左庆辉，冯晓丽

(河北四方公路工程咨询有限公司)

1 加筋土挡墙结构的特点

加筋土挡墙由墙面板、拉筋和填料三部分组成(见图1)。

图1 加筋土基本结构图

其工作原理是依靠填料与拉筋之间的摩擦力，来平衡墙面所承受的水平土压力(属加筋土挡墙的内部稳定);并以拉筋、填料的复合结构抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力(即加筋土挡墙外部稳定)，从而保证了挡土墙的稳定。

加筋土挡墙之所以得到迅速发展和应用，是基于以下几点。

(1)面板可以预制，拉筋带采用工厂化生产，在现场用机械(或人工)分层填筑。这种装配式的方法使施工简便、快速、并且节省劳动力和缩短工期。

(2)加筋土挡墙具有一定的柔性，对地基承载力要求低，适合于软弱地基上建造。

(3)加筋土挡墙是柔性结构物，抗震动性强，因此它也是一种很好的抗震结构物。

(4)加筋土挡墙可以做得很高，且大量减少占地。挡土墙的整体布设和面板的型式图案可根据周围环境特点和需要进行设计。

(5)加筋土挡墙造价较低，与普通挡墙相比，可节约造价的20% ～60%，且墙体越高，经济效益越显著。

2 加筋土挡墙结构设计

2.1 设计依据

(1)交通部《公路加筋土工程设计规范》(JTJ015-91);

《公路土工合成材料应用技术规范》(JTJ/T019-98);

《水运工程土工织物应用技术规程》(JTJ/T239-98);

(2)铁道部《铁路路基土工合成材料应用技术规范》(TB10118-99);

(3)国标《土工合成材料应用技术规范》(GB50290-98);

(4)水利部《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》(SL/T225-98);

(5)人民交通出版社出版《加筋土挡墙工程图集》等相关资料。

2.2 设计步骤

(1)基本假定:墙面板承受填料产生的主动土压力，每块面板承受其相应范围内的土压力，将由墙面板上拉筋有效摩阻力——抗拔力来平衡。

挡土墙内部加筋体分为滑动区和稳定区，这两区分界面为土体的破裂面。此破裂面与竖直面夹角小于非加筋土的主动破裂角。可按图所示的0.3H折线法来确定。靠近面板的滑动区内的长筋的长度Lf为无效长度;作用于面板上的土压力由稳定区的拉筋与填料之间的摩阻力平衡，所以在稳定区内拉筋长度La为有效长度(图2)。

图2 拉筋拉力分布图

拉筋与填料之间摩擦系数在拉筋全长范围内相同。

压在拉筋有效长度上的填料自重及荷载对拉筋均产生有效的摩阻力。

(2)基本资料及参数

①挡墙的用途、高度及工点断面图;

②根据填料和选用的拉筋的类型，通过实验或现有经验确定填料的容重r和计算摩擦角φ、粘结力C、拉筋的容许应力［δ］以及填料与拉筋之间的似摩擦系数f;

③根据地基土的性质和状态，确定地基土的天然容重，计算内摩擦角及粘聚力以及地基承载力。

④确定加筋体与地基间摩擦系数。

3 设计步骤

(1)首先根据经验拟定加筋土挡墙的平面、纵断面以及横断面的形式，初定一个核算断面。

(2)确定作用于墙上的各项荷载。

(3)内部稳定计算。

①根据筋带的垂直与水平间距、荷载情况，计算筋带所受拉力Ti

式中:P1i为土压力;P2i为活载引起侧向压力;Sx为拉筋水平间距;Sy为拉筋垂直间距。

②计算拉筋长度L

式中:Lai为有效段长;Lfi为无效段长。

③根据筋带的容许拉应力，验算筋带的抗拉强度

若不满足则增加筋带数量，或改用较高强度的筋带，或改变筋带的布设，重新计算直至满足要求为止。

④根据初拟筋带的长度、宽度，验算筋带的抗拔稳定性。

若不满足要求，则增长筋带长度，或增加筋带数量，或改用摩擦系数大的填料，重新计算直至满足要求为止。

4 加筋土挡墙施工

4.1 加筋土挡墙施工工艺流程图

加筋土挡墙施工工艺流程图，见图3。

图3 加筋土挡墙施工工艺流程图

4.2 分项工程施工工艺

(1)基础工程

①测量放线。基槽(坑)开挖前，应进行详细测量定位并标示出开挖线。

②基槽(坑)开挖和处理。按设计要求开挖到设计标高，槽(坑)底面平面尺寸一般大于基础外缘30～60 cm，并做好防、排水工作。挡墙的地基若为风化岩石时，应清除风化部分;若为土质时(碎石土、砂性土、粘性土等)应整平夯实。对未风化的岩石应将岩面凿成水平台阶。台阶宽度不宜小于0.50 m，台阶长度一般不宜小于3 m，且其高宽比不宜大于 1∶2。

