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文檔簡介
加筋土擋土墻1.概述2.構(gòu)造3.設(shè)計4.施工5.算例橋隧工程加筋土擋土墻1.概述2.構(gòu)造3.設(shè)計4.施工5.算例橋隧工程加筋土設(shè)計計算ppt課件2遼寧海城外環(huán)路工程采用(鋼塑復(fù)合拉筋帶)加筋土擋墻遼寧海城外環(huán)路工程采用(鋼塑復(fù)合拉筋帶)加筋土擋墻3采用加筋土擋墻修建的嘉陵江防洪大堤(H=19m)采用加筋土擋墻修建的嘉陵江防洪大堤(H=19m)4云南楚雄――大理高速公路特高(H=43.75m)雙面加筋土擋墻云南楚雄――大理高速公路特高(H=43.75m)雙面加筋土擋5青藏鐵路采用加筋土擋墻青藏鐵路采用加筋土擋墻6建于香港青衣西北,墻身高達(dá)四十米的加筋填土結(jié)構(gòu)
建于香港青衣西北,墻身高達(dá)四十米的加筋填土結(jié)構(gòu)7加筋土設(shè)計計算ppt課件8國際發(fā)展歷史現(xiàn)代加筋土的概念和設(shè)計理論是20世紀(jì)60年代由法國工程師亨瑞.瓦達(dá)爾(HenriVidal)首創(chuàng)的。根據(jù)他的設(shè)計理論于1965年在法國普拉聶爾斯成功修建了一座公路加筋土擋土墻。以后,世界各國普遍開展了加筋擋土墻的實驗和設(shè)計工作。在西班牙,1971年建造了第一座加筋土擋墻,隨后的發(fā)展和推廣應(yīng)用也相當(dāng)快。美國1972年修建加州39號公路時開始使用。據(jù)1977年的統(tǒng)計,世界上就修建了1500余座加筋土結(jié)構(gòu),并投入使用,其中有700余座加筋土橋臺。上世紀(jì)僅僅在美國就修建了2萬多座加筋土結(jié)構(gòu)。1.1加筋土擋土墻的發(fā)展1.概述國際發(fā)展歷史1.1加筋土擋土墻的發(fā)展1.概述9國內(nèi)發(fā)展歷史1978年我國才在云南建成第一座加筋土擋土墻。該擋土墻采用鏈接的鋼筋混凝土筋條。直到20世紀(jì)80年代中葉,我國才開始將土工合成材料應(yīng)用于加筋土工程,如京津塘高速公路。我國加筋土主要用之于加筋土擋土墻,上世紀(jì)90年代初出臺了加筋土擋墻設(shè)計規(guī)范。近年來由于我國國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定高速發(fā)展,推進(jìn)了新型擋土墻的發(fā)展與研究。期間,建成了一些多級超高加筋土擋土墻,如三峽移民工程巫山新城的57m高加筋土擋土墻等等,并引發(fā)了相關(guān)的研究。1.1加筋土擋土墻的發(fā)展1.概述國內(nèi)發(fā)展歷史1.1加筋土擋土墻的發(fā)展1.概述101.概述1.概述111.2加筋土擋墻的基本概念加筋土擋土墻是利用加筋土技術(shù)修建的一種輕型支擋結(jié)構(gòu)物,是由墻面板、拉筋、填料和基礎(chǔ)組成的柔性復(fù)合結(jié)構(gòu)物。加筋土擋土墻一般應(yīng)用于地形較為平坦且寬敞的填方路段上,在挖方路段或地形陡峭的山坡,由于不利于布置拉筋,一般不宜使用。1.概述1.2加筋土擋墻的基本概念加筋土擋土墻是利用加筋土技術(shù)修建121.3加筋土擋墻的類型在公路工程中,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,雙面式中又分為分離式、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(包裹式加筋墻)。按拉筋的形式可分為條帶式加筋土擋土墻,即拉筋為條帶式,每一層布滿鋪拉筋;席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)或土工席墊拉筋。目前,我國主要采用條帶式有面板的加筋土擋土墻。1.概述1.3加筋土擋墻的類型在公路工程中,常見的加筋土擋土墻形13擋土墻的形式
單面式雙面分離式雙面交錯式臺階式擋土墻的形式單面式雙面分離式雙面交錯式臺階式141.4加筋土擋墻的特點(1)組成加筋土擋土墻的墻面板和拉筋可以預(yù)先制作,在現(xiàn)場用機(jī)械(或人工)分層填筑。這種裝配式的方法,施工簡便、快速,并且節(jié)省勞力和縮短工期。
(2)加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物,能夠適應(yīng)地基輕微的變形。在軟弱地基上修筑時,由于拉筋在填筑過程中逐層埋設(shè),所以,因填土引起的地基變形對加筋土擋土墻的穩(wěn)定性影響比對其它結(jié)構(gòu)物小,地基的處理也較簡便。
(3)加筋土擋土墻具有一定的柔性,抗振動性強(qiáng),因此,它也是一種很好的抗振結(jié)構(gòu)物。
(4)加筋土擋土墻節(jié)約占地,造型美觀。由于墻面板可以垂直砌筑,可大量減少占地。擋土墻的總體布設(shè)和墻面板的形式圖案可根據(jù)周圍環(huán)境特點和需要進(jìn)行設(shè)計。
