加筋土擋墻在某邊坡支護中的應用

xxx大學畢業(yè)設計(論文)PAGE1-第一章緒論第一節(jié)加筋土技術介紹加筋土是繼鋼筋混凝土和預應力混凝土之后的一種新型建筑材料。實踐證明，采用加筋土技術做支擋結構物具有省工、省料、施工方便、快速等優(yōu)點。加筋土技術起源于法國，由法國工程師亨利·維達爾(H．Vidal)于1957年開始對加筋土進行從理論到施工的研究。1960年亨利·達維爾用三軸試驗證明：在砂土中加入少量纖維后，土體的抗剪強度可以提高4倍多。1964～1965年在法國的比利牛斯山區(qū)的普拉聶爾建成世界上第一座加筋土擋墻，此項技術于1966年獲得法國專利。1968～1969年在法意國際高速公路上修建第一批加筋土工程，從而震動整個歐亞大陸并引起了歐洲各國研究加筋土的熱潮，相繼修建了大批加筋土工程。日本對外國的新技術一向敏感，于1967年便將此項技術引進，并在日本國營鐵路進行了原型試驗，后又進行了該結構對地震的適應性試驗。美國起步較晚，但發(fā)展較快，1969年引進加筋土技術后，于1970年建造了第一座加筋土工程，1974年批準此項技術可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的施工方法，1978年4月美國土木工程師學會在匹茲堡市舉行了“加筋土摩擦系數(shù)研究會”，宣讀了大量論文。隨后加拿大、澳大利亞等許多國家也都先后引進并推廣了這項新技術。目前加筋土技術仍在繼續(xù)研究，并向縱深方面發(fā)展。為交流加筋土技術經驗，國際上曾多次召開專題學術講座討論會，1977年在法國巴黎舉行了“國際加筋土會議”，1978年在澳大利亞悉尼市召開“土壤加筋與穩(wěn)定技術討論會”，1979年又在巴黎召開了“加筋土技術國際研討會”，與會各國工程技術人員宣讀了大量論文，會上將各種金屬筋條和各種合成材料的筋條所組成的土體通稱為加筋土。從此，加筋土研究與應用又進入新的階段，世界各國實際建造的加筋土工程可以分為：山區(qū)、林區(qū)公路擋墻；城市道路擋墻；住宅建設擋墻；橋臺：主要用于公路的跨河橋、公路跨橋、公路與鐵路跨線橋；鐵道工程；水工建筑，如碼頭、河岸和海岸的護防工程，小型土壩等；工業(yè)建筑，如倉庫、貨場、廠房的擋墻及有振動的機械基臺上的通道擋墻，這是由于加筋土結構具有良好的抗震性能，所以對這類工程很適用。加筋土還可用于軍事防護工程和設施。據(jù)各國數(shù)據(jù)統(tǒng)計，加筋土實際使用比例為公路工程占81%，房屋建筑占4.5%，鐵道工程占2.5%，工業(yè)建筑占12%。七十年代初我國就已開始了加筋土技術的研究，我國修建了第一座加筋土結構物是1979年煤炭系統(tǒng)在云南修建的一座高2m的儲煤倉下?lián)跬翂?。?980年到1989年1O年問，我國修建311座加筋土工程，其中陜西省最多，占總數(shù)的23%以上，其次是山西和云南。我國除西藏和海南省外，全國其它省、市、自治區(qū)均修建了加筋土工程。從行業(yè)上看，交通系統(tǒng)修建最多，占85%以上，其次是鐵道、煤炭、林業(yè)、輕工等部門。加筋土技術的應用取得了顯著的技術經濟效益。最近怠年援來輝加裂筋殿土烘技吉術組廣驚泛崗應裙用落于割土托木償工醋程進，增其謝優(yōu)怒越掙性赤愈渴來馳愈物明請顯袍，爺其唉特刊點蘭概紐括拖如本下母：喪(遷一驅)猛加反筋愈土抓最劃大役的粱特什點裙是改可紫以驢做回成秀很橡高眨的祥垂遼直沈墻受，飼如堪日澇本胡使負用任金欲屬呼拉籃筋再和敲面異板來做提成杯的政擋讀墻旨高聲度壺為遇1家8化m顛。堤國疏內甲目網(wǎng)前古已店建閃成顏的染加享筋占土正擋貼墻姻，兔其嶺高裙度聾在雪3愁.島5給—優(yōu)1杠2泡m開之碗間揭，歸但腔由董于豎地港基成強個度艷、養(yǎng)填栽土辦沉絹降己以巡及彈抵盲抗露地漸震厘等洞方翠面陸問卷題撿，再擋暖墻司高董度波就峰有停一過定厲的母限旬制窮。掌目占前稍世鞋界失上莖最被高曠加飯筋曾土隆擋念墻喪已起達滋4臣2剛m寨。鼠我吼國矛在埋高誤大部加四筋犯土煌擋許墻篩的杯設胖計攪和夏施匆工額方滋面暗進秘行顯了普探姻索瘡并吃取繡得哀成收功跳。綱陜喇西染省耐公惡路腹部綠門周修綢建摘了培一耕座絡高伙3抖5斑.居5脈m飯的框加壩筋錯土皺公襪路債擋帝墻董，弓這逃是杯迄要今抬為浙止悅世雙界性上恥用蛋混刃凝氏土旨面紡板騙、臨塑覺料桿拉爆筋鈴、趕黃木土哈作軌填強料登建染成供最扶高皮的志一曉座寨加熔筋虛土秧工采程花。您(燒二穩(wěn))泛由朋于串加足筋死土智結貝構喪可燈以妄做堅成甜垂悼直符的漠，毅因吧此嘩可推以沫減精少蒼占黃地涉面嬌積救，圈還不可籃在卸不摟允盞許糖開界挖效的蘇地羨區(qū)吳實斗施梳修占建鞋工蒼程叼，中這錢在艷通踢過王城欄市查郊歉區(qū)泛的胳道炕路管建倚筑歸和缸土農地敘珍奶貴沈的性地余區(qū)飲有拖著環(huán)巨弱大愿的限經累濟衫意薯義岡。屬(讀三捎)飽面斧板階的凱形戶式腫可亂以艷根晶據(jù)嶺需拌要燈，逼并勤按窄結鍵構眨受謹力峽的閑特揀點躺而逮進勺行寨美際化炊設驅計結。灘使翼之癥圖阿案礎清招晰希，脫造蠟型蘋美楚觀翼，捆以廣適劇合亡于三城享市爸道鳳路碎的里支攀擋響工潛程仿。惹(腎四聚)胸面?zhèn)€板誤、駁拉深筋按、擁連揚接梢件蜂等酷構撿件壓，滾全離部倚可深以趕實侄現(xiàn)稅大換批足量子工六廠瓣化寫生愛產紙。式既黑能戰(zhàn)保峰證屬構巷件降質迫量略，告還勿可模以寸降隊低仔原凝材淋料忍消臥耗才。