加筋土擋土墻的應(yīng)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(gòu)物。本文通過了解加筋土擋土墻的形式、構(gòu)造、特點(diǎn)和工作原理，能夠準(zhǔn)確地布置和使用加筋土擋土墻。

關(guān)鍵詞 加筋土擋土墻 墻面 拉筋填料 摩擦力 強(qiáng)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(gè)整體的復(fù)合結(jié)構(gòu)，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(jiǎn)便，外形美觀，占地少，對(duì)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(jì)，適用于路肩墻和路堤墻。

一、構(gòu)造

加筋土擋土墻的構(gòu)造可分為墻身、基礎(chǔ)、填料、排水和接縫等幾個(gè)方面。

1.墻身。加筋土擋土墻的墻面可用金屬板構(gòu)件或混凝土預(yù)制板拼裝，金屬面板質(zhì)輕、富有韌性、抗拉強(qiáng)度大，適于運(yùn)輸困難或只有輕型吊裝設(shè)備的場(chǎng)合；構(gòu)件一般長(zhǎng)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(zhǎng)，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(jì)算確定，但其最小長(zhǎng)度為3 m并滿足0.4倍加筋體高度的要求。前面構(gòu)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?、焊接、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(shí)現(xiàn)柔性聯(lián)結(jié)一體化。

2.基礎(chǔ)。加筋土擋土墻基礎(chǔ)，應(yīng)視地形、地質(zhì)條件，埋設(shè)足夠的深度，以保證擋土墻的穩(wěn)定性。對(duì)于土質(zhì)地基，基地埋設(shè)深度一般應(yīng)在天然地面以下不小于0.5 m；受水流沖刷時(shí)，應(yīng)在沖刷線以下不小于1 m；有凍害時(shí)，應(yīng)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(duì)于巖石地基，應(yīng)消除表面風(fēng)化層；當(dāng)風(fēng)化層較厚而難于全部清除時(shí)，可根據(jù)巖石的風(fēng)化程度及其相應(yīng)的容許承載力將基地埋設(shè)在風(fēng)化層中。當(dāng)墻趾前地面橫坡較大時(shí)，基礎(chǔ)除嵌入巖層一定深度外，還應(yīng)留出足夠的襟邊寬度，以防止墻趾前地基剪切破壞。當(dāng)擋土墻位于地址不良地段，地基內(nèi)可能出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí)，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋置在滑動(dòng)面以下（穩(wěn)定巖層中的深度應(yīng)不小于0.5 m，穩(wěn)定土層中的深度應(yīng)不小于2 m），或采取其他措施，防止擋土墻隨滑動(dòng)土體滑動(dòng)。

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(yīng)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(shí)，為防止遭受到嚴(yán)重銹蝕，還應(yīng)限制填料的PH值和電阻率等。對(duì)采用聚丙烯土工帶的填料，不宜含有二價(jià)以上銅、錳、鐵離子及氯化鈣、碳酸鈉、硫化物等化學(xué)物質(zhì)，因它們會(huì)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(shè)計(jì)。因?yàn)榧咏铙w內(nèi)部的填料被水飽和時(shí)，將在水壓力作用下使筋帶所受拉力增加，而且當(dāng)填料中含有細(xì)料土?xí)r還會(huì)降低土與筋帶之間的摩擦力；此外如果水質(zhì)中含有對(duì)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(yīng)設(shè)置必要的排水或防水工程。例如設(shè)置截水（排水）溝、夯實(shí)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(yīng)設(shè)置沉降縫。對(duì)于非巖石地基，宜每隔30 m設(shè)置一道沉降縫；對(duì)于巖石地基，其沉降縫間距可適當(dāng)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(yán)重地區(qū)，宜采用瀝青麻筋或?yàn)r青木板等具有彈性的材料，沿墻內(nèi)、外、頂三邊填塞；當(dāng)墻背為填石且凍害不嚴(yán)重時(shí)，可不嵌填材料，僅設(shè)空縫。

二、布置

在設(shè)置加筋土擋土墻的地段，應(yīng)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(shù)經(jīng)濟(jì)比較，進(jìn)行擋土墻的布置和設(shè)計(jì)。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(shè)施，指定墻后填料等?？v向布置：在墻址縱斷面圖上進(jìn)行，內(nèi)容有：（1）確定擋土墻的起旋點(diǎn)和墻長(zhǎng)，選擇墻與路基或其他結(jié)構(gòu)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(jìn)行分段，確定深降縫的位置。（3）確定各段擋土墻的基礎(chǔ)。墻趾處地面有縱坡時(shí)，擋土墻的基底應(yīng)做成不大于5%的縱坡；而地基為巖石時(shí)，為減少開挖量，也可在縱向做成臺(tái)階，其尺寸隨地形變動(dòng)，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(jī)理比較復(fù)雜，目前尚無完善而統(tǒng)一的設(shè)計(jì)方法，主要介紹比較公認(rèn)的加筋土工作原理和常用的設(shè)計(jì)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(fù)合材料。試驗(yàn)表明，對(duì)干燥的砂土試樣施加豎向壓力，試樣會(huì)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(gè)側(cè)向壓力。當(dāng)豎向壓力增加時(shí)，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(qiáng)度相應(yīng)獲得提高。

為使側(cè)向約束力較大，一方面要設(shè)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(yīng)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(qiáng)度。拉筋一般應(yīng)水平布設(shè)并垂直于墻面。拉筋在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)必須有足夠的長(zhǎng)度，以防止拉筋被拔出。

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