(5)加筋土擋土墻造價比較低。與鋼筋混凝土擋土墻相比,可減少造價一半左右;與石砌重力式擋土墻比較,也可節(jié)約20%以上。而且,加筋土擋土墻造價的節(jié)省隨墻高的增加而愈加顯著,因此它具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。1.概述1.4加筋土擋墻的特點(1)組成加筋土擋土墻的墻151.5加筋土擋墻的結(jié)構(gòu)與擋土原理擋土原理內(nèi)部穩(wěn)定:墻面所承受的水平土壓力依靠填料與拉筋的摩擦力平衡外部穩(wěn)定:復(fù)合結(jié)構(gòu)形成的土墻抵抗拉筋尾部填料所產(chǎn)生的土壓力1.概述1.5加筋土擋墻的結(jié)構(gòu)與擋土原理擋土原理外部穩(wěn)定:161.6加筋土的加固機(jī)理基本原理:在土中沿應(yīng)變方向埋置具有撓性的拉筋材料,土與拉筋材料產(chǎn)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(xué)特性。解釋和分析加筋土強(qiáng)度的兩種觀點摩擦加筋原理:加筋土視為組合材料,認(rèn)為加筋土是復(fù)合體結(jié)構(gòu)(或稱錨定式結(jié)構(gòu))莫爾-庫侖理論:加筋土視為均質(zhì)各向異性材料,認(rèn)為加筋土是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)1.概述1.6加筋土的加固機(jī)理基本原理:在土中沿應(yīng)變方向埋置具有17摩擦加筋原理
填土自重和外力產(chǎn)生的土壓力作用于墻面板,通過墻面板的拉筋連接件將此土壓力傳遞給拉筋,而拉筋又被土壓住,于是填土與拉筋之間的摩擦力阻止拉筋被拔出。因此,拉筋只要材料有足夠的強(qiáng)度,并與土產(chǎn)生足夠的摩阻力,則加筋的土體就可保持穩(wěn)定。1.概述摩擦加筋原理填土自重和外力產(chǎn)生的土壓力作用于18莫爾-庫侖理論(準(zhǔn)粘聚力理論)加筋土結(jié)構(gòu)可以看作是各向異性的復(fù)合材料,通常采用的拉筋,其彈性模量遠(yuǎn)大于填土,拉筋與填土共同作用,包括填土的抗剪力、填土與拉筋的摩擦阻力及拉筋的抗拉力,使得加筋土的強(qiáng)度明顯提高。1.概述莫爾-庫侖理論(準(zhǔn)粘聚力理論)加筋土結(jié)構(gòu)可以191.概述極限平衡條件(筋帶產(chǎn)生“約束應(yīng)力”)(筋帶增加強(qiáng)度以“內(nèi)聚力”表示)1.概述極限平衡條件(筋帶產(chǎn)生“約束應(yīng)力”)(筋帶增加強(qiáng)度以202.1加筋土擋墻的構(gòu)造1、墻面板2、拉筋3、拉筋與面板的連接4、填料5、墻面板下基礎(chǔ)6、沉降縫與伸縮縫7、帽石與欄桿8、排水設(shè)施2.構(gòu)造2.1加筋土擋墻的構(gòu)造1、墻面板5、墻面板下基礎(chǔ)2.構(gòu)造212.構(gòu)造墻面板2.構(gòu)造墻面板222.構(gòu)造2.2墻面板作用:防止拉筋間填土從側(cè)向擠出,并保證拉筋、填料、墻面板構(gòu)成有一定形狀的整體。類型金屬面板:常用鋼板、鍍鋅鋼板、不銹鋼板等混凝土面板鋼筋混凝土面板國內(nèi)一般采用板邊一般有楔口和小孔,安裝時使楔口相互銜接,并用短鋼筋插入小孔,將墻面板從上、下、左右串成整體墻面。墻面板后填筑細(xì)粒土?xí)r,應(yīng)設(shè)置反濾層。2.構(gòu)造2.2墻面板作用:防止拉筋間填土從側(cè)向擠出,并保23墻面板設(shè)計應(yīng)滿足下列規(guī)定1、作用于單板的水平土壓力,應(yīng)按均勻分布;2、單板可沿垂直方向和水平方向分別計算內(nèi)力;3、墻面板與拉筋連接部分的配筋應(yīng)加強(qiáng);4、墻面板采用鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件,按雙向懸臂梁進(jìn)行單面配筋設(shè)計。面板周邊設(shè)計成突緣錯臺楔口,使面板之間能相互嵌接,插銷鋼筋連接時,鋼筋直徑不能小于10mm;