劍(僑五撲)狠因庸為勿加錦筋儀土島具攤有齒柔但性陷結柳構上特建點嚷，膠所刃以首對渣各撒種減地艇基蒼都瞎有米較拿好歇的導適扁應險性涌，林因仙而史對頓基寧底狂的柄承幅載妥力福要西求剖比編其模它芬支伴擋慈建類筑討物左要辨求拳低柴，柱當窄遇借到巾可敘壓教縮忠土次的繁地翻基記時翅，接也鄰不擔需養(yǎng)要商做仙大膽型蟻基憲礎許，咬即屢可篇建萌成紋加楊筋僑土洗結祖構越物鍬。緒(撤六攻)蛇加欺筋挎土捏結滴構世的境施瘋工化過巧程殿就粗是嫁拼觸裝來、泳填暖土攏、蜘碾煙壓盟過診程觸，沫它叢既造適鉆于浸機青械柳施剃工脊，鏟也寶適乖于凈人被力世施侮工馳，施由垮于明構謊件籠較墳輕夸，漸因椅而弊施據(jù)工戲設凈備宵簡狼單舊，各更讓重涼要掛的迎是貫可鎮(zhèn)以盲在御狹健窄黎的僅環(huán)座境無條茂件給下瘡施頂工紛。餡(顛七膽)趴工優(yōu)期私快導。妄這棄是睡加珠筋辦土禁結紛構耳的美突達出芒性圓優(yōu)蘆點懇。柳(漆八隔)堵抗潮地依震趣。醬由值于株加狡筋起土貓結猾構抖物誰所督特今有勉的柏柔員性勺能剃夠乒很猜好警地港吸垮收百地領震聰?shù)睦ツ軆€量棒，蟲故慕具驚有堂剛窩性奏結作構灰物昂無掃法停與兇之茫比陡擬染的式耐爺震疊性嘗能淘。歐正唉因摸為緊加受筋剩土稅具壽有友這默種蛇良材好借的羊性貨能彈，廚所片以霉在燃地紅震較頻稱繁采的謎國奶家黑，閱比粉如仰在虛日涌本速，臺得艘到帝快劇速恢的淹的量推房廣砍。灑(辱九觀)喇耐士寒針性含。駝在位嚴蚊寒漁地林區(qū)殊建龜筑攏物急的死凍曠害琴是嫂個負大帶難當題小，鄰但糟加播筋帳土免結討構共物排能妹適生應京嚴壞寒授。眉加套拿駁大月1藝9標7種1連年訊以販來謙在貌嚴勻寒拖地菊區(qū)由修港建量了穩(wěn)4喉0鼠多轉座顧加耕筋攏土柱工償程甩至藏今括使囑用圣良呀好艷。斑(碗十楚)房造紡價魂低宗廉慶。階加轉筋要土唉擋孔墻沸因筒其廁墻覽面拾直挨立際，畜可演以巨節(jié)棄約般用頁地都，熄少涌占凍農方田折；期而培且逼材揭料手節(jié)梨省滴，害施趙工顧速騰度藏快姜，紙用孫工旨少相，叮這芝些道獨創(chuàng)特蔬的輝優(yōu)眉越癥性濫，協(xié)體吧現(xiàn)獨出鵲加援筋代土莖工霜程蔑造亂價橋低免廉孤，監(jiān)經飯濟惜效帳益玻顯矩著誰。閉據(jù)屠國肺內叼部量分艱工制程朋的買數(shù)菌據(jù)蜜統(tǒng)侍計化，厚一紡般址為沿普梅通屯擋爸土涂墻距造去價真的體4崗0狡％重～搶6偵0站%痕，蠟并球且?guī)X擋括墻耍越酸高姥時賠節(jié)眨省穗投營資戴也慌越褲多養(yǎng)。熔有斥數(shù)種據(jù)執(zhí)表新明肌湖怕北頃一祖座好加魂筋丈土軟工李程割造僑價塑節(jié)通省敬7址1素.閘5沫%躍。車現(xiàn)突我做國醉有均1悶0聯(lián)多告所都高欠等狠院滴校辯，孫2愁0監(jiān)多提個謎科悶研彼設柱計畏施辦工懲單三位閣結廣合恰中判國障實溫情博投憑入巡了稼較蠢多搬的鑰經弓費效和磨人毒員販并唯做蟲了稀量督試頌驗制、遇研敬究李和友探簡索昆，鞭積室累捆了政豐求富蠅的禍經菜驗漏?？冊谖虼藨只鸬A魯上吧交店通誘部糟首紐先徹主答持皆制暈訂飼了政《隆公精路啟加鏡筋粥土顧工妹程揚設心計惠規(guī)吩范吹》內和丈《醋公呆路別加湖筋紋土恰工帳程脂施耕工宴技摟術艙規(guī)痛范棟》及。怖這葛標悲志脾著貴我殲國跳公露路騾加裁筋左土陽工才程雖的服設境計兆和旬施堡工喜從言實芬踐圍到飽理折論酷漸嚷趨稅成證熟愿，倘進袍一徐步朽提濃高名我仿國誕公戒路番加盤筋姿土螞技歸術眼的敢水肌平拿，貨并暴對營今里后重推叮廣劃應蔬用醋加題筋縣土掠技勸術曬起疤到刷巨瑞大葬的震作名用寫。曬第膨二微節(jié)濤攔程加妻筋筆土痛擋怨墻睡的刻研作究獨進嶼展替一皮、每理偷論但研昆究悠國熊內醬外判學獅者拉通磨過墳大舍量澤的醬研缺究狠工睛作砌，獅對禾土歷工為加冬筋第原腎理炊、沈加紀筋軌土吐破法壞動模訓式撒、虧加卸筋打土載內輕部仰穩(wěn)紙定精分忘析住、父加惡筋槽土救的叫強螞度貓?zhí)赜|性克分豪析堪、蘋加叮筋佳土沈本泳構戶模頓型拼研鐵究盯等徹加篇筋羅土夏的夢基鞭本蚊理昌論粗都豐有晴了肺較產為禾深站入策的奇認喝識格。宿對兼有膚關本加紗筋原土羊擋心墻雜中臘拉慎筋英拉貓力調分括布百、扭填斑土幣的毀應擊力咬分恨布筆和才計平算蜘、近拉姓筋要有極效鎮(zhèn)區(qū)鼻和莊無言效教區(qū)放的污劃亞分皺、晉總心抗叼拔數(shù)力國的專確零定納都掙得亭出閃了分一阻些夠理維論友和范經棍驗私公幫式卻。藍處據(jù)幣挪最買早差應借用曬于絞加和筋鈴土蔽工贏理立論塞是套朗乓肯贈理柔論葬、嘗庫插倫柏土親壓榜力宅理似論蠟。泉按敞照悔朗秘肯疫土舌壓蓄力藝計銜算敵的巾拉都筋冤最躬大歲拉爸力潑發(fā)五生吼在墨墻戚體律底涌部榜。顧庫四倫亡法囑假鏟定款在辦極撫限外破汪壞護時銀，寇作鄉(xiāng)用慢于旱墻予土恩的匆主答動腿土網(wǎng)壓概力炭與豬分創(chuàng)布汽在籃墻閘內身的遠拉盒筋劍拉沸力槳互樹相夜平裳衡頌，街拉限筋源的腳拉洗力訓與置填娃土票的才高涉度志成嫁正芳比偽，撥最芳大誘拉沿力罪也事出格現(xiàn)鈔在司墻魯體街的苦底套部妖。攀1朵9膽7悉2按年并澳墊大做利鏈亞管W驅.樸H辱a災r敏r恥i運s租o屑n喜和蝦C戰(zhàn).霜G站e妖r粱r勞a沉r上d圓提向出隆把吉正臣交故各比向已異騰性則材爬料鍬的腰彈議性書理賞論欺用土于概加兵筋辨土盞?？?桑9幼7滿6軟年垃加伴利厭福眾尼刃亞銹大畏學悶M米.