加筋土挡墙技术在边坡支护中的应用

【摘要】加筋土挡墙技术是一种具有显著技术经济效益的土建工程技术，目前广泛应用在边坡支护，铁路路基及公路修建等工程当中。本文主要通过回顾加筋土挡墙的发展与现状，分析土挡墙的原理，结构及特点，向大家介绍加筋土挡墙的良好挡土性能。希望能够为加筋土挡墙的广泛应用及发展做出帮助。 【关键词】加筋土挡墙 边坡支护 结构

一． 引言

（一） 加筋土挡墙的研究现状

加筋土挡墙的概念是由法国工程师比达尔在1965年提出的，其有着良好的技术经济效益，广泛应用于边坡支护，铁路路基及公路修建等工程当中。

加筋土是在土中加入一些加筋材料从而改善其性能的技术，加入加筋材料不仅可以增强土的强度，而且可以增强它的稳定性。这种技术实际上是一种土工增强技术，与其类似的还有纤维土，复合土，改性土等，其中要以加筋土技术应用最为广泛。

加筋土技术在我国古代就曾有过应用，例如在土坯中加入竹子，干草等纤维物质，以图提高土墙的强度。但是由于忽视了对他的研究，所以这一方面的发展，我国较其他国家较晚。直至七十年代我国才开始这方面的研究。众多学者通过对土工加筋原理、加筋土破坏模式、加筋土内部稳定分析、加筋土的强度特性分析、加筋土本构模型等的研究，对加筋土的基本理论都有了较为深入的认识。

（二） 本文研究的意义

虽然通过众多学者的研究，人们对加筋土的基本理论及应用认识更为的清晰。对于加筋土档墙的设计有了一定的数量的理论和试验公式，但是由于理论研究往往源于实践，所以研究所得出的结论往往滞后于实践。目前在加筋土挡墙应用中失稳的情况时有发生，这就说明了加筋土挡墙的应用技术还有待提高。加筋土挡墙作为柔性支护的一种，在支护时允许结构出现一定的量的变形，变形过大时就会造成失稳事故的发生。常规的计算方法能够很好完成内部稳定验算和外部稳定验算的任务，但不能够阻挡加筋土挡墙的变形过大问题。本文主要通过对加筋土挡墙在边坡支护中应用的方案，分析变形与应力的特点，指导工程的安全施工。

二． 加筋土挡墙的原理与结构及特点

（一） 加筋土挡墙的原理

由于土的松散性，在自重或者具有外载的作用下容易发生严重变形或坍塌的现象。如果在土的应变方向设置抗拉的材料，在土与拉筋的摩擦作用下，就会产生犹如粘聚力的作用，从而改善土的力学性能。就目前来说有两种理论解释这种现象：

1. 摩擦加筋原理

在加筋土结构中，填土自重和外载荷所产生的压力作用于墙面板，墙面板上的筋带连接件将此土压力传递给筋带，有将筋带从土中拉出的趋势。而拉筋材料又被土压住，所以填土与筋带之间的摩擦力是阻止筋带被拔出的原因，称为摩擦加筋原理。

2. 准粘聚力理论

加筋土挡墙是本质上是一种复合的材料，由于其中筋带的弹性模量要远大于填土，在填土与筋带共同作用时，填土的抗剪能力，两者之间的摩擦力和筋带的抗拉能力，都使得土挡墙的强度有了明显的改善。由于这种强度的改善不是土体本来就具有的，是由于复合材料的使用而产生的，且类似于粘聚力，所以称为准粘聚力理论。

（二） 加筋土挡墙的结构

加筋土挡墙主要由基础，面板，加筋材料，填料，帽石五部分组成。 基础一般都是条形基础，采用块石砌筑或者是现浇混凝土。由于加筋土挡墙的基础承载的主要是自重，一般没有其他载荷，所以对基础要求并不太高。但是对于土质差的地基，应当采取一定的补强措施。

面板，其作用是令填土，筋带和自身构成有固定形状的整体，传递土压力，方便筋带的布置以及防止填土从侧面挤出。作为墙面板，其强度要保证筋带端部土的稳定，为能够抵抗震动和冲击，要有足够的刚度。于此同时，也要有足够的柔性，以满足在变形的要求。所以，墙面板应当美观，坚固且方便运输安装。