面板上的拉筋結(jié)點,可采用預(yù)埋鋼拉環(huán)、鋼板錨頭或預(yù)留穿孔等形式,露于混凝土外部的鋼拉環(huán)、鋼板錨頭應(yīng)作防銹處理,聚丙烯土工帶與鋼拉環(huán)的接觸面應(yīng)作隔離處理。2.構(gòu)造墻面板設(shè)計應(yīng)滿足下列規(guī)定2.構(gòu)造242.構(gòu)造2.構(gòu)造252.構(gòu)造2.構(gòu)造262.構(gòu)造2.構(gòu)造272.構(gòu)造2.3拉筋拉筋材料必須具有以下特性:1、具有較高的抗拉強(qiáng)度,延伸率小,蠕變小,不易產(chǎn)生脆性破壞;2、與填料之間具有足夠的摩擦力;3、耐腐蝕和耐久性能好;4、具有一定的柔性,加工容易,接長及與墻面板連接簡單;5、使用壽命長,施工簡單。作用:承受垂直荷載和水平荷載,并與填料產(chǎn)生摩擦力。從材質(zhì)上可分為金屬、鋼筋混凝土、CAT鋼塑復(fù)合材料、竹片、聚丙烯土工帶、土工格柵等。2.構(gòu)造2.3拉筋拉筋材料必須具有以下特性:作用:承受垂28鋼帶:一般用軟鋼軋制,分光面帶和有肋帶兩種。2.構(gòu)造鋼帶:一般用軟鋼軋制,分光面帶和有肋帶兩種。2.構(gòu)造292.構(gòu)造鋼筋混凝土帶混凝土標(biāo)號不應(yīng)低于C20,主筋為3號鋼,直徑≥8mm,為防止或減少混凝土被壓裂,混凝土內(nèi)常布設(shè)鋼絲網(wǎng);筋帶連接多用焊接,也可用螺栓連接,外露鋼筋表面采用瀝青纖維布處理。2.構(gòu)造鋼筋混凝土帶302.構(gòu)造聚丙烯土工帶聚丙烯土工帶具有造價低,抗拉強(qiáng)度好,不易脆斷,使用方便,施工簡便等優(yōu)點;其缺點是低模量、高蠕變,其抗拉強(qiáng)度受蠕變控制,使得墻面位移大或墻面平整性差,影響美觀。技術(shù)指標(biāo)容許應(yīng)力:斷裂強(qiáng)度的1/5~1/7延伸率:4‰~5‰斷裂強(qiáng)度:≥220kPa
斷裂延伸率:≤10%厚度:≥0.8mm表面應(yīng)有粗糙花紋2.構(gòu)造聚丙烯土工帶31聚丙烯土聚丙烯土322.構(gòu)造土工格柵:土工網(wǎng)格具有良好的技術(shù)特性,已經(jīng)作為拉筋材料推廣使用。2.構(gòu)造土工格柵:土工網(wǎng)格具有良好的技術(shù)特性,已經(jīng)作為拉筋材2.構(gòu)造2.構(gòu)造34聚丙烯土工格柵聚丙烯土工格柵352.構(gòu)造拉筋一般應(yīng)水平放置,并垂直于墻面板。2.構(gòu)造拉筋一般應(yīng)水平放置,并垂直于墻面板。362.構(gòu)造拉筋一般應(yīng)水平放置,并垂直于墻面板。2.構(gòu)造拉筋一般應(yīng)水平放置,并垂直于墻面板。372.構(gòu)造拉筋一般應(yīng)水平放置,并垂直于墻面板。2.構(gòu)造拉筋一般應(yīng)水平放置,并垂直于墻面板。382.構(gòu)造2.4拉筋與面板的連接面板與拉筋連接必須堅固可靠,耐腐蝕性能應(yīng)與拉筋相同。鋼筋混凝土拉筋與面板之間,串聯(lián)式鋼筋混凝土拉筋節(jié)與節(jié)之間的連接,一般采用焊接。金屬薄板拉筋與墻面板之間的連接一般采用圓孔內(nèi)插入螺栓連接。聚丙烯拉筋與面板的連接,可用拉環(huán),也可直接穿在面板的預(yù)留孔中。埋入土中的接頭拉環(huán),以浸透瀝青的玻璃絲布繞裹兩層防護(hù)。2.構(gòu)造2.4拉筋與面板的連接面板與拉筋連接必須堅固可靠392.構(gòu)造2.構(gòu)造402.構(gòu)造2.5填料填料特點:易于填筑與壓實、與拉筋之間有可靠的摩阻力、不應(yīng)對拉筋有腐蝕性、水穩(wěn)定性好。填料選擇1、通常選擇有一定級配滲水的砂類土、礫石類土。2、采用粘性土和其他土作填料時,必須有相應(yīng)的防水、壓實等工程措施。3、填料中不應(yīng)含有大量的有機(jī)物。4、泥炭、淤泥、凍結(jié)土、鹽漬土、垃圾、白堊土、中-強(qiáng)膨脹土及硅藻土,禁止使用。2.構(gòu)造2.5填料填料特點:易于填筑與壓實、與拉筋之間有412.構(gòu)造
5、采用聚丙烯土工帶為拉筋時,填料中不宜含有兩價以上銅、鎂、鉄離子及氧化鈣、碳酸鈉、硫化物等化學(xué)物質(zhì)。6、采用鋼帶作拉筋,填料應(yīng)滿足下表中化學(xué)和電化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。填料的設(shè)計參數(shù)應(yīng)由試驗和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定,無條件時,可參考填土設(shè)計參數(shù)表。2.構(gòu)造5、采用聚丙烯土工帶為拉筋時,填料中不宜含有兩價422.構(gòu)造2.6橋面板下基礎(chǔ)混凝土澆注或漿砌片石砌筑。一般為矩形,高為0.25~0.4m,寬0.3~0.5m。頂面可作一凹槽,以利于安裝底層面板。土質(zhì)地基基礎(chǔ)埋深不小于0.5m,還應(yīng)考慮凍結(jié)深度,沖刷深度等。對于軟弱地基,除作必要處理外,尚應(yīng)考慮加大基礎(chǔ)尺寸。土質(zhì)斜坡地區(qū),基礎(chǔ)不能外露,其它要求如圖。2.構(gòu)造2.6橋面板下基礎(chǔ)混凝土澆注或漿砌片石砌筑。一般432.構(gòu)造加筋擋土墻高度大于12m時,墻高的中部宜設(shè)寬度不小于2.0m的錯臺。錯臺頂部應(yīng)設(shè)不小于20%的排水橫坡,并用混凝土板防護(hù);當(dāng)采用細(xì)粒填料時,上級墻的面板基礎(chǔ)下應(yīng)設(shè)置寬不小于1.0m,高不小于0.5m的砂礫或灰墊層。