房R深o烏m風s攻t繞a夜d隙等朋考齡慮縱到讀加猴筋管土估體皆內壞的聞摩槳擦踐特竹性耗，級把駛加嫩筋摘土壟體偉看敲作頂一涉種差復附合瞞材虎料外，刃提捉出常了迷“扔單頓元旱品拆格若”牢概勵念特，沈認立為臥加欄筋三土栗體軌由博許屢多節(jié)“躬單酸元嘆品砌格挺”脆組訪成涼。踏根刊據(jù)渾大祝量載簡除單激復槳合脹體證的茄應欠力侵一班應港變駐狀倡態(tài)憑和橫單強元似品低格女的微近羞似速應揚力掠一價應藥變微反哲應使，渣可蒜確本定斤整縫個趴加宋筋妖土似體瑞的傳應悄力看一悄應情變罷關吵系釀。英有買人素還冒通篩過存土荷中南直今接謝拉沒伸蛛試否驗巷研覆究舉加傷筋環(huán)土毒正掩切恰模啄量丟E澤，離與卡法則向覽壓包應槳力潮的餐關稼系菠表或達頑式誓。濁1龜9將8慧3險年鮮我肝國篩趙硬炎夾華輝對翻加控筋斗土佛設營計夜提很出伏了上塑策性煤區(qū)跟配辛筋聽法后即獄B斗法莊和氧剪諸脹娘區(qū)某配起筋蒙法饞即勤C饒法融，晚并蹈分凱析游了拼實絞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有著明顯的區(qū)別，錨桿擋土墻的錨桿必須錨固在穩(wěn)定的地層中，其抗拔力來源于錨桿與砂漿、孔壁地層之間的摩阻力；而錨定板擋土墻的拉桿及其端部的錨定板均埋沒在回填土中，其抗拔力來源于錨定板前填土的被動抗力。因此，墻后側向土壓力通過墻面?zhèn)鹘o拉桿，后者則依據(jù)錨定板在填土中的抗拔力抵抗側向土壓力，以維持擋土墻的平衡與穩(wěn)定。在錨定板擋土墻中，一方面填土對墻面產生主動土壓力，填土愈高，主動土壓力愈大；另一方面填土對錨定板的移動產生被動的土抗力，填土愈高，錨定板的抗拔力也愈大。錨定板擋土墻按墻面結構形式可分為柱板式和壁板式兩種，柱板式按肋柱上的拉桿層數(shù)還可分為單層拉桿、雙層位扦和多層拉桿錨定板擋土墻。壁板式擋土墻的墻面扳(壁面板)可采用矩形或十字形板拼裝而成，墻面板直接用拉桿與錨定板連接。錨定板擋土墻的主要特點有構件斷面小、結構質量輕、柔性大、工程量省、圬工數(shù)量少構件可預制，有利于實現(xiàn)結構輕型化和機械化施工。它主要適用于承載力較低的軟弱地基和缺乏石料的地區(qū)，作路肩墻或路堤墻。四、方案總結目前工程中采用的重力式擋土墻與加筋土擋土墻是兩種截然分離的擋土結構，不僅材料不同，而且計算模式也有別。重力式擋土墻擋的填土是荷載，它是產生土壓力的原因。而加筋土擋土墻的填土，當在填土中加筋以后形成了土結構，土成為了擋土墻的一部分，變成了結構，從這個意義上來講，加筋土擋土墻更為優(yōu)越[10][11][15]。本設計主要應用為XX的邊坡支護，按照其實際情況，與其它幾種擋土墻相比，加筋土擋墻有以下顯著的優(yōu)點：(一)它允許完成很高的垂直填土，從而可減少占地面積，這對不利于放坡的地區(qū)，城市道路以及土地珍貴的地區(qū)而言，有著巨大的經濟利益，這個是它最大的特點。下表2.1所示的是平原區(qū)26m寬4車道高速公路，填土高3.5-15m采用直墻式擋土墻與正常路基填土路基，按《公路路基設計規(guī)范》占地比和每公里節(jié)省占地數(shù)量。(二)充分的利用材料的性能，特別是土與拉筋的共同作用，使加筋土擋墻輕型化，與重力式擋墻相比，墻高超過5米時，所用的混凝土體積只相當于重力式得3%--5%，其造價可降低40%--60%，而且越高經濟效益越佳，與其它形式的鋼筋擋土墻相比，造價上的優(yōu)勢更明顯。表2.2對我國1980-1990年間有代表性的11座加筋土擋墻與重力式擋墻的造價進行了比較。這11座工程中，公路6座，碼頭2座，鐵路1座，煤礦1座，護岸1座。從8個省市中選擇出來，高度從5-26.15m，拉筋、填料及面板各異，從中看出，節(jié)省造價十分明顯，并且高度越大，節(jié)省造價越多。表2.126.0米寬正常填土路基與直墻式加筋土擋墻路基占地比較表填土高H(m)正常填土路基每延米地寬A(m)直墻式擋墻每延米占地寬B(m)兩者占地比(A/B)*100%每公里節(jié)省占地(畝)每百公里節(jié)省占地(畝)3.549.338.81.27017.51575.24.050.838.81.30918.0011800.16.056.838.81.46427.0032700.38.062.838.81.61836.0043600.410.069.838.81.79946.5054650.512.076.838.81.97957.0065700.614.083.838.82.16067.5076750.715.087.338.82.2572.7577275.7(三)面板，筋帶可以在工廠中定型加工，構件全部預制，實現(xiàn)了工廠化生產，不但了質量，而且降低了原材料消耗。(四)由于構件教輕，施工簡便，快速，除了需配置壓實機械外，不需要配置其它的機械，施工易于掌握，而且能節(jié)省勞力和縮短工期。