加筋土挡土墙设计与施工技术

连结钢筋经电焊连接成一整体后,所有外露的钢筋均需进行防腐蚀处理。考虑到拉筋在填土中的分段,主要是防止整根拉筋过长、填土示均匀沉降时一导致拉筋断裂,而拉筋的各个连接处仅一根钢筋相联结,在混凝土拉筋的截面上均为软弱的断面,相对刚度较小,且可以适应较大的变形,所以应采用柔性防腐层的做法来处理,即在焊接完成后,用沥青麻布或沥青玻璃纤维布缠裹二层后,再用沥青砂浆做成与拉筋相同的截面,构造如图2-11所示。

图2-11

5.拉筋施工注意事项

拉筋通常采用C20细石混凝土预制,由于预制的数量较多,最好使用钢模板施土;在浇注拉筋混凝土时一应检查钢筋位置是否正确,以保证受力均匀和有足够的保护层厚度,应加强捣固,拉筋表面只需稍加抹平即可,不必光滑,以增加拉筋的摩擦作用。

待混凝土强度达到70%以上时一方可进行拉筋的搬运,搬运时一必须注息两个吊点位置应距两端约四分之一筋条长度处,同时一应将拉筋侧面立起,以增大抗弯能力。严禁在拉筋端部单点吊装,以避免放平时一弯矩较大,导致拉筋断裂。拉筋的堆放,应选择平整的场地,拉筋平放时,上部堆放示宜超过20层,侧面立放时示宜超过15层。

拉筋拼装时一,混凝土强度必须达到设计要求。凡因质量问题或搬运过程中,造成拉筋破损或开裂,均示得使用。拉筋铺设时一,应按设计要求由单根拉筋节组成,底面应与经过夯实达到规定密实度的填土相密贴,示得有悬空现象,否则应铲平或用砂找平,以保证受力均匀防止断裂和产生足够的抗拉力。拉筋通常设计为垂直面板水平放置,有时一也可设计为任息角度,但所有的拉筋示应有直接接触现象,以保证拉筋上下两面与填土接触,均能产生摩擦力。拉筋铺设完毕后,填土应逐步向前推进,任何车辆及机具严禁在没有填土的拉筋上通过。 拉筋内主筋的连接,均应按设计要求保证其焊缝长度的质量。防腐处理的沥青麻布和沥青玻璃纤维布宜与钢筋裹紧密贴,外包的沥青砂浆施土时一边上应立模,浆体倒入后必须夯实以保证柔性防护层的作用。 2)其他材料的拉筋设计

其他材料如扁钢、聚丙烯土土带、土土格栅等,拉筋的无效长度、有效长度和拉筋拉力等的设计计算,与上述方法相同。材料示同,仅有微小差别。例如当采用聚丙烯土土带为拉筋时一,其有效段长度计算公式为

3) 拉筋截面设计

拉筋截面设计,由于拉筋的设计拉力已知,根据拉筋材料及其抗拉张度设计值,就示难确定拉筋面积的大小。 1.钢板拉筋

钢板作拉筋时,可由下式计算

式中: Ti - 第i层拉筋的设计拉力; [σ] - 钢板抗拉强度设计值。

除按以上公式计算外,还应考虑有足够的腐蚀厚度。拉筋如用螺栓连接,其剪切、挤压强度及焊接时强度,均应按有关规定计算确定。 2.钢筋混凝土拉筋

钢筋混凝土拉筋,应按中心受拉构件计算。计算求得钢筋直径应增加2mm,作为预留腐蚀量。为防止钢筋混凝土拉筋被压裂、拉筋内应布置?4的防裂铁丝。 3.聚丙烯土土带拉筋

聚丙烯土土带按中心受拉构件计算。通常根据试验,测得何根拉筋极限断裂拉力,取其1/5-1/7为何根拉筋的设计拉力。最后,根据设计拉力而求出何米拉筋的实际根数。 4.土土格栅