2.構(gòu)造加筋擋土墻高度大于12m時,墻高的中部宜設(shè)寬度不小于442.構(gòu)造2.7沉降縫與伸縮縫在地基情況變化處及墻高變化處,通常每隔10~20m設(shè)置沉降縫。伸縮縫與沉降縫統(tǒng)一考慮。面板在設(shè)縫處應(yīng)設(shè)通縫,縫寬2~3cm,縫內(nèi)宜用瀝青麻布或瀝青木板填塞,縫的兩端常設(shè)置對稱的半塊墻面板。2.構(gòu)造2.7沉降縫與伸縮縫在地基情況變化處及墻高變化處452.構(gòu)造2.8帽石與欄桿加筋擋土墻頂面,一般設(shè)置混凝土或鋼筋混凝土帽石。帽石突出墻面3~5cm,其作用是約束墻面板。欄桿高1.0~1.5m,欄桿柱埋于帽石中,以保證欄桿堅固穩(wěn)定。2.構(gòu)造2.8帽石與欄桿加筋擋土墻頂面,一般設(shè)置混凝土或462.構(gòu)造2.9排水設(shè)施加筋土擋墻和加筋土邊坡都需做好排水設(shè)施。位于河岸上的加筋土工程,其填料必須保證水穩(wěn)定性好,一般宜采用砂礫填料。同時應(yīng)在墻面板后做好反濾設(shè)施。加筋土工程在有水的地方,構(gòu)造上必須保證水的暢通,同時還應(yīng)防止有害水體對加筋材料壽命的影響。2.構(gòu)造2.9排水設(shè)施加筋土擋墻和加筋土邊坡都需做好473.設(shè)計3.1計算方法
1、摩擦加筋原理及極限平衡法在加筋土結(jié)構(gòu)中,由填土自重和外力產(chǎn)生的土壓力作用于墻面板,通過墻面板上的拉筋連接件將此土壓力傳遞給拉筋,企圖將拉筋從土中拉出。而拉筋材料又被土壓住,于是填土與拉筋之間的摩擦力阻止拉筋被拔出。因此,只要拉筋材料具有足夠的強(qiáng)度,并與土產(chǎn)生足夠的摩阻力,則加筋的土體就可保持穩(wěn)定。
3.設(shè)計3.1計算方法1、摩擦加筋原理及極限平衡法483.設(shè)計
τ加筋土結(jié)構(gòu)受力分析3.設(shè)計τ加筋土結(jié)構(gòu)受力分析49拉筋與填土之間的摩擦力是如何發(fā)揮作用的呢?現(xiàn)從加筋體中取一微分段dl進(jìn)行分析,如圖5—2所示,設(shè)由土的水平推力在該微分段拉筋中所引起的拉力dT=T1-T2(假定拉力沿拉筋長度呈非均勻分布),垂直作用的土重和外荷載為法向力N,拉筋與土之間的摩擦系數(shù)為f(f=tanα),拉筋寬度為b,作用于長dZ的拉筋條上下兩面的垂直力為2Nbdl,如果
2Nbdl×f≧dT則拉筋與土之間就不會產(chǎn)生相互滑動。若每一層加筋均能滿足上式的要求,則整個加筋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部抗拔穩(wěn)定性就得到保證。
拉筋與填土之間的摩擦力是如何發(fā)揮作用的呢?現(xiàn)從加筋502、交替正交層系與均質(zhì)等代材料原理加筋土是由填料土與加筋材料層層交替鋪設(shè)而成的復(fù)合體,每一加筋材料和每一層填土形成一個單元層,每層相互平行且間距相等,可將加筋體看成為交替正交層系。加筋體由很多的單元層組成。假定各單元層的分層界面上無相對位移,每一層中三個均質(zhì)材料的平面垂直于一個直角坐標(biāo)軸,而且層面必須平行于一個彈性對稱面。
這種交替正交層系可以用等代均質(zhì)材料的理論來分析,以研究加筋土在工作荷載作用下性狀。
為計算加筋體中的應(yīng)力分布,需要確定“等代于”土與加筋層系統(tǒng)的均質(zhì)正交材料的性質(zhì),有關(guān)荷載條件和所給結(jié)構(gòu)的幾何條件。如果要確定等代材料中一點的應(yīng)力,則可用正交層理論求得土與加筋中同一點的應(yīng)力。將未加筋土體中的臨界應(yīng)力區(qū)與加筋數(shù)量不同、加筋方向不同、加筋材料布置不同的加筋體中的臨界應(yīng)力區(qū)進(jìn)行比較,獲得加筋土的最佳設(shè)計。2、交替正交層系與均質(zhì)等代材料原理513、彈塑性板層理論加筋體是填土與加筋材料層層鋪設(shè)而成,把每一層加筋材料和填土看成為一個“層板單元”,整個加筋體就是由粘結(jié)在一起的層板單元的有限層組成。假定每一層單元具有唯一的確定的材料性質(zhì),則可用增量分析法計算層板單元在彈塑性狀態(tài)下的位移和應(yīng)力,從而對加筋體的應(yīng)力-變形特性進(jìn)行分析。4、數(shù)值分析方法一般為有限元法和有限差分法。目前,加筋土支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計計算采用的方法主要是極限平衡和有限單元法。而對于加筋土支擋結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算模型,主要體現(xiàn)在加筋土支擋結(jié)構(gòu)破裂楔體破裂面形式、土壓力計算和筋材拉力計算三方面。