表2.2重力式擋墻與加筋土擋墻造價比較表工程名稱墻高(m)重力式墻(元/延米)加筋土墻(元/延米)節(jié)約數(shù)(%)陜西口鎮(zhèn)公路擋墻5-8549.26435.8720.6浙江天臺縣清溪護岸5.2184.56146.0021.0遼寧瓦子窯公路擋墻6.0441.36384.6821.0廣東克雞籠公路擋墻6.0585.00438.7525.0重慶磁器口碼頭9.201453.001008.5030.6陜西富縣公路擋墻9.642681.001594.2040.54山西陵川公路擋墻11.371436.011048.6941.90重慶濱州公路擋墻(兼碼頭)11-227150.004015.0043.8武漢葛店鐵路專用線4.5988.00484.0051.00云南田壩礦區(qū)選煤廠8.31262.00575.0054.4重慶長壽白沙灣碼頭26.1512320.004274.0065.31由于以上的特點，這與XX邊坡支護的各況非常相吻合，而且加筋土擋墻做為一種新型的支擋結構，與其它支擋結構相比，有著不可比擬的經濟效益，節(jié)省占地面積，以及其造型的美觀，尤其適合在城市中應用，故在設計中采用加筋土擋墻技術。第二節(jié)加筋土擋墻的作用機理砂性土在自重或外力作用下易產生嚴重的變形或坍塌。若在土中沿應變方向埋置具有撓性的筋帶材料，則土與筋帶材料產生摩擦，使加筋土猶如具有某種程度的粘聚性，從而改良了土的力學特性。其基本原理存在于筋帶與土之間的相互摩阻聯(lián)結之中，這些基本原理一般可以歸納為兩種予以解釋:一種是把加筋土視為組合材料，即認為加筋土是復合體結構（亦稱錨定式結構），用摩擦原理來解釋與分析；另一種是把加筋土視為均質的各向異性材料，即認為加筋土是復合材料結構，用準粘聚力原理(或莫爾-庫倫理論)來解釋與分析。一、摩擦加筋原理在加筋土結構中，由填土自重和外力產生的土壓力作用于墻面板，通過墻面板上的筋帶連接件將此土壓力傳遞給筋帶，企圖將筋帶從土中拉出。而筋帶材料又被土壓住，于是填土與筋帶之間的摩擦力阻止筋帶被拔出。因此，只要筋帶材料具有足夠的強度，并與土產生足夠的摩阻力，則加筋的土體就可保持穩(wěn)定。筋帶與填土之間的摩擦力是如何發(fā)揮作用的,現(xiàn)從加筋體中取一微分段dl進行分析，如圖2.1所示。圖2.1筋帶與填土間摩擦作用圖示設由土的水平推力在該微分段筋帶中所引起的拉力（假定拉力沿拉助長度呈非均勻分布)，垂直作用的土重和外荷載為法向力，筋帶與土之間的摩擦系數(shù)為，筋帶寬度為，作用于長的筋帶條上下兩面的垂直力為,筋帶與土體之間的摩擦阻力即為，如果則筋帶與土之間就不會產生相互滑動。這時，筋帶與土之間好像直接相連似地發(fā)揮著作用。如果每一層加筋均能滿足上式的要求，則整個加筋土結構的內部抗拔穩(wěn)定性就得到保證。在加筋土結構物中筋帶常成水平狀、相間、成層地鋪設在需要加固的土體中。如果土體密實，筋帶布置的豎向間距較小，上下筋帶間的土體能因為筋帶對土的法向反力和摩擦阻力在土顆粒中傳遞(即由筋帶直接接觸的土顆粒傳遞給沒有直接接觸的原土粒)，而形成與土壓力相平衡的承壓拱，如圖2.2所示。圖2.2填土與筋帶作用圖這時，在上、下筋條之間的土體，除端部的土不穩(wěn)定外，將與筋帶形成一個穩(wěn)定的整體。同理，如左右筋帶的間距不大，左右筋帶間的土體也能在側向力的作用下，通過土拱作用，傳遞給上下筋帶間己形成的土拱。最后也由筋帶對土的摩擦阻力承受側壓力，于是，除端部的土體外，左右筋帶間的土體也將獲得穩(wěn)定。加筋體的成拱條件十分復雜，特別是在筋帶間距較大而填土的顆粒細小，以及土的密實度不足的情況下，這時，在筋帶間土體較難形成穩(wěn)定的土拱，筋帶間的土體將失去約束而出現(xiàn)坍落和側向位移，如圖2.3所示。圖2.3加筋土體破壞時內部簡圖所以，用作支擋結構物時，加筋土結構應在筋帶端部加設墻面板，用以支擋不穩(wěn)定的土體，承受筋帶與土間的摩擦阻力未能克服的剩余土壓力，并通過連接件傳遞給筋帶。摩擦加筋理論由于概念明確、簡單，因此，在高模量(如金屬筋帶)加筋土結構中得到較廣泛的應用。二、準粘聚力原理(莫爾一庫倫理論)加筋土結構可以看作是各向異性的復合材料，通常采用的筋帶，其彈性模量遠大于填土。在這種情況下，筋帶與填土的共同作用，包括填土的抗剪力、填土與筋帶的摩擦阻力及筋帶的抗拉力，使得加筋土的強度明顯提高，這可從三軸試驗中得到驗證。加筋土的基本應力狀態(tài)如圖2.4a所示，在沒有筋帶的土體中，在豎向應力的作用下，土體產生豎向壓縮和側向膨脹變形。隨著豎向應力的加大，壓縮變形和膨脹變形也隨之加大，直到破壞。如果在土體中設置水平方向的筋帶，則在同樣的豎向應力，作用下，其側向變形大大減小甚至消失，如圖2.4b所示。圖2.4a圖2.4b圖2.4加筋前后土體變化形式這是由于水平筋帶與土體之間產生摩擦作用，將引起側向膨脹的拉力傳遞給筋帶，使土體側向變形受到約束。筋帶的約束力相當于在土體側向施加一個側壓力，其關系可用莫爾圓表示，如圖2.5所示。圖2.5筋帶約束力與土體側壓力之間的關系莫爾圓Ⅰ為土體未破壞時的彈性應力狀態(tài)；圓Ⅱ則是未加筋帶的土體極限應力狀態(tài);圓Ⅲ是加筋土體的應力狀態(tài)，土體中加入高彈性模量的筋帶后，筋帶對土體提供了一個約束阻力,即水平應力增量，使得側向壓力減小，亦即在相同的軸向變形條件下，加筋土能承受較大的主應力差。這還可以通過常規(guī)三鈾試驗中的應力變化情況來表示，如圖2.6所示。圖2.6三軸試驗中土應力變化圖圖中圓Ⅳ為無筋土極限狀態(tài)時的莫爾圓;圓Ⅵ為加筋土的莫爾圓，圓Ⅳ的與圓Ⅵ的相等，而能承受的壓力則增加了，圓Ⅴ為加筋土中填土的極限莫爾圓，其最大主應力與圓Ⅵ的相等，而最小主應力卻減少了。上述分析說明，加筋土體的強度有了增加，應有一條新的抗剪強度線來反映這種關系，如圖2.7所示。圖2.7土體加強后的應力變化圖這已被試驗所證實，如圖2.8所示。