擋土墻基本信息

擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物。在擋土墻橫斷面中，與被支承土體直接接觸的部位稱為墻背；與墻背相對的、臨空的部位稱為墻面；與地基直接接觸的部位稱為基底；與基底相對的、墻的頂面稱為墻頂；基底的前端稱為墻趾；基底的后端稱為墻踵。

根據(jù)其剛度及位移方式不同，可分為剛性擋土墻、柔性擋土墻和臨時支撐三類。

根據(jù)擋土墻的設(shè)置位置不同，分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻等。設(shè)置于路堤邊坡的擋土墻稱為路堤墻；墻頂位于路肩的擋土墻稱為路肩墻；設(shè)置于路塹邊坡的擋土墻稱為路塹墻；設(shè)置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆蓋層土體或破碎巖層的擋土墻稱為山坡墻。

加筋土擋墻；加筋環(huán)；拉筋帶

加筋土擋墻是利用加筋土技術(shù)修建的一種支擋構(gòu)筑物，加筋土是一種在土中加入拉筋帶的復(fù)合土， 它利用拉筋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。加筋土技術(shù)的發(fā)明無疑是一項重大技術(shù)創(chuàng)新，然而

在經(jīng)過大量工程實踐和理論研究后逐漸發(fā)現(xiàn)一些不足，有些甚至是難以逾越的障礙，其主要表現(xiàn)在： 由于加筋土作用機理的復(fù)雜性導(dǎo)致多種設(shè)計理論并存，都有道理卻都不能概全，有時依據(jù)設(shè)計理論計算的數(shù)據(jù)在模型試驗中不能得到理想的驗證，而從模型試驗中得到的數(shù)據(jù)有時又與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)差異較大，這使得設(shè)計人員常常對理論計算數(shù)據(jù)感到信心不足，為工程安全考慮只好依據(jù)個人經(jīng)驗增加筋帶數(shù)量，從而導(dǎo)致費用增加。另外，筋帶表面難以防腐以及對填料適應(yīng)性較差等缺陷是現(xiàn)有加筋技術(shù)的不足。

鑒于拉筋帶實際應(yīng)用中的諸多不足之處，經(jīng)多年工程實踐及科研，提出一種可替代拉筋帶的新型材料— —加筋環(huán)。

加筋環(huán)作用機理

加筋環(huán)的作業(yè)機理是充分利用鋼筋受拉強度高的特性，使環(huán)內(nèi)填料產(chǎn)生的側(cè)向壓力轉(zhuǎn)由加筋環(huán)承擔(dān)，加筋環(huán)內(nèi)的填料在垂直荷載的作用下受到擠壓并產(chǎn)生側(cè)向膨脹，而加筋環(huán)約束了這種側(cè)向變形，使側(cè)向壓力全部轉(zhuǎn)化為由鋼筋圓環(huán)來承擔(dān)。輥筋環(huán)阻斷了環(huán)內(nèi)側(cè)壓力向環(huán)外的傳遞，使圓環(huán)內(nèi)填料形成一個“餅”狀物，若干層“土餅”交叉疊加后組成加筋土實體。

加筋環(huán)受力分析

加筋環(huán)在垂直均布荷載作用下的受力狀態(tài)，與人們在土工實驗室中所做的三軸試驗相類似。測試環(huán)筋所承受的側(cè)向壓力有多大，只需粘貼電阻應(yīng)變片即可，當填料高度不斷上升時實測鋼筋的拉伸變形并計算出拉應(yīng)力， 以此判斷配筋是否合理，積累相當?shù)膶崪y數(shù)據(jù)可供理論分析和研究，為設(shè)計提供依據(jù)。

加筋體內(nèi)部受力明確

現(xiàn)有加筋土擋墻需要對筋帶和填料顆粒間的互相作用機理進行微觀分析,lIt!l試。然而由于筋帶材料的多樣性，填料的復(fù)雜性和測試手段的局限性，要準確地對各種不同條件下的加筋體下定義是比較困難的，如似摩擦系數(shù)的取值，從模型試驗時得到的值有時與現(xiàn)場實測的值差異很大。目前的理論分析方法又種類繁多，各有千秋，難以最后定論。

而加筋環(huán)加筋土擋墻則可避免一些復(fù)雜的微觀分析，只須對“圓餅狀”加筋體進行宏觀觀察：在某一加筋環(huán)上粘貼電阻應(yīng)變片，可以得知該加筋環(huán)內(nèi)的填料在垂直荷載作用下產(chǎn)生多大側(cè)向壓力。不言而喻，建立在作用機理明確且實測數(shù)據(jù)可靠基礎(chǔ)上的工程設(shè)計具有較高的可靠度，也使得充分利用材料特性和大幅度降低加筋材料費用成為可能。

