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回忆墙体抵抗绕墙趾向外转动以致倾覆的能力。抗倾覆稳定性验算要点回忆1）抗倾覆稳定性验算墙体抵抗绕墙趾向外转动以致倾覆的能力，用抗倾覆稳定系数表示。计算公式为：加筋土挡土墙概述1加筋土挡土墙构造2加筋土挡土墙设计3加筋土挡墙稳定性验算4加筋土挡土墙一、加筋土挡墙的原理及构造1.1结构与挡土原理1.2加筋土加固机理1.3加筋土挡土墙构造1.1结构与挡土原理加筋土挡土墙是由基础、墙面板、帽石、拉筋和填料等几部分组成，如图4-1所示。其挡土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，并以基础、墙面板、帽石、拉筋和填料等组成复合结构而形成挡土墙以抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力，从而保证了挡土墙的稳定。1.1结构与挡土原理图4-1加筋土挡土墙结构图1.1结构与挡土原理加筋土挡土墙的优点是对地基承载力要求低，属于轻型支挡结构，适合在软弱地基上建造，施工简便，施工速度快，圬工量少，节省投资，少占地，外形美观。加筋土挡土墙一般应用于支挡填土工程，由于加筋土挡土墙所具有的特点，在公路、铁路、煤矿工程中得到较多的应用。1.2加筋土加固机理(一)加筋土基本原理当前解释和分析加筋土的强度主要有两种观点。一种把加筋土视为组合材料，用摩擦原理来解释与分析。另一种把加筋土视为均质的各向异性材料，用莫尔一库仑理论来解释与分析，称为准粘聚力原理。1.2加筋土加固机理(二)摩擦原理解释在加筋土结构中，填土自重和荷载等其他外力产生的侧压力作用于面板，通过面板上的筋带连结件将此侧压力传递给筋带，企图将筋带从土中拉出。而筋带材料又被土压住，于是填土与筋带之间的摩擦力阻止筋带被拔出。因此，只要筋带材料具有足够的强度，并与土产生足够的摩阻力，则加筋的土体就可保持稳定。1.2加筋土加固机理图4-2表示两个与筋带相接触的土颗粒，在摩擦力和垂直于筋带平面的法向压力作用下，其合力与筋带的法向平面成α角。显然，当α比土颗粒与筋带之间的摩擦角δ小或tanα比颗粒与筋带间的摩擦系数f小时，土颗粒与筋带之间不滑移。这时，颗粒与筋带之间好象直接相连接似的在进行着作用，如图4-3所示。1.2加筋土加固机理图4-2土颗粒与筋带间的摩擦图4-3土颗粒与筋带的连接状态1.2加筋土加固机理由于筋带是按一定的间距顺水平方向排列的，所以筋带中的拉力是由其接触的土颗粒传递给没有直接接触的土颗粒。这种力的传递结构目前还在进行研究和探索中，一般可近似地考虑为土拱的作用(如图4-4所示)。这样，筋带之间的土层相当于在两条筋带间填满袋状的土(如图4-5所示)。此时袋中颗粒的受力可以认为与直接同筋带接触的颗粒受力一样。1.2加筋土加固机理图4-4筋带之间土拱作用图4-5筋带间土体稳定1.2加筋土加固机理(三)莫尔一库仑理论解释由三轴试验可知，在外力和自重作用下的加筋土试件，由于土中埋置了水平方向的筋带，在沿筋带方向发生膨胀变形时，筋带犹如是一个“约束应力()”，阻止了土体的伸延变形.按照三轴试验条件，加筋土试件达到新的极限平衡时应满足的条件为：3245)(233tg(4-1)1.2加筋土加固机理若筋带所增加的强度以“内聚力”Cr加到土体内来表示，如图4-6所示。经推导，得：图4-6加筋土莫尔圆yxssrSStgAC2)245((4-2)1.3加筋土挡土墙构造4.2.1墙面板4.2.2拉筋4.2.3拉筋与面板的连接4.2.4填料4.2.5墙面板下基础4.2.6沉降缝与伸缩缝4.2.7帽石与栏杆1.2.1墙面板保证拉筋、填料、墙面板构成一个具有一定形状的整体。有足够的强度，保证拉筋端部土体稳定。面板形状有十字形、六角形、矩形、槽形、L形等，安装时使楔口相互衔接。墙面板应预留泄水孔，板后填筑细粒土时，应设置反滤层。