3、彈塑性板層理論523.2破裂面的假定形式
破裂面的形狀及位置筋土分開的計算方法中,加筋土擋土墻面板后填料中的破裂面的形狀和位置是確定筋條尺寸的重要依據(jù)。3.設(shè)計3.2破裂面的假定形式3.設(shè)計53設(shè)計計算中破裂面通常選用折線型的0.3H法?,F(xiàn)行加筋土相關(guān)設(shè)計規(guī)范的0.3H折線法確定破裂面有兩種:《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB10025-2006)所推薦的確定方法為破裂面上部取墻后0.3H處的豎直面,下部H/2取墻腳與0.3H的連線?!豆仿坊O(shè)計規(guī)范》(JTGD30-2004)的0.3H折線法豎直部分取在墻后0.3H處,破裂面下部的斜面為和水平面成45o+φ/2的斜面。設(shè)計計算中破裂面通常選用折線型的0.3H法?,F(xiàn)行加筋土相關(guān)設(shè)543.設(shè)計3.3土壓力計算
一、基本假定1、墻面板承受填料產(chǎn)生的主動土壓力,每塊面板承受其相應(yīng)范圍內(nèi)的土壓力,將由墻面板上拉筋有效摩阻力-抗拔力來平衡。
2、按折線滑面假定,擋土墻內(nèi)部加筋體分為滑動區(qū)和穩(wěn)定區(qū),兩區(qū)分界面為土體破裂面。作用于面板上的土壓力由穩(wěn)定區(qū)的拉筋與填料之間的摩阻力平衡。無效長度有效長度
3、拉筋與填料之間的摩擦系數(shù)在拉筋的全長范圍相同。4、壓在拉筋有效長度上的填料自重及荷載對拉筋產(chǎn)生有效摩阻力,且拉筋上受到的豎直荷載沿拉筋長度均勻分布。3.設(shè)計3.3土壓力計算一、基本假定2、按折線滑551、作用在墻面板上的水平土壓應(yīng)力(1)墻后加筋土填料產(chǎn)生的水平土壓應(yīng)力靜止土壓力系數(shù)主動土壓力系數(shù)二、土壓力計算a、墻后填料產(chǎn)生的土壓力b、土壓力系數(shù)1、作用在墻面板上的水平土壓應(yīng)力(1)墻后加56(2)墻頂面活荷載產(chǎn)生的水平土壓應(yīng)力①方法一:按應(yīng)力擴(kuò)展線計算交點D不在破裂區(qū),荷載產(chǎn)生的土壓力不對墻面板產(chǎn)生影響。一般取30°(2)墻頂面活荷載產(chǎn)生的水平土壓應(yīng)力①方57②方法二:按彈性理論的條形荷載下土中壓力公式計算荷載在擋土墻上產(chǎn)生的側(cè)向土壓力荷載在土體內(nèi)產(chǎn)生的豎向土壓力②方法二:按彈性理論的條形荷載下土中壓力58
(3)作用于拉筋位置的豎向土壓應(yīng)力等于填料自重應(yīng)力和墻頂面活荷載產(chǎn)生的豎向土壓應(yīng)力之和。1)墻后填料產(chǎn)生的豎向土壓應(yīng)力2)墻頂面活荷載產(chǎn)生的豎向土壓應(yīng)力(3)作用于拉筋位置的豎向土壓應(yīng)力等于填料自重應(yīng)力和592、路堤式加筋擋土墻的破裂面和土壓力計算方法一:1、將增加的路堤式部分的填土,換算成均勻分布在路基寬度范圍內(nèi)的土柱2、把下部實際擋土墻墻高加上換算土柱高作為虛擬的路肩式擋土墻高Hs3、頂部車輛荷載的換算土柱按30°擴(kuò)散至虛擬墻頂面,重新?lián)Q算成相應(yīng)的土柱4、墻后破裂面按虛擬墻高的0.3H方法確定2、路堤式加筋擋土墻的破裂面和土壓力計算方法一:1、60方法二:按實際墻高的路肩式擋土墻計算,將墻頂?shù)奶菪翁钔良败囕v荷載均作為超載考慮。1、將梯形填土,換算成均勻分布在路基寬度范圍內(nèi)的均布荷載2、頂部車輛荷載的換算土柱按30°擴(kuò)散至墻頂面,重新?lián)Q算成相應(yīng)的土柱,作局部荷載3、墻后破裂面按實際墻高的0.3H方法確定方法二:按實際墻高的路肩式擋土墻計算,將墻頂?shù)奶菪翁?1方法三:以路堤頂面作為虛擬路肩擋土墻墻頂,按虛擬路肩式加筋土擋土墻計算為超載考慮。3、墻后破裂面按實際墻高的0.3H方法確定1、墻頂以上的填土換算成相應(yīng)的均布土柱2、車輛引起的側(cè)壓力按彈性理論計算方法三:以路堤頂面作為虛擬路肩擋土墻墻頂,按虛擬路肩623.設(shè)計3.3拉筋設(shè)計一、筋材拉力計算1、庫倫合力法把加筋土橋臺視為摩擦錨固系統(tǒng),通過計算拉筋承受的面板面積所受土壓力來確定筋材承擔(dān)的最大拉力。假定在施工運營期間產(chǎn)生的側(cè)向位移使面板后的土楔體達(dá)到了極限平衡狀態(tài)。由庫倫理論有:T1+T2+···+Ti+···+Tn=EA+Sx3.設(shè)計3.3拉筋設(shè)計一、筋材拉力計算63式中
1、2、···i、···
n——筋材豎向分層編號
EA——面板單位面積所受土壓力合力
Sx——筋材水平鋪設(shè)間距當(dāng)加筋土結(jié)構(gòu)頂面水平時,其筋材所受拉力成三角分布,因而:Ti=iT1T1、T2、···Ti、···Tn——各層筋材所受拉力式中T1、T2、···Ti、···Tn——各64而