對填料適應(yīng)性好

現(xiàn)有加筋土的穩(wěn)定主要取決于筋帶與填料顆粒之間的摩阻力， 因此對填料的物理性質(zhì)及顆粒大小比較講究，粘性土因具有蠕變性質(zhì)不是理想的填料，一般希望使用砂性土，這就使得推廣應(yīng)用受到一定限制。而加筋環(huán)只是把環(huán)內(nèi)填料圍合成一整體以阻止側(cè)向

力外擴，且不論是粘性土還是砂性土都一樣。

加筋材料易于防腐

任何防腐材料涂洙在筋帶上都會在很大程度上影響筋帶與填料間的腐阻力， 正是有此顧忌，所以現(xiàn)有加筋土擋墻中一般不予采用，然而沒有防腐材料保護的筋帶勢必會影響其耐久性，給擋土墻的長久穩(wěn)定留下安全隱患。但采用加筋環(huán)卻無此顧忌，幾乎任何防腐材料都可以使用。

有利于施工

現(xiàn)有加筋土擋墻所設(shè)置的條形筋帶層間距較小且筋帶鋪設(shè)工藝要求高，施工作業(yè)順序是先鋪筋帶后覆土碾壓，這就很難避免在碾壓的過程中使筋帶受損和變形。而采用加筋環(huán)技術(shù)的施工工序恰恰與前者相反， 是先碾壓整平后再沖切環(huán)溝置入加筋環(huán)，兩者互不干擾。

經(jīng)濟效益好

以建造高10米，長100米加筋土擋墻為例，分別計算以采用CAT拉筋帶為加筋材料所需費用，和以采用加筋環(huán)為加筋材料所需費用，最后將兩種費用進行比較。

(1)以拉筋帶為加筋材料。

計算依據(jù)如下：

a．根據(jù)重慶永固拉筋帶廠提供的CAT決心很大塑鋼拉筋帶市場銷售價格：每噸14500元。

b．根據(jù)《加筋土擋墻工程圖集》第05頁“技術(shù)經(jīng)濟指標一覽表” 中： 擋墻高度H_-10米，每延米擋墻所需要CAT拉筋帶102公斤。

根據(jù)上述資料計算得建100米擋墻需拉筋帶：102×100-10．2噸。所需費用為14500×10．2=147900元。

(2)以加筋環(huán)為加筋材料。

擋墻高10米，總長100米，共設(shè)6層加筋環(huán)，其中：大加筋環(huán)直徑為7米，設(shè)4層，沿擋墻縱向共1330，總數(shù)為13×4=52個； 小加筋環(huán)直徑為4米， 同樣設(shè)4層， 沿擋墻縱向共2330，總數(shù)為23×4=92個。總需費用：63721元。兩者比較：63721/147900-0．43(43%)，可見若采用加筋環(huán)則加筋材料費用下降過半。

加筋環(huán)由3個同直徑鋼筋環(huán)和若干與之垂直相交的立筋擲扎而成內(nèi)側(cè)附著土工格柵做襯墊。鋼筋按設(shè)計加筋環(huán)周長進行斷料和焊接，立筋斷料，立筋材料也可采用預(yù)制鋼筋砼短柱等。鋼筋環(huán)、立筋分別刷瀝青并外裹瀝青土工布防腐。3個鋼筋環(huán)和若干豎向立筋綁扎組成加筋環(huán)骨架，注意：立筋必須位于鋼筋環(huán)內(nèi)側(cè)。鋼筋環(huán)內(nèi)側(cè)附著(扎絲綁扎)土工格柵做襯墊。

沖切環(huán)溝

當分層填土碾壓至某一高程面后，平整作業(yè)面，然后按設(shè)計圖要求實地確定圓心位置，并按加筋環(huán)半徑精確畫圓。沖切鋼鏟(形狀類似挖土鐵鍬，但沒有彎曲狀)沿圓弧逐段沖切環(huán)溝環(huán)溝深度略深于加筋環(huán)高度，溝寬略寬于加筋環(huán)厚度，以正好能放下加筋環(huán)即可。沖切動能可由人工捶擊或機械沖壓，加筋環(huán)置入環(huán)溝后沿溝兩側(cè)夯壓密實。

安裝墻面板

墻面板預(yù)制后拼裝，為固定墻面板需要安裝錨固桿和錨固塊。為墻面穩(wěn)定和施工安全，壓路機不能靠墻面板過近作業(yè)。靠墻面板處可采用人工或小型夯機分層夯實。

1.室外地面活荷載：一般可取10kN/m2，荷載較小時也可取5.0kN/m2

2.土側(cè)壓力系數(shù)：

（1）一般可取靜止土壓力系數(shù)0.5；

（2）考慮到支座處可認為無側(cè)向位移，為靜止土壓力，跨中部分隨著側(cè)向位移的增大，逐漸趨向于主動土壓力，我

院綜合取0.4，

（3）地下室施工采用護坡樁時可取0.33.