1.2.2拉筋拉筋应具备有较高抗拉强度，有韧性，变形小，与填土间有较大摩阻力，抗腐蚀，便于制作，价格低廉。拉筋从材质上可以分为金属、钢筋混凝土、CAT钢塑复合材料、竹片、聚丙烯土工带、土工格栅等。1.2.2拉筋拉筋形状、结构、材质应最大限度地满足如下基本特性：1、拉筋要求具有较高的抗拉强度，以保证结构物的安全；2、拉筋应具有较好的柔性、韧性，以适应变形能力；1.2.2拉筋3、拉筋与填土之间应具有较大的摩擦系数；4、要求拉筋在拉力的作用下，只容许产生一定的变形量；5、要求拉筋有良好的抗疲劳性能，具有抗老化、耐腐蚀及化学稳定性好的特征；6、拉筋与面板的连结必须牢固可靠；7、要求拉筋的断面形状简单，便于加工制作，适合工厂化成批生产；8、经济上合理。1.2.3拉筋与面板的连接面板与拉筋必需有坚固可靠的连接，具有耐腐蚀性能。钢筋混凝土拉筋与墙面板之间，串联式钢筋混凝土拉筋节与节之间的连接，一般应采用焊接。金属薄板拉筋与墙面板之间的连接一般采用在圆孔内插入螺栓连接。1.2.3拉筋与面板的连接对于聚丙烯拉筋与面板的连接，可用拉环，也可以直接穿在面板的预留孔中(如槽形板)。对于埋人土中的接头拉环，都以浸透沥青的玻璃丝布绕裹两层防护。1.2.4填料填料必须易于填筑和压实，与拉筋之间有可靠的摩阻力，不应对拉筋有腐蚀性。填料应选择有一定级配渗水的砂类土、砾石类土(卵石土、碎石土、砾石土)，随铺设拉筋，逐层压实。0.3m1.2.4填料对于泥炭、淤泥、冻结土、盐渍土、垃圾土、强膨胀土及硅藻土，禁止使用。填料中不应含有大量的有机物。对于采用聚丙烯土工带为拉筋时，填料中不宜含有两价以上铜、镁、铁离子及氧化钙、碳酸钠、硫化物等化学物质。1.2.5墙面板下基础基础采用混凝土灌注或用浆砌片石砌筑。一般为矩形，高为0.25～0.4m，宽0.3～0.5m。顶面可作一凹槽，以利于安装底层面板。对于土质地基，基础埋深不小于O.5m，还应考虑冻结深度、冲刷深度等。1.2.5墙面板下基础对软弱地基，除作必要处理外，尚应考虑加大基础尺寸。土质斜坡地区，基础不能外露，其趾部到倾斜地面的水平距离应满足要求，见图4-8。1.2.5墙面板下基础图4-8加筋土挡墙护脚横断面图1.2.6沉降缝与伸缩缝由于加筋土挡土墙地基的沉陷和面板的收缩膨胀引起的结构变形、基础下沉、面板开裂，不但破坏其外观，同时也影响结构使用年限。为此，在地基情况变化处及墙高变化处，通常每隔10～20m设置沉降缝。伸缩缝和沉降缝可统一考虑，面板在设缝处应设通缝，缝宽2～3cm，缝内宜用沥青麻布或沥青木板填塞，缝的两端常设置对称的半块墙面板。1.2.7帽石与栏杆加筋土挡土墙顶面，一般设置混凝土或钢筋混凝土帽石。帽石应突出墙面3～5cm，其作用是约束墙面板，同时，也是为保证人身安全设置栏杆所需。栏杆高为1.0～1.5m，栏杆柱埋于帽石中，以保证栏杆的坚固稳定。二、加筋挡土墙设计计算1）拉筋断裂破坏（内部稳定性）在拉筋强度不足，或者拉筋与连接件强度不足。2）土与拉筋间结合力不足（内部稳定性）拉筋与土之间的摩擦力不足造成土体相对滑移3）外部不稳定造成的破坏（外部稳定性）一）加筋土挡墙的破坏形式二、加筋挡土墙设计计算1）墙面板后产生如图的折线剖裂面关键点：折线破裂面，锚固区，非锚固区二）计算基本假定二、加筋挡土墙设计计算2）拉筋有效长度产生有效摩阻力，不考虑无效长度的摩阻力3）拉筋与填料的摩擦系数全长范围内均匀分布4）每块墙面板的土压力均匀分布二）设计计算基本假定二、加筋挡土墙设计计算1）墙背水平土压力计算墙后填料土压力墙顶面荷载产生的土压力三）内部稳定性验算二、加筋挡土墙设计计算墙后填料土压力计算公式三）内部稳定性验算二、加筋挡土墙设计计算墙顶面荷载土压力计算公式1）应力扩散法三）内部稳定性验算二、加筋挡土墙设计计算墙顶面荷载土压力计算公式2）布辛纳斯克解法三）内部稳定性验算二、加筋挡土墙设计计算拉筋所受垂直应力:填料部分+顶面荷载部分三）内部稳定性验算二、加筋挡土墙设计计算拉筋长度计算:保证拉力作用下不被拔出无效长度La有效长度Lb实际长度在计算基础上，参考经验及规范确定。