加筋土

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摘要加筋土是由土和筋体组成的复合土体。在填土工程过程中铺设加筋带或土工格栅或土工织物等加筋材料,以增强土体的抗拉、抗剪强度和整体稳定性。 加筋土原理 加筋土的基本原理是借助于拉筋与填土间的摩擦力来提高填土的抗剪强度,从而保证土体平衡。 加筋土体工作时,土和拉筋一起承受外部和内部的荷载...

加筋土

加筋土是由土和筋体组成的复合土体。在填土工程过程中铺设加筋带或土工格栅或土工织物等加筋材料,以增强土体的抗拉、抗剪强度和整体稳定性。

加筋土原理

加筋土的基本原理是借助于拉筋与填土间的摩擦力来提高填土的抗剪强度,从而保证土体平衡。

加筋土体工作时,土和拉筋一起承受外部和内部的荷载,由于土与拉筋之间的摩擦作用,将土中的应力传递给拉筋,而拉筋所产生的拉应力抵抗了土体的水平位移,就好像在土体中增加了一个内聚力,从而改进了土体的力学特性。

因此,土与拉筋间的摩擦作用是加筋土体能否稳定的一个重要因素。土体与拉筋间的摩擦作用是很复杂的,不仅取决于土壤成分、颗粒粒径级配、拉筋种类及其断面形状尺寸,而且与环境状况、结构类型、荷载方式等有关。拉筋必须有足够的长度;为了承受拉力,拉筋又必须有足够的强度。

加筋土材料

①加筋土填料

填料是加筋土工程的主体材料,对填料的一般要求如下。

易压实;能与拉筋产生足够的摩擦力;满足化学和电化学标准;水稳定性好(浸水工程)。有一定级配的砾类土、砂类土,与拉筋之间的摩擦力大,透水性能好应优先选用;碎石土、结土、中低液限黏质土和稳定土也可采用;腐质土、冻结土等影响拉筋和面板使用寿命的应禁止采用。

填料的设计参数包括容重r、计算内摩擦角ψ和摩擦系数f等,应由试验或当地经验数据确定。当无上述条件时,可参照《公路路基施工技术规范》(JTG F10—2016)中相关表选用。

②筋带

拉筋的主要作用是与填料产生摩擦力,并承受结构内部的拉力。因此,拉筋必须具有以下特性;具有较高的强度,受力后变形小;较好的柔性与韧性:表面粗糙,能与填料产生足够的摩擦力;抗腐蚀性和耐久性好;加工、接长和与面板的连接简单。

筋带可以分为钢带、钢筋混凝土带和聚丙烯土工带三种。高速公路和一级公路上的加筋土工程应采用钢带或钢筋混凝土带。

a.扁钢带

扁钢带一般用软钢(3号钢)轧制而成,按其外形又可分为光面带和有肋带两种,断面为扁矩形,宽度不应小于30mm,厚度不应小于3mm。钢带埋在土中容易锈蚀,出此,钢带表面一般应镀锌或采取其他措施进行防锈处理。

b.钢筋混凝土带

钢筋混凝土带的平面为长条形或楔形,断面为扁矩形,宽10~25cm,厚6~10cm。为了施工方便,钢筋混凝土带应分节预制,分节长度一般宜小于300cm。为防止混凝土断裂可在混凝土内布设钢丝网。预制件所用混凝土的强度等级不宜低于C18(即轴心受压应力、主拉应力和弯曲拉应力分别不小于7.0MPa、0.45MPa和0.70MPa),钢筋直径不得小于8mm。预制件的接长与面板连接,可采用焊接或螺栓结合,结点处应做防锈处理。筋带设计拉力由钢筋承担,钢筋截面应考虑锈蚀影响。

c.聚丙烯土工带

聚丙烯土工带的宽度应大于18mm,厚度应大于0.8mm。为提高土工带与填土之间的摩擦力,其表面应压有粗糙花纹。

填料中有尖锐棱角的粗粒料会刺穿或割断土工带。因此,在含有尖锐棱角的粗粒料中不得使用聚丙烯土工带作为拉筋。

③面板

面板的主要作用是防止端部土体从拉筋间挤出。一般遵守以下规定。

a.面板设计应满足坚固、美观、运输方便和易于安装等要求。

b.面板一般采用混凝土预制件,其强度等级不应低于C18,厚度不应小于8cm。

c.面板上的筋带结点,可采用预埋钢拉环、钢板锚头或顶留穿筋孔等形式。钢拉环应采用直径不小于10mm的Ⅰ级钢筋;钢板锚头应采用厚度不小于3mm的钢板。露于混凝土外部的钢拉环、钢板锚头应做防锈处理,聚丙烯土工带与钢拉环的接触面应做隔离处理。

d.面板四周应设企口和相互连接的装置。当采用插销连接装置时,插销直径不应小于10mm。

混凝土面板的外形可选用十字形、槽形、六角形、L形和矩形等。墙顶和角隅处可采用异形面板和角隅面板。

加筋土特点

加筋土工程有以下特点。

①可以做成很高的垂直填土,从而减少占地面积,这对不利于开挖的地区、城市道路以及土地珍贵地区而言,有着很大的经济效益。

②面板、筋带可以在工厂中定形制造、加工,在现场可以用机械分层施工。这种装配式施工方法简便快速,并且节省劳动力和缩短工期。

③加筋土是柔性结构物,能够适应地基较大的变形,因而可用于较软的地基上。同时,由于加筋土结构所特有的柔性能够很好地吸收地震的能量,故其抗震性好。

④造价低廉,据国内部分工程资料统计,加筋土挡土墙的造价一般为钢筋混凝土挡墙的50%,重力式挡土墙的60%~80%。

加筋土年限

加筋材料与土的特性随时间而改变,设计人员需据此规定加筋工程的使用年限。英国BS8006标准为此规定不同工程的使用年限如表所示。

工程类型 年限(年)
工业厂房结构(矿山) 10~50
海洋与公路结构 60
挡土墙 70
公路挡土墙、桥台 120

 

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