若地基承载力较低时，采取相应的措施提高地基承载力，并满足设计要求。

③基础浇筑。加筋土挡墙基础一般为现浇混凝土基础，浇筑时要控制好基础顶面标高。

(2)面板安装

基础施工完毕，经过检查验收，即可进行加筋土墙身的施工。面板在预制场地集中预制后运到施工现场。

①第一层面板的安装。放线。第一层是控制全墙基线的关键，用经纬仪控制，在条形基础顶面上准确划出面板的外缘线和墙面板长度分段线。安装。安装面板时用低强砂浆砌筑调平，从墙端和沉降缝两侧开始，按要求的垂直度、坡度挂线安装。

相邻面板水平误差不大于10 mm;轴线偏差每20 m不大于10 mm。

面板间严禁采用坚硬石子或铁片支垫，以免造成应力集中，损坏面板。

②其它层面板的安装。安装方案同第一层面板，每层安装时要用垂球、挂线核对，每三层面板安装完毕应测量标高和轴线。其允许偏差同第一层。水平、垂直误差应及时逐层调整，不得将误差积累后再进行调整。

(3)筋带铺设

①下料。将拉筋带按分层设计长度提前下料，下料长度为2倍设计长度加穿孔所需长度。

②筋带垂直面板并呈扇形辐射状尽量散开铺设在压实平整的填料上，并应分布均匀。筋带应拉直、拉紧，不得有卷曲、扭结，不得与硬质棱角填料直接接触。

③筋带拉紧定位后，用少量填料从拉环〔或孔〕处向筋带尾部覆盖，使之固定。

(4)填料的铺设、压实

当铺设定位后，即可回填，填料的种类、粒径应符合设计要求，填料中不得含有尖锐棱角等有损筋带的材料。填料、面板安装、筋带铺设交替进行，当挡墙较长，工作面开阔可采用流水作业施工。

①填料要分层回填及碾压，虚铺厚度以填料的压实系数确定，一般为30～50 cm;填料粒径不得大于填料压实厚度的2/3，且最大粒径不得大于15 cm。

②当采用机械卸料、摊铺时，机具与面板距离不得小于1.5 m，距面板1.5 m范围内的回填，应用人工摊铺，摊铺厚度应均匀一致，表面平整，并设不小于3%的横坡。

③施工机械不得在未覆盖的筋带上行驶。

④每层填料摊铺完毕应及时碾压，碾压时一般先轻后重，压路机不得在未经压实的填料上急剧改变方向和急刹车。

⑤碾压作业应先从筋带长度的中部开始，压实机械沿路基的纵向行进碾压，逐步碾压至筋带尾部，然后再由中部处向墙边碾压。靠近面板1.0m范围内严禁用重型机械碾压，宜采用5 t以下压路机、蛙式夯、振动板等轻型压实机械压实。

⑥当有渗水及填料为粘性土时，宜在面板后不小于0.3～0.5 m范围内回填砂砾填料作滤水层，也可用渗滤排水管代替。

(5)防、排水及附属工程

①加筋土挡土墙、桥台和加筋土的基础埋深较浅，易被冲蚀或外露，除按设计要求施工外，应及时做好排水和修筑护脚。

②加筋土工程的反滤层、透水层、隔水层等防、排水设施应按设计要求与加筋体施工同步进行。路肩式加筋土挡墙，路肩部分应进行封闭。

③帽石、缘石、栏杆的安装(安砌)前，复测中线、放出墙顶基线、测定标高。安装(安砌)时应保证线型顺适，砌筑牢固，外表美观。

5 加筋土工程填料的压实度

表1 加筋土工程填料压实度表

6 应用前景

加筋土挡墙作为一项成熟的技术，在我省公路建设中应有广阔应用前景，特别是近年来由于高等级公路建设指导思想的转变，其独特的技术对我们的工作能够起到有效甚至是关键的作用。在路线穿城、傍村段或高填深沟处，已成为我们设计方案之首选。