Sy
——筋材豎向鋪設(shè)間距整理得式中Zi——第i層筋材到結(jié)構(gòu)頂面的垂直距離當(dāng)n大于10,加筋土結(jié)構(gòu)高度大于5m時,式中n/n+1約等于1。而652、應(yīng)力均勻分布法對于黏性材料的加筋土結(jié)構(gòu),面板起到裝飾和臨時擋土作用非常明顯。假定筋材所受豎向力均勻分布,即所以,單根筋材受力為3、工程實用法加筋材料拉力計算復(fù)雜,關(guān)鍵是土壓力系數(shù)。實際工程中采用基本符合實際又相對簡單的處理方法。根據(jù)資料分析,在加筋結(jié)構(gòu)物頂部,土壓力系數(shù)與2、應(yīng)力均勻分布法66靜止土壓力系數(shù)相同,在頂面下6m范圍內(nèi)呈線性變化,故第i層單根筋材所受拉力為式中Ti——第i層單筋所受拉力
Wi——第i層單筋所受法向壓力Ki——結(jié)構(gòu)頂面下Zi處土壓力系數(shù)
K0——靜止土壓力系數(shù)
Ka——主動土壓力系數(shù)Zi——第i層筋材到橋臺頂面垂直距離
土壓力系數(shù)
靜止土壓力系數(shù)相同,在頂面下6m范圍內(nèi)呈線性變化,故第i層單674、規(guī)范法根據(jù)《公路加筋土工程設(shè)計規(guī)范》(JTJ015-91)中計算公式:式中
Ki——加筋土體內(nèi)深hi處土壓力系數(shù)γ1——支擋結(jié)構(gòu)填料容重(KN/m3)
γb——上部結(jié)構(gòu)等代容重(KN/m3)γ2——支擋結(jié)構(gòu)以上填料容重(KN/m3)σpi——活載豎向應(yīng)力在深hi處產(chǎn)生垂直應(yīng)力σFi——水平荷載在深hi處產(chǎn)生側(cè)向應(yīng)力h'——行車荷載的等代均布土層厚度4、規(guī)范法Ki——加筋土體內(nèi)深hi處土壓力系數(shù)68二、拉筋長度設(shè)計拉筋總長由有效段長和無效段長組成。1、無效段長度拉筋的無效長度為拉筋在滑動區(qū)長度,按0.3H折線法確定。
2、有效段長度拉筋有效長度二、拉筋長度設(shè)計69a—拉筋寬度(m);
σvi—i層拉筋上豎向土壓強(qiáng)度;
f—拉筋與填料之間的摩擦系數(shù),根據(jù)抗拔試驗確定;當(dāng)沒有試驗據(jù)時,可查下表:其中K—安全系數(shù),一般工程1.5,公路、鐵路工程可2.0;
σi—i層拉筋對墻板中心處水平壓力強(qiáng)度;
a—拉筋寬度(m);σvi—i層拉筋上豎向土壓強(qiáng)度;f—拉筋70
拉筋長度的實際設(shè)計采用值,可按下列原則并滿足擋土墻內(nèi)部穩(wěn)定的要求統(tǒng)一、協(xié)調(diào)考慮采用。1、墻高小于3m時,采用等長拉筋,拉筋長度≥3.0m;2、墻高大于3m時,拉筋最小長度≥0.8H,且≥5.0m;3、墻高大于3m時,可以考慮變換拉筋長度,但采用不等長拉筋時,同等長度拉筋的墻段高度≥3.0;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≥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。拉筋長度的實際設(shè)計采用值,可按下列原則并滿足擋71三、拉筋截面設(shè)計式中Ti——第i層拉筋設(shè)計拉力
f——筋材材料抗拉強(qiáng)度設(shè)計值除按上式計算還應(yīng)考慮腐蝕的影響,作適當(dāng)增加。三、拉筋截面設(shè)計72四、墻板設(shè)計墻面板設(shè)計宜符合下列規(guī)定:①作用于單塊墻面板上的土壓力,可按均布分布;②墻面板可作為兩端外伸的簡支板,應(yīng)沿豎直方向和水平方向分別計算作用效應(yīng);③墻面板與筋帶聯(lián)結(jié)部分的鋼筋布置或構(gòu)建強(qiáng)度宜適當(dāng)加強(qiáng);④鋼筋混凝土面板的配筋計算,應(yīng)按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。四、墻板設(shè)計73五、拉筋與面板的連接和防腐五、拉筋與面板的連接和防腐74注意事項:①、面板與筋拉連接必須堅固可靠,耐腐蝕性能應(yīng)與拉筋相同。②、鋼筋混凝土拉筋與面板之間,串聯(lián)式鋼筋混凝土拉筋節(jié)與節(jié)之間的連接,一般采用焊接。③、金屬薄板拉筋與墻面板之間的連接一般采用圓孔內(nèi)插入螺栓連接。④、聚丙烯拉筋與面板的連接,可用拉環(huán),也可直接穿在面板的預(yù)留孔中。⑤、埋入土中的接頭拉環(huán),以浸透瀝青的玻璃絲布繞裹兩層防護(hù)。注意事項:①、面板與筋拉連接必須堅固可靠,耐腐蝕性能應(yīng)與拉筋75六、拉筋抗拔穩(wěn)定驗算