圖2.8試驗所得加筋土應力變化圖圖中加筋土與未加筋土的強度曲線幾乎完全平行，說明值在加筋前后基本不變，加筋砂的力學性能的改善是由于新的復合土體（即加筋土）具有“粘聚力”的緣故，“粘聚力”不是砂土固有的，而是加筋的結果，所以稱為“準粘聚力”。準粘聚力可根據(jù)莫爾—庫倫定律求得，由上兩圖可知:(2.1)加筋后，土體處于新的極限平衡狀態(tài)，即：(2.2)比較上面兩式，可得:(2.3)因此，由于筋帶作用產生的“準粘聚力”為:(2.4)必須指出，上式是建立在筋帶不出現(xiàn)斷裂和滑動，同時也不考慮筋帶受力作用后產生拉伸變形的條件下得出的。顯然這只能適用于高抗拉強度和高模量的筋帶材料，如鋼筋混凝土帶、鋼帶、鋼片和高強度高模量的加筋塑料帶等。對于低模量、大延伸率的土工材料，因為它不能完全限制土體的側向變形，所以對于這些材料的加筋作用機理，不考慮其變形的影響是不符合實際的。為了考慮筋帶的變形性質，取三軸試驗中的試樣楔體來作進一步的分析如圖2.9所示。圖2-9加筋土脫離體力平衡圖圖中：A為試樣的截面積；(2.5)——為破裂角——土的內摩擦角T——為與破裂面相交的各筋帶層的水平合力s——為筋帶的極限抗拉強度根據(jù)靜力平衡條件：(2.6)而筋帶所能承受的水平合力為：(2.7)式中：Sy——加筋土體中筋帶層垂直間距(m)；Sx——加筋土體中筋帶層水平間距(m)；s——筋帶的極限抗拉強度(kPa)；As——筋帶的截面積(m2)。將上面幾個公式整理，可得(2.8)最后求得的Cp便是由筋帶作用產生的“準粘聚力”。加筋土的似粘聚力是根據(jù)加筋土體處于極限平衡狀態(tài)下導出的，只著眼于加筋土的強度，因此準粘聚力理論適合于高模量的筋材加筋土。只要筋帶沒有斷裂就足以阻止土產生邊界變形，從而提高加筋土的強度。模量低延伸率高的織物加筋，由于變形大，不容易限制土產生邊界變形，因此就不能僅僅采用強度條件來評價，而要考慮其大變形的性質。第三節(jié)加筋土擋墻的構造及其設計加筋土擋土墻是利用加筋土技術修建的一種支擋結構物，加筋土是一種在土中加入筋帶的復合土，它利用筋帶與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程性能，從而達到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的筋帶以及墻面板三部分組成，其基本結構如圖2.10，2.11所示[6][12][13]圖2.10加筋擋土墻斷面簡圖圖2.11加筋擋土墻模型簡圖在道路工程中，常見的加筋土擋土墻形式有下列幾種:1.單面式加筋土擋土墻；2.雙面式加筋土擋土墻，其中又分為分離式、交錯式以及對拉式加筋土擋土墻；3.臺階式加筋土擋土墻；4.無面板加筋墻，即土工布擋土墻。按筋帶的形式可分為條帶式加筋土擋土墻，即筋帶為條帶式，每一層不滿鋪筋帶；墊式土工合成材料加筋擋土墻，即每一層連續(xù)滿鋪土工格網(wǎng)或土工墊筋帶。目前，我國主要采用條帶式有面板的加筋土擋土墻。但加筋擋土墻在8度以上地區(qū)和具有強烈腐蝕環(huán)境中不宜使用，對于浸水條件下應慎重應用。一、加筋體橫斷面加筋體的橫斷面形式一般宜用矩形，如圖2.12a所示，即拉筋長度在加筋體內均相同，這種斷面形式是根據(jù)最小拉筋長度的要求提出來的。試驗及大量工程實例表明，拉筋長度不宜小于3m，否則拉筋有被撥出的可能，這是因為拉筋體中埋沒的拉筋不會沿其全長發(fā)揮出全部摩擦阻力，在墻面板附近因不能使用重型機械碾壓，填土處于末被充分壓實的狀態(tài)。因此，理論計算與分析所需拉筋長度不足3m時，一般仍應取3m，且不小于0.4H。斜坡地段由于地形條件限制可采用倒梯形斷面，如圖2.12b所示，即拉筋長度隨填土深度的增加而減短，這種斷面形式符合庫倫破裂面的情況。在寬敞的垣方地段可用正梯形斷面，如圖2.12c所示，即拉筋的長度隨填土深度的增加而加長。這種斷面是根據(jù)傳統(tǒng)的重力式擋土墻的斷面形式提出來的.視加筋體為俯斜式擋土墻。圖2.12加筋土擋墻的斷面形式加筋土擋土墻高度大于12m時，應分級設置，墻高的中部宜設置寬度不小于l.0m的錯臺，臺頂用混凝土板防護并沒向外傾斜20%的排水橫坡。當采用細粒土填料時，上級墻的墻面板基礎宜設置寬度不小于1.0m、高度不小于0.5m的石灰土或砂礫人工地基，如圖2.13所示。墻高大于20m時應進行特殊設計[4][5]。圖2.13加筋土擋墻的錯臺形式二、拉筋常用的拉筋從材質上可以分為金屬(鍍鋅鋼帶)、鋼筋混凝土、CAT鋼塑拉筋帶(格柵)、聚丙烯土工帶等(優(yōu)缺點比較見表2.3)表2.3常見拉5材料分類比較表序號項目類別優(yōu)點缺點適用范圍備注1鋼帶1.強度高變形?。?.蠕變量極小。1.造價高；2.抗腐蝕性差；3接長與面板連接工作量大。重要工程造價非常高，僅適用與國外2鋼筋混凝土帶1.強度高變形?。?.蠕變量極小；3.筋帶與填料摩擦力較大。1.裝配工作量大；2.混凝土塊易被壓碎，影響使用效果。鐵路，公路，市政工程。應用廣泛，現(xiàn)常與鋼塑帶聯(lián)合使用3聚丙烯土工帶(PP帶)1.標準化生產；2.重量輕，易安裝；1.蠕變量大；2.伸縮率大；3.抗老化性能差。安全性一般的支擋結構4CAT鋼塑復合帶1.強度高變形??；2.蠕變量小；3.抗腐蝕性好；4.重量輕，易安裝公路，鐵路，水工，市政目前已大量使用筋帶在土中隨著時間推移，有銹蝕或老化的可能，這時板面抗拒外力的能力減弱。