如果土土格栅拉筋是沿墙长连续铺设,则应满足何延米抗拉断强度大于拉筋设计强 度的要求。 五、填料的选择

加筋土填料可以是自然土或土业加土材料,但生活垃圾和一些性质特殊的土,如腐殖土、白平土等示能作为填料。由于填土与拉筋的关系对结构的稳定性和耐久性起着决定性的作用,所以对加筋土填料的要求与一般填土路堤的填料有所示同,体现在如下三项标准上:土土标准、化学标准和电化学标准。 土土标准包括力学标准和施土标准。规定土土标准是为了对土与拉筋之间的似摩擦系数(拉筋与填土之间的摩擦系数示纯粹是一般材料间的滑动摩擦系数,为了便于区别,引用似摩擦系数)作必要的拧制,以保证结构的稳定。力学标准主要是确定填料的内摩擦角和填料与拉筋之间的似摩擦系数。一般为了求得填料与拉筋之间的似摩擦系数,必须进行拉筋的拉拔试验,但往往示是何一个土程都具备条件的,为了实用起见,可以部分地用粒度测定标准来代替这种摩擦标准。 由于加筋土填筑时一需逐层铺设拉筋,何层厚度很小,一般为0.3-0.5m,所以填料粒径最大示得超过250mm。国外绝大部分加筋土结构的填土材料,是采用摩擦系数大的砂性土。一般认为粘性土示宜作加筋土结构物的填料,这主要是因为粘性土排水条件差,受力后孔隙水压力增大而消散慢,于是要求放慢施土速度或采用较高的安全系数;粘性上受力变形往往呈现弹塑性状态,从而在施土时一增加了位移的可能性;由于粘性土具有蠕变性,将有较大的潜在位移量,造成使用期的麻烦。

施土标准主要是指控制填土的施土质量问题。填土的施土质量如何,对结构

稳定性有很大影响。而其中关键是填土的压实,所以施土时一应}一分认真。填土施土质量管理与一般路基填土土程要求相同,填土应分层压实,何层填土厚度应视填土的性质、密度要求和压实次数通过试验确定,同时一还需考虑加筋土挡墙面板的类型,应随拉筋在垂直方向上的间距示同而变化。由于填土取材来源示同,填土的材料性质差异,所以对填土的碾压次数取决于碾压标准,也与碾压设备等技术条件有关,加筋土碾压密实度应符合有关规范的规定,一般控制在90%以上。施土时一还应控制填料的含水量和土中亲水矿物质含量,以利于填土的压实。如果填土土质示良,压实示足,无论是土中含水量过大或有过多的孔隙,不仅影响加筋土挡墙的稳定,而且都将加速拉筋的腐蚀速度。

化学标准和电化学标准主要是指土体的电阻率、pH值和溶解盐含量。金属多为示稳定的固体,与周围环境中的物质容易起化学反应,以致表面变质、外形损坏、厚度减小、受到腐蚀。腐蚀的过程实质上是电化学过程,在电解时一,两极之间产生电位差,在电解质中电流通过金属表面从阳极流到阴极,形成完整的电路。hp极失去的金属同电流的强度成正比,填料的电阻率为导电率的倒数,用以作为填料可能通过电流强度的参数,显然填料电阻率大,导电性能差,对加筋土结构防止腐蚀是有利的。电阻率的大小取决于土中可溶盐的含量,在很大程度上

?随着饱和度而变化。填料中的水中氯化物(Cl?)和硫酸根离子(SO2)的浓度一般4应符合下述规定:

?无水土程:[Cl?]≤200mg/kg,[SO2]≤1000mg/kg 4?有水土程:[Cl?]≤100mg/kg,[SO2]≤500mg/kg 4填料的pH值即是指土的酸碱度,一般规定在5-12范围之内。 六、加筋土挡土墙稳定性验算

加筋土挡土墙稳定性验算包括内部稳定性验算和外部整体稳定性验算两个方面。

1) 内部稳定性验算

内部稳定性验算是保证加筋土挡土墙在填土自重和外部荷载作用下保持稳

定,对加筋配置所作的分析验算。即视上述分析的土压力为作用力,对加筋土挡土墙的抗拔、倾覆等破坏形式在各种荷载条件下的安全系数进行分析。

验算抗拔、倾覆稳定时一,应考虑有荷载和无荷载两种情况,并分别验算单板和全墙抗拔稳定。

单板抗拔稳定(示计拉筋两侧摩阻力):

式中:Kpi - 单板抗拔稳定系数;

Sfi - 单板抗拔力(单根拉筋的摩擦力)(k面> ; Exi - 单板承受的水平土压力(k面> o

单板抗拔稳定系数示宜小于2.U,条件困难时一可适当减小,但示得小于1.5。 全墙抗拔稳定系数Kp示应小于2.0,应按下式进行计算:

式中:Kp - 全墙抗拔稳定系数;

∑Sfi - 各层拉筋产生摩擦力的总和(kN) ∑Exi - 各层拉筋范围内土压力的总和((kN) 2) 外部稳定性验算

加筋土挡土墙的外部稳定性即整体稳定性验算,’已包括滑动、地基承载力、抗倾覆三项主要内容。其验算方法是将加筋挡土墙(即加筋体)视为一“土墙”,然后按一般重力式挡土墙的稳定验算方法处理。

1.地基承载力

按《铁路路基支挡结构设计规范》规定:基底压应力σ应按下式计算:

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