加筋土挡土墙设计与施工技术

为了防止面板后细粒土从面板缝隙之间流失,同时一也为了有利于墙面板的整体稳定,在面板周边设计成突缘错台的企口,使面板之间相互嵌接。当采用插销钢筋联接装置时一,插销钢筋的直径示能小于lOmm。面板上的拉筋结点,可采用预埋钢拉环、钢板锚头、或预留穿筋孔等型式,钢拉环采用直径不小于10mm的Ⅰ级钢筋,钢板锚头采用厚度不小于3mm的钢板,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。 四、拉筋设计

1) 钢筋混凝于拉筋的设计

钢筋混凝土拉筋目前越来越广泛应用于工程,下面先介绍这种拉筋的设计。 1.钢筋混凝土拉筋的构造及尺寸

钢筋混凝土拉筋截面可设计为矩形,长度由挡土墙的稳定性验算确定,较长的应分节预制。拉筋混凝土的强度等级示宜低于C20,钢筋直径示得小于8mm。 拉筋间距的选择通常与面板的尺、」一相互配合,一般根据挡土墙墙背上作用的土压力大小、拉筋的强度、拉筋上承受的有效摩擦阻力来分配拉筋平衡时所需的密度。通常用下式来确定拉筋的间趾

式中:Ti - 作用在单根拉筋上的拉力; Sx - 拉筋的水平间距; Sy - 拉筋的垂直间距; Ki - 土压力系数; σ

vi

- 拉筋所在位置处的垂直应力。

拉筋平面形状大多为矩形,也可将拉筋的平面形状设计为楔形,即等腰梯形,顶短边在前,底长边在后。楔形拉筋在填土中,当面板将土侧向拉力传给拉筋后,使两侧土地体受到楔形拉筋侧壁的挤压,产生被动抗力,从而加强筋土间的相互作用,增加筋土间的摩擦效应,提高拉筋的抗拔能力。经室内和现场试验分析,通常可以提高抗拔力10%-40%其提高的大小主要取决于楔形的两个边的斜率,而可用斜率的大小取决于单根拉筋的拉筋节的长度。因为单根拉筋节过短,势必增加拼接的节数,同时一加大连接的焊接和防腐土作量,影响施土进度;如果单根

拉筋节过长,则示利于搬运、联结而日容易断裂。另一方面楔形的斜率示可能过大,因为拉筋的长度越长,在相同斜率的情况下,单根拉筋节两端的厚度的差值将会增大,则较厚的一端需要增加受力钢筋和构造钢筋。钢筋混凝土楔形体拉筋详见图2-8。

图2-8

钢筋混凝土拉筋是铺设在填土内的,由于在填土过程及对填料的碾压过程中,要受到压路机械走行或夯锤的冲击作用,以及在搬运过程中由于填土的沉降,均会使钢筋混凝土拉筋受弯变形,为了防止混凝土受弯后开裂,导致水分进入锈蚀钢筋,所以应在混凝土拉筋内设立防裂钢筋。当拉筋内主筋为单根时一,应在主筋两侧平行主筋各埋设两根防裂筋,并在垂直主筋的方向何隔0.2-0.3m元设置防裂筋与主筋捆扎在一起。当主筋为双根时一,考虑纵向主筋已经分布较均匀,因此,仅在垂直主筋方向上设置防裂筋与主筋捆扎在一起即可。 2.拉筋主筋的确定

根据实测拉筋的受力状态,拉筋上拉力峰值约等于相应面板上所承受的侧向土压力的1.36-1.87倍,所以在《铁路路基支挡结构设计规范》中规定拉筋的设计荷载为安全考虑,采用面板侧向土压力1.5-2.0倍考虑。即拉筋所受的拉力为拉筋所处的墙面板范围内的加筋土的水平土压力与外荷载引起的侧向土压力之和,再乘以大于1的峰值附加系数。拉筋受力可近似地以墙面板中心深度的总侧压应力乘以墙面板的面积来计算。

式中:Ti - 距墙顶高度第i层拉筋的计算拉力(kN) ; σ

hi

,σ

h1i

,σ

h2i

- 拉筋所在面板的总侧土压力、填料产生的侧压力与外

荷载引起的侧土压力(kPa);

K - 拉筋拉力峰值附加系数,可采用1.5-2.0; Sx,Sy - 拉筋之间水平及垂直间距(m)。

钢筋混凝土拉筋主筋截面可根据上述计一算方法所得的计一算拉力进行设计,按下式进行计算:

式中:σ - 拉筋的拉应力(kPa) ; [σ] - 拉筋的容许拉应力(kPa) ; N - 拉筋中主筋的根数;

Tmax - 计算拉筋层的最大拉力(kV);

A - 扣除预留锈蚀量后拉筋中一根主筋的截面积(元z)o 由上式求出主筋的截面积后,则可得出其直径或厚度。 3.拉筋长度的确定

拉筋的长度,一般由无效长和有效长两部分组成。位于破裂区即主动区的拉筋为无效长度Lf,稳定区的拉筋为有效长度La。确定Lf和La实际上是确定拉筋锚固区和非锚固区的分界线。目前,国内外大都采用“0.3H法”来确定此分界面。 拉筋的无效长度根据非锚固区范围即可确定,拉筋的有效长度则需根据锚固区范围内拉筋所产生的摩擦力与该拉筋所承受范围内面板上的侧土压力相平衡的关系来计算得到。拉筋的摩擦系数了示仅与拉筋材料特性和填料性质有关,而日与填土的高度有关,摩擦系数一般应根据现场拉筋的抗拔试验确定。拉筋上下表面与填土产生摩擦抗拔力(考虑筋条例边的摩擦力),设在埋深hi作用在筋条上总的竖向土压力为σ

vi

,那么筋条上总摩擦力Sf,可按下式计算:

式中:Sf - 拉筋上总的摩擦力(k面> ; σ

vi

- 筋条上总的竖向土压力(kPa) ;

Ki - 填土的侧压力系数; a - 拉筋的宽度(元); b - 拉筋的厚度(元);

La - 拉筋的有效锚固长度(元);

f - 拉筋与填料间的摩擦系数,应根据现场抗拔试验确定,如果没有试验

数据,可采用0.3-0.4。

在上式中若不计筋条厚度b,则拉筋的有效长度La为:

拉筋的无效长度Lf为:

拉筋的设计计算长度L为:

由于按拉筋理论设计计算的何层拉筋长度示同,在实际土程操作示方便施土,因而需根据方便、安全的原则对面-算长度进行一些必要的调整。

4.拉筋的连结和防腐

拉筋与面板的连接可采用预埋钢筋的方法,面板内的预埋钢筋通常伸向外侧,并设置纵横向加强筋与预埋连结钢筋捆扎,以保证预埋连结筋在混凝土内有足够的握裹长度以及使混凝土受力均匀,其构造如图2-9所示。

图2-9

单根拉筋节之间的连接就是将单根拉筋节的主筋伸出混凝土板条以外进行搭接,搭接长度根据主筋直径按混凝土设计规范采用双面搭接电弧焊计算。为了防止混凝土因为搬运或碾压过程中断裂,可加入纵横向4mm的防裂筋,其构造如图2-10所示。

图2-10

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