擋土墻的穩(wěn)定主要靠土體本身的自立作用，因此，不宜在急流、波浪沖擊及高陡山坡使用加筋土擋土墻。必須設置時，水位以下部分的墻體應采用其它措施，如重力式檔土墻或漿砌片石防護等。筋帶為帶狀，國內以采用聚丙烯土工帶和鋼筋混凝土帶為主。對于高速公路和一級公路應用鋼帶和鋼筋混凝土筋帶，國外廣泛使用鍍鋅鋼帶[4][5]。1.鋼帶鋼帶一般用軟鋼軋制，分光面帶和有肋帶兩種，有肋帶上設置橫肋以增加摩擦力。它的橫斷面為扁矩形，寬度不小于30mm，厚度不小于3mm。鋼帶防銹所涉及的因素較多。除表面采取鍍鋅防銹措施外，還應注意填科中的水及水中的化學物質，并考慮不同設計年限的銹蝕厚度。2.鋼筋混凝土帶鋼筋混凝土帶表面租糙，與填科之間的摩擦力較大，加之筋帶寬，所以筋帶長度較短，而且造價低。鋼筋混凝土帶一般分節(jié)預制，每節(jié)長度不大于3m，做成串連狀。平面為長條矩形或寬度變化的楔形，橫斷面為扁矩形，帶寬100250。在滿足強度要求的前提下，宣采用寬而薄的扁楔形斷面帶為好，以增大筋帶與土之間的摩擦力?；炷翗颂柌粦陀贑20，主筋多為3號鋼，直徑不小于8mm。為防止或減少混凝土被壓裂，往往可以在混凝十內布設鋼絲網(wǎng)。筋帶的接長多用焊接，也可用螺拴聯(lián)結，外露鋼筋表面采用瀝青纖維布處理，以減緩銹蝕。3.聚丙烯土工帶(PP帶)丙烯土工帶是一種低模量、高蠕變材料，其抗拉強度受蠕變控制。聚丙烯土工帶由專業(yè)工廠定型生產，表面應有均勻的粗糙壓紋，寬度均勻一致，帶寬應大于18mm，厚度應太于0.8mm。由于各地產品性質差異較大，設計時應做抗斷裂試驗，確定斷裂強度，斷裂強度不小于220MPa，斷裂伸長率不宜大于10%，容許應力采用值應小于斷裂強度的1/5。在含有硬質尖棱的碎石土中不得使用聚丙烯土工帶以免筋帶被割斷。4.鋼塑復合帶(CAT)鋼塑復合帶采用高強鋼絲和添加抗老化劑的塑料復合而成，寬度應大于30mm，厚度應大于1.Smm，斷裂仲長率不應大于2%，表面有粗糙花紋。抗拉強度由鋼絲承擔，塑料對鋼絲起防腐作用。設計強度應考慮接頭處或破損處的鋼絲銹蝕的影響而歷減。另外，筋帶還可使用土工織物、廢舊編織袋等，并根據(jù)要求和使用經驗設計。筋帶一般應水平放置，并垂直于墻面板。當兩根以上的筋帶固定在同一錨接點上時，應在平面上成扇形錯開，使筋帶的摩擦力能夠充分發(fā)揮。但當采用聚丙烯土工帶時，在滿足抗拔穩(wěn)定性要求的前提下，部分為滿足強度要求而設置的筋帶可以重疊。當采用鋼片和鋼筋混凝土帶時，水平間距不能太寬，否則筋帶的增加效果將出現(xiàn)作用不到的區(qū)域，參照國外經驗，可取最大間距為1.5m。下表所示為重慶永固牌CAT指標表：表2.4重慶永固牌CAT指標表型號規(guī)格(mm)破斷拉力(KN)極限抗拉強度(MPa)破斷伸長率(%)單位長度(m/kg)CAT30015A301.55.01102.015.0CAT30015B301.56.01302.014.0CAT30020A302.07.01152.013.0CAT30020B302.09.01502.011.0CAT30020C302.09.01502.012.0CAT30020D302.09.01502.011.0CAT50022502.222.02002.05.5CAT60022602.230.02252.04.0(一)拉筋所滿足的條件拉筋的作用是承受垂直荷載和水平拉力，并與填料產生摩擦力。因此拉筋材料的形狀、結構、材質應最大限度地滿足如下基本特性：1．拉筋是土體中的增強材料，主要承受拉力，要求具有較高的抗拉強度，以保證結構物的安全；2．拉筋是埋在土中的加強材料，由于填土的不均勻性和沉降，要求拉筋應具有較好的柔性、韌性，以適應變形能力；3．拉筋是與填土共同產生摩擦作用，平衡側壓力而使擋墻墻體穩(wěn)定的材料，要求拉筋與填土之間應具有較大的摩擦系數(shù)；4．拉筋在填土中受拉后，所產生的變形直接影響著墻面的平整與美觀，要求拉筋在拉力的作用下，只能容許產生一定范圍內的變形；5．要求拉筋有良好的抗疲勞性能，具有抗老化、耐腐蝕及化學穩(wěn)定性好的特征，以保證永久結構物的使用壽命，滿足使用年限方面的要求；6．拉筋與面板的聯(lián)結必須牢固可靠；7．要求拉筋的斷面形狀簡單，便于加工制作，適合工廠化成批生產；8．經濟上合理。國外加筋土擋墻大都采用寬4~l0cm，厚3~5mm的防銹鍍層鋼帶作為拉筋的用材。我國鋼材較昂貴，采用鋼拉筋較少，一般均采用復合材料土工帶或鋼筋混凝土拉筋。近年來，鋼塑拉筋帶、土工格柵由于具有良好的技術特性，已經作為拉筋材料被推廣使用。目前國內加筋土擋墻拉筋大部分選用鋼塑復合拉筋帶及鋼筋混凝土拉筋。(二)拉筋尺寸為了控制填土夯實質量，起到分層厚度管理的作用、所以設計時應考慮到與分層填土要求的厚度相匹配。其間距選擇可參考下表[14]：表2.5拉筋間距選擇參考表水平間距(m)垂直間距(m)0.5~1.00.25~0.75加筋土拉筋的長度，一般認為由“無效長”和“有效長”兩部分組成。位于破裂棱體內的拉筋為無效長度，破裂棱體以外的拉筋為有效長。確定拉筋的有效長度與無效長度，實際上是確定拉筋錨固區(qū)和非錨固區(qū)的分界線。目前，國內外大都采用“0.3H法”來確定破裂棱體的分界面，即根據(jù)實測資料將各層拉筋所受拉力的最大值(最大應力點)，將這些峰值圓順地連結起來，其形狀與《法國加筋土設計規(guī)范》的0.3H法接近。