3.覆土重度：以前習(xí)慣取18，現(xiàn)在習(xí)慣取20，也有的院取19.

4.砼強度：宜取C30,有利于控制裂縫。

5.外側(cè)保護層：《全國民用建筑人防技術(shù)措施》3.6.2 注4上規(guī)定保護層厚度：“地下室外墻迎

水面有外防水層取30”；

《防水規(guī)范》規(guī)定取50是直接取用前蘇聯(lián)的規(guī)定，不適用于一般的地下室結(jié)構(gòu)。

6.裂縫限值：有外防水時取0.3mm，無外防水時取0.2mm

7.調(diào)幅系數(shù)：不宜調(diào)幅太大，最多0.9,建議0.95。

8.考慮室內(nèi)填土的有利作用：當基礎(chǔ)埋深低于室內(nèi)地坪較深時（>2m時），可考慮室內(nèi)填土的有利作用，此時，應(yīng)

要求回填時先回填室內(nèi)后回填室外（此項作用不大）。

9.配筋：地下室外墻為控制收縮及溫度裂縫，水平筋間距不應(yīng)大于150，配筋率宜取0.4%~0.5%（內(nèi)外兩側(cè)均計

入），有扶壁柱處應(yīng)另增設(shè)直徑8mm短鋼筋，長度為柱寬加兩側(cè)各

800mm，間距150mm（在原有水平分布筋之間加此短筋）

10.其他：

（1）無上部結(jié)構(gòu)柱相連的地下室外墻，支乘頂板梁處不宜設(shè)扶壁柱，扶壁柱使得此處墻為變截面，易產(chǎn)生收縮裂

縫，不設(shè)扶壁柱頂板梁在墻上按鉸接考慮，此處墻無需設(shè)暗柱。

（2）地下室內(nèi)外墻除了上部為框剪結(jié)構(gòu)或外框架-內(nèi)核心筒結(jié)構(gòu)的剪力墻延伸者外，在樓層不需要設(shè)置暗梁，所有

剪力墻在基礎(chǔ)底板處均不需要設(shè)置暗梁。

（3）單層或多層地下室外墻，均可按單向板或連續(xù)單向板計算，最上層地下室樓層板處按鉸支座，基礎(chǔ)底板處按固

端

（4）窗井外側(cè)墻頂部敞開無頂板相連，其計算簡圖可根據(jù)窗井深度按三邊連續(xù)一邊自由，或水平多跨連續(xù)板計算，

如按多跨連續(xù)板計算時，因為荷載上下差別大，可上下分段計算彎矩確定配筋。

（5）實際工程的地下室外墻截面設(shè)計中，豎向荷載及風(fēng)荷載或地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力一般不起控制作用，通常不考慮

豎向荷載組合的壓彎作用，僅按墻板彎曲計算墻的配筋。

該新技術(shù)可涉及現(xiàn)在所有采用加筋土技術(shù)的工程項目，如：將加筋環(huán)置于路堤(特別是高路堤)中可以穩(wěn)定路基， 防止邊坡下滑。將加筋環(huán)置于軟土地基中，可以加固軟土地基，提高地基承載力等。此外還有其它方面的擴展應(yīng)用，如：連續(xù)向上疊加加筋可以構(gòu)造超大型柔性筒倉，它可以用來貯存各種散裝集料，如：煤炭、礦砂、糧食供應(yīng)等。

采用“加筋環(huán)“替代拉筋帶使加筋土內(nèi)部的受力狀態(tài)發(fā)生了很大的變化， 目前注重研究土顆粒與筋帶之間的摩阻理論已不再適用，人們只要借助電阻應(yīng)變就可以非常直觀地觀察到加筋環(huán)在土壓作用下產(chǎn)生的拉伸變形，不必深入進行微觀分析，只要積累一定量的觀察資料即可，通過對資料的分析和研究，不難提出針對本地區(qū)條件適用的設(shè)計標準，再不會出現(xiàn)目前多種設(shè)計理論

并存，讓人無所適從的兩難處境。但從加筋體外部觀察，革新后的加筋土擋墻幾乎沒有任何變化：現(xiàn)有加筋土擋墻所具備的所有工程特性全部保留， 它的外部穩(wěn)定計算理論和方法也可以不做任何改變。