加筋材料是加筋土结构的关键组成部分，加筋技术的广泛应用正式由于加筋材料的研究与开发。由于筋带要与填土产生摩擦，且要承受荷载和拉力。所

以用作筋带的材料要有以下几个特点：1）抗拉能力强，变形小且脆性差；2）表面的摩擦系数较大；3）耐腐蚀；4）有一定的柔性且加工容易。

填料是加筋土挡墙的主要材料，它的主要作用就是与筋带产生摩擦力。由于填料的选择与工程造价及工程结构的安全有着直接的关系。所以，国家对填料规定了标准，以求充分发挥土与加筋材料之间的摩擦，保证复合体的整体性和安全稳定性。对于填料的基本要求有以下几点：1）容易填入和压实；2）水稳定性好；3）能够与筋带产生足够的摩擦力；4）满足化学要求。

（三） 加筋土挡墙的特点

加筋土挡墙由于其良好的技术经济效益，应用广泛，与传统的普通重力式挡墙相比有以下特点：

1）强度和柔度更大，抗震性能好。加筋土挡墙要能够比传统挡墙承受更大的水平推力，垂直方向的力以及抗倾覆力，地基承受的力更为均匀。柔度大，能够抵抗地基的不均匀沉降，且具有优秀的抗震性能。 2）质量有保证。加筋土挡墙是由各个预制件组合起来的，面板和筋带都是由各个工厂提前预支，责任可追究，因而其质量有保证。填土在开工前也可以事先检查，杜绝劣质材料的使用。

3）施工方法简单。目前的加筋土挡墙技术有一定的施工规范和步骤，因此施工时可以按部就班，施工方便简洁。

4）造价低，工期短。加筋土挡墙的造价要比传统挡墙造价低10%~15%，且施工快，工期短。

三． 加筋土挡墙在边坡支护中的应用

（一） 加固原则

在设计加筋土挡墙方案的设计当中应当遵循以下的原则：

1）边坡的稳定性要有保证；2）方案的施工应当较为方便，并可同时为工程的施工提供便利的条件；3）方案应当及时调整及优化；4）应当照顾到美化环境的要求。

（二） 施工技术要求

加筋土挡墙的施工有一定的规范以及步骤，施工过程应当严格按照施工步骤来施工。

1. 由测量人员按设计图纸，实地测量放线，确定基础的准确位置

2. 动工开挖，根据当地的地下水资料降低水位，做好防水工作。深度较深时，应当回填碎石作为垫层，并压实整平，达到7M标高。另外宽度要有保证，在得到监理师的许可之后才可以继续往下施工。

3. 现浇混凝土基础，每隔15-20m设置伸缩缝或者沉降缝，上表面应当平整，以方便第一层面板的铺设，待达到养护要求后，拆除模板。

4. 安装墙面板，为防止面板向外倾倒，安装时应当使面板稍微向内倾斜，并时刻用水平尺观测面板倾斜角度的变化。

5. 用筋带穿过面板上的预留孔并拉紧，再用水泥砂浆填充预留孔。

6. 布置拉带。先在拉带设计的长度处用铁钎固定一排钢筋，在街头和钢筋之间布置拉带，数量达到后拉紧，用铅封严，剪断多余的拉带。 7. 用土把拉带末端覆盖并压实，除去固定用的铁钎和钢筋。

8. 填土压实。填土应由边向内降低3-5cm，预防因为填土的下沉导致拉带松动。 9. 面板预留孔上摊铺填料并压实，在摊铺筋带前如果拉筋带表面不能严密贴合，就用砂子摊平，保证筋带与填料表面紧密贴合。

10.面板的安装时为保证墙体竖直，应当挂线施工。注意防止边角的破坏，并采用斜撑固定的方式防止相邻面板的错位。相邻面板的水平误差应当在10mm之下，轴线的偏差应当每10m不大于5mm。

11.填料在碾压前要进行压实试验，填料时随时检查其含水量，保证其压实度达到要求。

四． 结语

加筋土挡墙是一种新型的支挡结构，因为他的独特技术经济优势而被广泛应用。从目前的工程实际当中来看，各类加筋土支挡结构的本质是相同的，都能够有效的改善土体机构的性能。加筋土挡墙应用于边坡支护当中可以有效的防止塌方现象的发生，为工人的安全作业提供了保障。 【参考文献】

【1】 何光春，加筋土工程设计与施工.北京:人民交通出版社，2000. 【2】 欧阳仲春，现代土工加筋技术，北京:人民交通出版社，1991. 【3】 杨果林.现代加筋土技术应用与研究进展.[J]力学与实践,2002,24(l).

【4】 薛殿基,冯仲林.挡土墙设计实用手册[M].北京:中国建筑工业出版

社,2008.