對于路肩墻,計算拉筋的抗拔穩(wěn)定性時,拉筋錨固區(qū)和非錨固區(qū)的分界采用0.3H分界線。拉筋的抗拔穩(wěn)定性包括全墻和單板的抗拔穩(wěn)定性。墻頂?shù)暮奢d在一定填土深度處,既有水平作用力,也有豎向作用力,兩者對拉筋的抗拔穩(wěn)定性效果正好相反。因此,計算拉筋抗拔穩(wěn)定性時應(yīng)包括有荷載和無荷載兩種情況。單板抗拔穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于2.0,困難時可適當(dāng)減小,不得小于1.5。拉筋抗拔穩(wěn)定性由拉筋抗拔穩(wěn)定系數(shù)來評價,其值計算式如下:六、拉筋抗拔穩(wěn)定驗算76全墻抗拔穩(wěn)定系數(shù)單板抗拔穩(wěn)定系數(shù)式中——各層拉筋產(chǎn)生的摩擦力總和
——各層拉筋承擔(dān)水平拉力總和全墻抗拔穩(wěn)定系數(shù)單板抗拔穩(wěn)定系數(shù)式中77七、拉筋抗拉強(qiáng)度檢算在拉筋抗拉強(qiáng)度檢算時,應(yīng)滿足拉筋最大拉力不大于拉筋抗拉強(qiáng)度,拉筋拉應(yīng)力不大于拉筋容許拉應(yīng)力。拉筋容許抗拉強(qiáng)度拉筋拉應(yīng)力式中T—拉筋極限抗拉強(qiáng)度(KN)Fi—拉筋考慮鋪設(shè)時機(jī)械損傷、材料蠕變、化學(xué)及生物破壞等因素時的影響系數(shù);此處可取最大值5.0—各分墻段拉筋層的最大拉力(KN)A'i—扣除預(yù)留銹蝕量后的各分墻段拉筋截面面積(m2)K—拉筋容許應(yīng)力提高系數(shù)[σ]—拉筋容許拉應(yīng)力(KPa)七、拉筋抗拉強(qiáng)度檢算在拉筋抗拉強(qiáng)度檢算時,應(yīng)滿足拉筋最大拉力783.4
全墻整體穩(wěn)定驗算
3.設(shè)計整體滑動地基承載力抗滑移抗傾覆驗算內(nèi)容3.4全墻整體穩(wěn)定驗算3.設(shè)計整體滑動地基承載力抗滑移791、土壓力計算采用庫侖理論計算加筋體填土內(nèi)摩擦角墻后填土內(nèi)摩擦角1、土壓力計算采用庫侖理論計算加筋體填土內(nèi)摩擦角墻后填土802、抗滑移穩(wěn)定性分析抗滑移穩(wěn)定系數(shù)3、抗傾覆穩(wěn)定性分析抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)2、抗滑移穩(wěn)定性分析抗滑移穩(wěn)定系數(shù)3、抗傾覆穩(wěn)定性分81地基承載力驗算基底應(yīng)力(e≤L/6)(e>L/6)4、地基承載力分析地基承載力驗算基底應(yīng)力(e≤L/6)(e>L/6)4、地825、整體抗滑承載力分析分析方法1、條塊法2、整體法5、整體抗滑承載力分析分析方法834.施工加筋擋土墻,國外一般稱為MSERetainingWall,這是一個體系,包括了墻面材料,加筋材料和回填材料三個主要部分。對于材料的不同選擇,導(dǎo)致了施工工藝和設(shè)計分析的不同,而產(chǎn)生了形形色色的加筋擋土墻。如墻面,可以選擇鋼絲網(wǎng),或混凝土預(yù)制板;加筋材料可以是鋼筋,鋼絲網(wǎng),土工編織物。4.施工加筋擋土墻,國外一般稱為MSERetain844.施工4.1施工準(zhǔn)備(1)熟悉施工圖和設(shè)計文件,做好現(xiàn)場材料,特別是填枓與土工格柵拉筋的核查工作(質(zhì)量和數(shù)量)。(2)根據(jù)現(xiàn)場情況、設(shè)計文件和工期要求,編制實施性施工組織設(shè)計文件。(3)設(shè)置施工基線和施工水準(zhǔn)點,進(jìn)行中線測量、水平測量,復(fù)測橫斷面。(4)臨時道路,臨時設(shè)施,預(yù)制場和工地倉庫的修建,施工用水、電和通訊線路的鋪設(shè)等。(5)加筋材料,鋼筋,水泥,砂,石,防腐材料,反濾材料等的直接采購或招標(biāo)采購。(6)施工機(jī)具準(zhǔn)備:碾壓機(jī)械、其它施工機(jī)械、測量檢測儀器等。(7)工地現(xiàn)場管理人員,專業(yè)技木人員,技木工人和農(nóng)民工等人員的組織。(8)其它各種施工記錄表格、各類材料出廠質(zhì)保書.分部分項工程質(zhì)檢(自檢)和報檢。