三）内部稳定性验算二、加筋挡土墙设计计算拉筋长度计算:无效长度La，0.3H折线法确定三）内部稳定性验算二、加筋挡土墙设计计算拉筋长度计算:有效长度Lb三）内部稳定性验算二、加筋挡土墙设计计算抗拔稳定性验算单根抗拔稳定性系数不小于2.0，最小1.5全墙的抗拔稳定性系数不应小于2.0，可按下式计算三）内部稳定性验算三、墙面板设计墙面板设计首先应满足坚固、美观、方便运输和易于安装等要求。墙面板的形状、大小通常根据施工条件和其他要求来确定。混凝土面板具有很大的刚性，在面板间的水平接缝内嵌入软木板，可使墙身具有一定的抗挠性，有利于减少墙面的整体变形；在垂直方向的接缝内嵌入聚氨脂泡沫塑料一类材料，有利于墙体排水。三、墙面板设计在我国实际工程中，加筋土挡墙面板一般采用混凝土预制件，混凝土强度等级不低于C20，面板厚度不小于8cm。加筋土挡墙面板的强度可以按均布荷载作用下的两端悬臂的简支梁进行检算三、墙面板设计通常墙面板设计只需确定墙面板的厚度，可以根据墙面板的外力与所受最大弯矩进行估算。墙面板应按下列规定设计计算：(1)作用于单板的水平土压力，应按均匀分布；(2)单板可沿垂直向和水平向分别计算内力；(3)墙面板与拉筋连接部分的配筋应加强；(4)墙面板采用钢筋混凝土预制构件，应根据现行《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3)按双向悬臂梁进行单面配筋设计。四、拉筋设计(一)钢筋混凝土拉筋的设计1、钢筋混凝土拉筋的构造及尺寸钢筋混凝土拉筋截面可设计为矩形，长度由挡土墙的稳定性验算确定，较长的应分节预制。拉筋混凝土的强度等级不宜低于C20，钢筋直径不得小于8mm。其宽度及厚度可参考表。拉筋尺寸参考表主筋直径筋条厚度筋条宽度〉20mm8cm10～25cm〈20mm6cm10～25cm四、拉筋设计表中筋条宽度范围较大，设计时可根据修建挡土墙地段横向场地尺寸考虑选用，当有足够宽度能满足较长的筋条长度时，可选择较窄的筋条宽度，以减少无效区的拉筋材料用量。反之可选用较宽的拉筋，以适应狭窄地区的修建，通常当墙高在6～1Om时选择15～18cm较为合适。四、拉筋设计拉筋间距的选择通常与面板的尺寸相互配合，一般根据挡土墙墙背上作用的土压力大小、拉筋的强度、拉筋上承受的有效摩擦阻力来分配拉筋平衡时所需的密度。通常用下式来确定拉筋的间距：viiyxiKSST四、拉筋设计当机械化施工水平不高，或者无法进行机械化施工时，一般采用0.5m2左右的小面板，拉筋的间距不可过大。另一方面间距过大单根拉筋所受外力也相应增加，则拉筋的主筋直径将会加大。为了控制填土夯实质量起到控制填土分层厚度的作用，所以设计时应考虑与分层填土厚度。四、拉筋设计拉筋平面形状大多为矩形，也可将拉筋的平面形状设计为楔形，即等腰梯形，顶短边在前，底长边在后。楔形拉筋在填土中，当面板将土侧向拉力传给拉筋后，使两侧土体受到楔形拉筋侧壁的挤压，产生被动抗力，从而加强筋土间的相互作用，增加筋土间的摩擦效应，提高拉筋的抗拔能力。钢筋混凝土楔形体拉筋四、拉筋设计2、拉筋主筋的确定根据实测拉筋的受力状态，拉筋上拉力峰值约等于相应面板上所承受的侧向土压力的1.36～1.87倍，所以在《铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025--2001)中规定拉筋的设计荷载为安全考虑，采用面板侧向土压力1.5～2.0倍考虑。即拉筋所受的拉力为拉筋所处的墙面板范围内的加筋土的水平土压力与外荷载引起的侧向土压力之和，再乘以大于1的峰值附加系数。四、拉筋设计拉筋受力可近似地以墙面板中心深度的总侧压应力乘以墙面板的面积来计算:钢筋混凝土拉筋主筋截面可根据上述计算方法所得的计算拉力进行设计，按下式进行计算：由式(4-18)求出主筋的截面积后，则可得出其直径或厚度。yxihihiyxhiiiSSKSSKT)(21'maxNAT(4-18)(4-17)四、拉筋设计3、拉