拉断
一、摩擦加筋理论
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 保持稳定。 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*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，拉筋与土体之间的摩擦阻力 即为2Nf*bdl，如果 2Nf“bdl>dT
b、玻璃纤维土工格栅
特点：该产品具有纵横向抗拉 强度高、延伸率低、耐高温、 抗碱性能优等特性。 工程应用：应用于沥青路面、 沥青混凝土路面、水泥路面。 施工方便、造价低，可以防止 道路反射裂纹的产生，延长道 路使用寿命。亦可作为山坡、 水库、港湾码头、水渠、江堤 的护坡、护底的增强基材，是 土木工程的理想材料。
覆盖岩石边坡的土工格栅加筋土挡墙
土工格栅加筋土护坡墙
土工格栅加筋土挡墙
局部混凝土挡土墙
工程实例之一
四川绵广高速1J合同段双面加筋土挡墙采用钢塑复合拉筋带。 工程造价比原设计方案节约35％。
工程实例之二
贵州水柏铁路柏果站使用土工格栅加筋桥台
减小了填土对桥台面板的水平推力，防止因面板破坏或者位移，影响桥 梁的稳定 · 能够有效防止由于填料的不均匀沉降引起桥面结构的变形

二、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。在 这种情况下，拉筋与填土的共同作用，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，这可从 三轴试验中得到验证。 加筋土的基本应力状态如图5-4所示，在没有 拉筋的土体中，在竖向应力的作用下。土体产 生竖向压缩和侧向膨胀变形。随着竖向应力的 加大，压缩变形和膨胀变形也随之加大，直到 破坏。如果在土体中设置水平方向的拉筋，则 在同样的竖向应力作用下，其侧向变形大大减 小甚至消失，
面 板
装配式面板
L形预制面板
砌块组合式面板
土工格栅加筋建成5～6.5m高 的加筋挡土墙
加筋土挡土墙
加筋土挡墙
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加筋土式挡土墙
特点及适用范围
由面板，拉筋和填土三部分组成，借助于拉筋和填土间的摩擦作 用，把土的侧压力传给拉筋，从而稳定土体。既是柔性结构，可 承受地基较大的变形； 可承受荷载的冲击、振动作用。 施工简便，外形美观、占地面积少，而且对地基的适应性强。 适用于缺乏石料的地区和大型填方工程。
工程实例之六
云南楚雄――大理高速公路特高（H＝43.75ｍ）双面加筋 土挡墙（采用钢塑复合拉筋带修筑） ，其科技成果通过了 交通部鉴定。为我国高原山区修建加筋土挡墙积累了成功 经验。
工程实例之七
建於香港青衣西北，牆身高達四十米的加筋填土結構
工程实例之八
青藏铁路采用加筋土挡墙
在挡土墙中使用扇形石块和土工格栅代替传统的刚性挡土墙系统，可具备下 列优点： ·可使用现场的质差填土。 ·与其它刚性土墙比，成本大大降低。 ·施工简单快捷：只需普通设备和一般工人。 ·墙的外形与整个设计概念一致。 ·挡土墙结构能承受地基沉降，并适应新条件。

三、土工格栅在岩土工程中应用

1、软土地基和路基中的应用 2、边坡防护中的应用
1、土工格栅软土地基和路基中的应用

a、软土地基加固 b、路堤边坡加筋

c、加筋土挡墙
a、软土地基加固

土工格栅具有较强的抗拉强 度及较好的延性，它和砂垫 层共同作用时能将应力均匀 地扩散到较大的面积上．


a.拉伸土工格栅
b.玻纤类土工格栅 c.其它
a、单向拉伸聚丙烯土工格栅


特点：1、抗拉强度高2、耐蠕变 性能好3、与砂石的磨擦系数大4、 化学性质稳定 用途：土木工程加固、加筋增强， 用于隔离不同的材料。 工程应用：主要应用于软土地基堤 坝、挡土墙和桥台，滑坡修补、高 速公路路基（路面）、港口、码头 机场等软基加筋工程。