4.施工4.1施工準(zhǔn)備(1)熟悉施工圖和設(shè)計文件,做好現(xiàn)854.施工4.2材料入場4.施工4.2材料入場864.施工4.3堆放場地4.施工4.3堆放場地874.3面板安裝一、在條形基礎(chǔ)上準(zhǔn)確畫出面板外緣線,畫線時應(yīng)用經(jīng)緯儀操作,在曲線部分應(yīng)加密畫線點。4.施工4.3面板安裝一、在條形基礎(chǔ)上準(zhǔn)確畫出面板外緣線,畫線時88二、在確定的外緣線上定點,進(jìn)行水平測量,并按板長畫線分割,整平板基座.三、板安砌一般從變形縫處開始,依次向兩邊延伸,安砌時用M5或M7.5水泥砂漿砌筑調(diào)平,勾縫.4.施工二、在確定的外緣線上定點,進(jìn)行水平測量,并按板長畫線分割,整89四、面板安砌可用人工或機(jī)械吊裝就位,按要求的垂度、坡度掛線安砌;單塊面板的傾斜度可控制在內(nèi)傾1%左右,嚴(yán)禁面板外傾.五、面板安砌只能用砂漿調(diào)整水平誤差,不得用石子或鐵片支墊(應(yīng)力集中),在面板后不小于0.3m范圍內(nèi)宜回填砂礫或碎石.4.施工四、面板安砌可用人工或機(jī)械吊裝就位,按要求的垂度、坡度掛線安904.施工4.4基坑開挖放坡進(jìn)行詳細(xì)測量定位,并標(biāo)出基礎(chǔ)開挖線及開挖深度,達(dá)到設(shè)計高度后,根據(jù)砂性土、粘性土、碎石土等土質(zhì)基底,均應(yīng)按設(shè)計要求整平壓實,用輕便觸探方法檢查基底,滿足設(shè)計承載力后,進(jìn)行再分層方法填筑碎石,直至達(dá)到設(shè)計標(biāo)高?;A(chǔ)混凝土每隔18米設(shè)一道伸縮縫,縫寬20毫米??p內(nèi)填塞瀝青麻筋,在基礎(chǔ)上澆筑或放置預(yù)制基礎(chǔ),基礎(chǔ)一定要做得平整,使得面板能夠直立,必須嚴(yán)格控制基礎(chǔ)頂面標(biāo)高。4.施工4.4基坑開挖放坡進(jìn)行詳細(xì)測量定位,并標(biāo)出基礎(chǔ)914.施工4.5平整坡底與基礎(chǔ)4.施工4.5平整坡底與基礎(chǔ)924.施工4.6鋪放第一層加筋材料4.施工4.6鋪放第一層加筋材料934.施工4.7加筋材料上鋪土壓實4.施工4.7加筋材料上鋪土壓實944.施工4.8透水材料鋪設(shè)4.施工4.8透水材料鋪設(shè)954.施工4.9鋪放第二層加筋材料4.施工4.9鋪放第二層加筋材料964.施工4.10重復(fù)鋪設(shè)壓實直至結(jié)束4.施工4.10重復(fù)鋪設(shè)壓實直至結(jié)束974.施工4.11最頂一層加筋網(wǎng)鋪設(shè)4.施工4.11最頂一層加筋網(wǎng)鋪設(shè)98①各層面板安裝前沿面板縱向每5米間距設(shè)標(biāo)樁,每層安裝時用垂球掛線,再用經(jīng)緯儀測量核對,每三層面板安裝完畢均應(yīng)測量標(biāo)高和軸線,其允許偏差量與第一層相同,水平及傾斜的誤差應(yīng)逐層調(diào)整,不得將誤差累計后在進(jìn)行總調(diào)差。②不得在未完成填土作業(yè)的面板上安裝上一層面板。③面板安裝時應(yīng)控制豎向板縫在同一垂線上,保證面板中間插銷位置正確,偏差不大于5毫米。④為確保碾壓后墻面平整,安裝時,面板向拉筋側(cè)內(nèi)傾斜,傾斜度不宜大于4%,且保證全墻統(tǒng)一。面板安裝注意事項4.施工①各層面板安裝前沿面板縱向每5米間距設(shè)標(biāo)樁,每層安裝時用垂球99筋帶鋪設(shè)注意事項一、筋帶的下料長度應(yīng)在設(shè)計長度的基礎(chǔ)上另加300~500mm的富裕,作為穿過拉環(huán)時所占用的長度。筋帶在運輸、保管中應(yīng)防止日光照射,施工時暴露的總時間最長以一個臺班為宜,夏天宜更短些,冬天宜更長些。二、筋帶鋪設(shè)時應(yīng)平整、密實,一般應(yīng)平鋪、拉直,不得重疊,不得卷曲、扭結(jié)。成扇形輻射狀鋪設(shè)。4.施工筋帶鋪設(shè)注意事項一、筋帶的下料長度應(yīng)在設(shè)計長度的基礎(chǔ)上另加3100三、筋帶不得與硬質(zhì)尖銳棱角的填料直接接觸。四、筋帶與面板的連接應(yīng)牢固、可靠,并且易于拉緊、拉直。4.施工三、筋帶不得與硬質(zhì)尖銳棱角的填料直接接觸。4.施工101五、筋帶鋪設(shè)的主方向與墻縱向垂直,以保證筋帶均勻受力和共同發(fā)揮作用。另外,筋帶在加筋土中應(yīng)盡可能均勻分布,保證筋體能發(fā)揮整體作用。4.施工五、筋帶鋪設(shè)的主方向與墻縱向垂直,以保證筋帶均勻受力和共同發(fā)102六、筋帶在鋪設(shè)時,其橫向傾斜度以不大于5%為宜,這是保證筋帶拉緊、拉直、不卷曲、不扭結(jié)、不重疊的關(guān)鍵。七、筋帶鋪設(shè)時,邊鋪邊用填料固定其位置。先用填料在筋帶的中后部若干縱列壓住筋帶,填料的多少和疏密以足以固定筋帶的位置為宜,在逐根檢查、拉直、拉緊。4.施工六、筋帶在鋪設(shè)時,其橫向傾斜度以不大于5%為宜,這是保證筋帶103一、填料填筑時采用分層鋪設(shè),均勻壓實。填料碾壓,從拉筋帶中部壓向拉筋帶尾部,再由中部壓向面板,全面起壓后再垂直填料。未壓實前碾壓機(jī)械不應(yīng)做90度轉(zhuǎn)向操作,壓實機(jī)械與面板距離不應(yīng)小于1米,在此范圍內(nèi)采用小型蛙式電動打夯機(jī)夯實填料,壓實度必須符合《路路基設(shè)計規(guī)范》TBJ1
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