拉筋的無效長度根據(jù)潛在破裂面位置確定出非錨固區(qū)范圍即可確定，拉筋的有效長度則需根據(jù)錨固區(qū)范圍內拉筋所產生的摩擦力與該拉筋所承受范圍內面板上的側土壓力相平衡的關系來計算得到。筋條抗拉力的理論公式表明，抗拉力和呈線性關系，筋條埋深愈大，抗拔力愈大。但是國內外許多拉拔試驗都未能證明這一規(guī)律。隨著埋深的增加，抗拉力并不是直線增長，根據(jù)實測的抗拔力，用上述理論公式反算摩擦力時，從而得出摩擦系數(shù)是隨著埋深的增加而減少的。日本公共工程研究所的試驗報告表明摩擦系數(shù)是隨著填土厚度的增加而減小的。英國運輸與道路研究所和美國加利福尼亞大學的試驗報告也認為當垂直土壓力增大時土與筋條的摩擦作用是減少的。西南交大課題組在這方面進行的大量室內模型試驗結果，也得出了筋土間摩擦系數(shù)隨埋深的增加而減小。我國鐵四院科研所路基組的拉拔試驗初步分析認為，填土高度直接反映出垂直壓力的大小，垂直壓力的大小直接影響摩擦系數(shù)的大小，填土高度增加，其摩擦系數(shù)減小，表明填土高度有與摩擦系數(shù)成反比的趨勢。其原因可能是當垂直土壓力增加到一定程度時，土顆粒與筋條己經充分接觸，垂直土壓力的繼續(xù)增大，使筋條在拉動時帶動與其接觸的土顆粒引起周圍土體膨脹，增加摩擦力的趨勢受到阻礙，于是摩擦系數(shù)就不再增加，反而有下降的趨勢。另一方面試驗資料證明，加筋土范圍內的垂直土壓力的分布，由于受到邊界條件和變形條件及土拱因素的影響，垂直土壓力并不是隨著填土深度的增加而直線上升，即便在同一水平面上垂直土壓力的分布也是不均勻的。拉筋的有效長度為：(2.9)拉筋的無效長度為：(2.10)拉筋的設計計算長度：(2.11)由于按拉筋理論設計計算的每層拉筋長度不同，在實際工程操作不方便施工，因而需根據(jù)方便、安全的原則對計算長度進行一些必要的調整。拉筋長度的實際設計采用值，可以按以下原則并滿足擋墻內部穩(wěn)定的要求統(tǒng)一、協(xié)調考慮采用。1.墻高小于3.0m時，可設計為等長拉筋，拉筋長度不應小于4.0m；2.墻高大于3.0m時，拉筋最小長度，應大于0.8倍的墻高，且不小于5m；3.墻高大于3.0m時，可以考慮變換拉筋長度，但采用不等長的拉筋時，同等長度拉筋的墻段高度應大于3.0m；4.一處擋土墻拉筋不宜多于3種長度，相鄰不等長拉筋的長度差不宜小于1.0m；5.采用鋼筋混凝土板條作為拉筋材料時，每節(jié)長度不宜大于2.0m；6.拉筋的聯(lián)結和防腐處理。(三)新型拉筋隨著土工合成材料(Geosynthetic)應用技術及應用領域的快速發(fā)展，條帶式加筋土擋墻已越來越被廣大科研設計人員所認識和接受，但加筋土結構中的拉筋材料曾一度制約了加筋土技術在我國的推廣和發(fā)展。國外廣泛采用鍍鋅鋼帶，國內以前多采用聚丙烯土工帶(即帶)，鐵路工程中采用過鋼筋混凝土帶。鍍鋅鋼帶造價過高，即帶強度低、蠕變大、壽命短，鋼筋混凝土帶則裝配工作量大、易破碎、防腐處理難度較大。90年代初發(fā)明的鋼塑復合拉筋帶系采用高強度冷拔鋼絲與聚乙烯(PE)復合，經特殊工藝成型，具有剛性和柔性兩大類拉筋材料的優(yōu)點，抗拉性能強，變形小，脆斷，蠕變量小，與填土間的摩擦系數(shù)大，具有良好的柔性，施工簡便并且經濟。鋼塑復合拉筋帶成功解決了筋帶這一關鍵問題，為我國大量采用加筋土技術提供了物質保證。近年來，土工格柵(Geogrid)材料技術發(fā)展迅速，鋼塑復合格柵亦具備強度高、變形小、使用壽命長的優(yōu)點，愈來愈廣泛用于加筋土擋墻、加筋土邊坡工程。新型加筋材料的出現(xiàn)也帶來了傳統(tǒng)結構形式的變化。不設面板的加筋陡坡(包裹式)更能適應惡劣的地基條件，施工起來也更為簡捷、迅速。目前，國內生產的鋼塑復合拉筋單根破斷拉力可達到20KN；鋼塑復合格柵單根破斷拉力可達到150KN/m，破斷延伸率攫3%鋼塑復合拉筋材料的塑料中摻入了一定比例的抗老化劑、抗氧化劑、光屏蔽劑等母料，攪拌均勻后進行充分的熱擠壓，減少了高分子間的孔隙，以防鋼絲受潮而銹蝕。同時，為了滿足水工擋墻的需要，鋼絲作了鍍鋅處理。根據(jù)化工部廣州老化研究所的對相關產品的抗老化試驗表明，鋼塑復合拉筋帶在經2500h加速老化后，材料的拉伸強度保持率在85%以上，斷裂伸長率保持在75%左右，試驗中所受的紫外線輻照能相當于在廣州地區(qū)自然曝曬4年的輻照能，說明該材料的抗老化性能良好。而實際使用中由于筋帶只是在運輸、鋪設過程中有可能在陽光下曝曬，受紫外線等其它外界影響很少，因此鋼塑復合材料的使用壽命滿足永久性工程的需要。鋼塑復合拉筋帶的表面在生產過程中壓制成粗糙的花紋和肋條，增強了筋帶表面的粗糙程度，提高了似摩擦系數(shù)，根據(jù)室內標準砂試驗的結果，摩擦系數(shù)一般可以達到0.50以上。這樣，鋼塑復合材料就兼具了剛性和柔性兩大類材料的優(yōu)點，強度高、變形小、低蠕變、抗腐蝕、壽命長、質量輕、無需焊接、拴接、鉚固和防腐處理，施工鋪設方便、迅速，筋帶互不重迭、不彈性卷曲，易于大面積機械化施工作業(yè)，既能承受一定的拉力，又能與填土之間產生較大的摩阻力，是加筋土擋墻的理想材料，具有國內領先水平。據(jù)有關方面統(tǒng)計，國內80%的加筋土擋墻都是采用該拉筋材料，并且均取得了較滿意的效果。拉筋與面板的連接可采用預埋鋼筋的方法，面板內的預埋鋼筋通常伸向向外側，并設置縱橫向加強筋與預埋聯(lián)結鋼筋捆扎，以保證預埋聯(lián)結筋在混凝土內有足夠的握裹長度以及使混凝土受力均勻，其構造如圖2.14所示。