加筋土挡墙可用于增强路基边坡稳定性；用于城市立交桥台 （减小占地面积）和地基软弱、石料缺乏地区等。 墙面系统可以采用砼面板、石块、石笼或以土工格栅回包后形 成的柔性结构。 当土体中加入拉筋（如土工格栅等）经夯实后，拉筋与土体的 相互作用（格栅表面与土的摩擦作用；格栅孔眼对土的咬合锁 定作用） 。这些作用是格栅具有了抵抗拉拔能力，并提高了软 弱地基的承载力，阻抗土体破裂面的形成。 目前由于工程征地费用高，可利用的填土资源越来越少，加上 现有路网改造的迫切需要，工程往往修建在陡峭的边坡上，并 尽可能地利用就近的填料或弃方。采用加筋的陡坡路堤，有效 地解决了这些实际问题。


作用机理
沿主动破裂面BC将墙体分为 主动区和稳定区，下滑土棱 体ABC自重产生的水平推力 对每一层拉筋形成拉力T，欲 将拉筋从土中拔出，而稳定 区土体与筋带的摩擦阻力阻 止拉筋被拔出。 如果每一层拉筋与土体的摩 擦阻力均能抵抗相应的土推 力，则整个墙体就不会出现 BC滑动面，加筋土体的内部 稳定就有保证。
第五章 加筋土挡土墙
第一章 概述 第二节 加筋土的基本原理 第三节 加筋体材料与结构设计
第一节 概

述
加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一 种支挡结构物。 加筋土是一种在土中加入拉筋的复合土， 它利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土 体的变形条件和提高土体的工程性能，从 而达到稳定土体的目的。
补充内容
c、加筋土挡墙
它可以代替混凝土重力 式挡墙。其最大优点是

对地基的要求比重力式 挡墙要低，抗震性较好。
b、土工格栅三维植被土工网作岸坡防护
植被网是一种类似于丝瓜瓤 状的植草土工网垫，以加入 土工格栅制成。 植被护坡设计主要包括： 判别采用植被的必要性； 确定铺设范围； 草种选择




Drainage for subsurface drains
筋陡坡等才刚刚兴起
一、土工格栅原理

将高分子聚合物挤出，经强烈拉伸，形成 高强度抗拉力的均匀条带，将条带纵横编织和 夹合，以高频超声波焊接成网状，埋于土体， 亦即给土体加筋，从而形成为复合土，改变土 体的力学性能，有效克服地基不均匀沉降、土 体深层滑动、侧向位移、坍塌、保持土体的稳 定性。
二、土工格栅种类的比较和来自百度文库择


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，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。
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。 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。

防止滑动圆弧通过路堤和地 基土
网孔与上下层土体的咬合作 用，形成一个较高强度的抗 剪切层，从而增加土体的抗
剪强度，
b、路堤边坡加筋

路堤如果将边坡做陡， 不仅能减少填土方量， 还可节约用地，是一举 两得的好事。如果地基 的承载力较高，堤坝不 致因坡度过陡而破坏， 这时采用土工织物加筋 陡坡即可达到此目的。
隔离
Railroad stabilization Geotextile reduce maintenance and extend the rack’s service life. They also prevent the loss of costly ballast, reduce rail deformation and increase the ballast’s load carrying capacity.
土工合成材料加筋土的应用及研究
加筋土的发展历史
建于 2000 多年前的中国长城，在许多地方用柳枝作粘土和砾石的“加筋材”。
加筋土的发展历史
陕西半坡村的仰韶遗址，很多简单房屋的墙壁和屋顶利用草泥修筑而成
土工合成材料加筋土——历史
二十世纪70年代后期，美国等国家采用土工网或土工织物作为加 筋材料，进行了包裹式加筋挡土墙的试验研究，Michell和 Villet首先试验包裹式加筋挡土墙 美国林业部分别在Siskiyou (1974年)和奥林匹克国家公园(1975 年)修建了包裹式加筋挡土墙