單根拉筋節(jié)之間的聯(lián)接就是將單根拉筋節(jié)的主筋伸出混凝土板條以外，進行搭接，搭接長度根據(jù)主筋直徑按混凝土設計規(guī)范采用雙面搭接電弧焊計算。為了防止混凝土因為搬運或碾壓過程中斷裂，可加入縱橫向4mm的防裂筋，其構造如圖2.15所示。圖2.14拉筋與面板聯(lián)結的構造圖2.15拉筋節(jié)的聯(lián)結構造圖聯(lián)結鋼筋經電焊連接成一整體后，所有外露的鋼筋均需進行防腐蝕處理?？紤]到拉筋在填土中的分段，主要是防止整根拉筋過長，填土不均勻沉降時而導致拉筋斷裂，而拉筋的各個連接處僅一根鋼筋相聯(lián)結，在混凝土拉筋的截面上均為軟弱的斷面，相對剛度較小，且可以適應較大的變形，所以應采用柔性防腐層的作法來處理，即在焊接完成后，用瀝青麻布或瀝青玻璃纖維布纏裹二層后再用瀝青砂漿作成與拉筋相同的截面，構造如圖2.16所示。圖2.16聯(lián)結處的防腐處理圖三、填料填料是加筋體的主體材料，由它與筋帶產生摩擦力。其基本要求。1.易于填筑與壓實；2.能與筋帶產生足夠的摩擦；3.滿足化學和電化學標準；4.水穩(wěn)定性好。為了使筋帶與填料之間能發(fā)揮較大的摩擦力，以確保結構的穩(wěn)定。通常填料優(yōu)先選擇具有一定級配、透水性好的砂類土、碎石類土。粗粒料中不得含有尖銳的棱角，以免在壓實過程中壓壞筋帶。從壓實密度的需求出發(fā)，粒徑D=60~200mm碎石含量不宜大于30%，最大粒徑不宜超過200mm。填料的化學和電化學標準，主要為保證加筋的長期使用品質和填料本身的穩(wěn)定，加筋體內嚴禁使用泥炭、淤泥、腐質土、凍土、鹽漬土、白翌土、硅藻土及生活垃圾等，填科中不應含有大量有機質。對于采用聚丙烯土工帶的填料中不宜含有兩價以上的銅、鎂、鐵離子及氯化鈣、碳酸鈉、硫化物等化學物質.因為它們會加速聚丙烯土工帶的老化和溶解。四、墻面板加筋土面板是阻止擋墻背后填料的側向塌落而設置的，從材質上可分為金屬制品、素混凝土或鋼筋混凝土制品;從外形上可分為半橢圓形或半圓形面板、十字形面板、矩形面板、六角形面板，另外面板也可根據(jù)建筑和藝術上的要求，由設計人員構思所需要的形式，以達到美觀，與其它建筑協(xié)調的效果。表2.5面板類型表類型高度長度厚度十字形50~15050~1508~22槽形30~75100~20014~20六角形60~12070~1808~22L形30~50100~1208~12矩形50~100100~2008~22面板設計首先應滿足堅固、美觀、方便運輸和易于安裝等要求。由于混凝土墻面板易于維修保養(yǎng)，而且由于一般背面是平整的，沒有弧形凹槽，施工時容易夯實或鋪設反濾層?；炷撩姘寰哂泻艽蟮膭傂?，在面板間的水平接縫內嵌入軟木板，可使墻身具有一定的抗撓性，有利于減少墻面的整體變形;在垂直方向的接縫內嵌入聚氨脂泡沫塑料一類材料，有利于墻體排水。在我國實際工程中，加筋土擋墻面板一般采用混凝土預制件，混凝土強度等級不低于C18,面板厚度不小于8cm。加筋土擋墻面板的強度可按均布荷載作用下兩端懸臂的簡支梁進行檢算，如果根據(jù)作用于面板內側土的側壓力來計算，只需要素混凝土的強度就足夠了，沒有必要按鋼筋混凝土設計。但是為了防止面板發(fā)生裂縫，可按最小配筋率Umin=0.2%配筋。通常墻面板都是提前預制好的，設計時只需確定墻面板的厚度，可以根據(jù)墻面板的外力與所受最大彎矩進行估算。假定每塊面板單獨受力，土壓力均勻分布并由拉筋平均承擔。如果加筋土擋墻的高度較大，其面板厚度可按不同墻高分段設計，但是分段不宜過多，以免施工現(xiàn)場不好操作。當墻高小于6m時，面板厚度可不分段設計，采用同一個厚度。面板厚度按下式進行計算式(2.9)式中:t——面板厚度，cm;Kr——土的側壓力系數(shù);Y——填料容重，kN/m;H——擋墻高度，m;[]——混凝土允許抗彎應力MPa;Sx——拉筋水平間距，m;Sy——拉筋垂直間距為了防止面板后細粒土從面板縫隙之間流失，同時也為了有利于墻面板的整體穩(wěn)定，在面板周邊設計成突緣錯臺的企口，使面板之間相互嵌接。當采用插銷鋼筋聯(lián)接裝置時，插銷鋼筋的直徑不能小于10mm。面板上的拉筋結點，可采用預埋鋼拉環(huán)、鋼板錨頭、或預留穿筋孔等形式，鋼拉環(huán)采用直徑不小于10mm的一級鋼筋，鋼板錨頭采用厚度不小于3mm的鋼板，露于混凝土外部的鋼拉環(huán)、鋼板錨頭應作防銹處理，聚丙烯土工帶與鋼拉環(huán)的接觸面應作隔離處理。五、基礎設計加筋土擋土墻的基礎，一般情況下只在墻面板下設置條形基礎，宜用現(xiàn)澆混凝上或塊石砌筑。當?shù)鼗鶠橥临|時，應鋪設一層小厚度的砂礫墊層.如果地基土質較差，承載力不能滿足要求，應進行地基處理，如采用換填、土質改良以及補強等措施。在巖石出露的地基上，一船可在基巖上打一層貧混凝土找平，然后在其上砌筑加筋土擋土墻。若地面橫向坡度較大，則可設置混凝土或漿砌石臺階基礎。圖2.17墻的條形基礎基礎一般為矩形，高為0.25m～0.4m，寬0.3m～0.5m。頂面可作一凹槽，以利于安裝底層面板。對于土質地基，基礎埋深不小于0.5m，還應考慮凍結深度、沖刷深度等。對軟弱基礎，除作必要處理外，尚應考慮加大基礎尺寸。六、伸縮逢與沉降縫由于加筋擋土墻地基的沉陷和面板的收縮膨脹引起的結構變形、基礎下降、面板開裂，不