加筋法地基处理课件第十三章.ppt

第13章 加筋法 13.1 概述 13.1.1 加筋法的概念 加筋法是在土中加入条带、成片纤维织物或网格片等抗拉材料，依靠它们限制土的侧移，改善土的力学性能，提高土的强度和稳定性的方法。 常用的有土钉、加筋土挡墙、锚定板和土工合成材料等。 一般用于加筋土的筋材有非金属、金属及组合材料。金属材料应用较少，以土工合成材料为主的非金属筋材应用较多，如土工格栅、土工织物和土工带等。此外，还有钢筋混凝土网格、钢筋混凝土格栅等。,13.1.2 加筋法的基本原理 土的抗拉能力低，甚至为零，抗剪强度也很有限。在土体中放置了筋材，构成了土筋材的复合体，当受外力作用时，将会产生体变，引起筋材与其周围土之间产生相当位移趋势，但两种材料的界面上有摩擦阻力和咬合力，等效于给土体施加一个侧压力增量，使土的强度和承载力有所提高，限制了土的侧向位移。 13.1.3 加筋法的应用和发展 以天然植物起加筋作用的加筋法已有几千年的历史。 P250页图13.2,13.1.4 加筋法特点 1、加筋法可以筑造很高的垂直填土，也可以是倾斜坡面填土，可用于各类地基和边坡加固。 2、减少占地面积，特别适合于在不允许开挖的地区施工。 3、加筋的土体及结构属于柔性，对各种地基都有较好的适用性，因而对地基的要求比其他结构的建筑物低。对遇到的软弱地基，常不需要采用深基础。 4、加筋法支挡墙、台等结构，墙面变化多样。 5、加筋土机构既适用于机械化施工，也适用于人力施工。 6、加筋土的抗震性能、耐寒性能良好。 7、造价较低。 缺点：采用金属材料是要考虑防腐蚀，采用聚合材料筋材，应考虑其衰化及材料的长期蠕变性能。,13.2 土钉墙 13.2 .1 土钉墙概况 土钉墙支护结构（简称土钉）是将筋杆插入土体内部，其全长土体粘结（或钻孔注浆固结），并在坡面喷射混凝土及挂钢筋网，通过土钉与土体的相互作用，形成其结构类似于重力式挡土墙的土体加固区带，从而明显地提高原位土体的强度，增强整个边坡的稳定性。 土钉墙构造一般由土钉、面层、泄排水系统3部分组成。按施工方法，可分为3种类型：钻孔注浆型、打入型和射入型。土钉的面层由混凝土、纵横交错的主筋、网筋等构成。 土钉比较适用于有一定粘结性的杂填土、黏性土、粉土、黄土及弱胶结性的砂土边坡，尤其是标准贯入锤击数5以上的砂土、击数3以上的黏性土。施工土钉时，应使地下水位低于开挖段或通过降水使地下水位低于基坑底面。,13.2 .2土钉加固机理 土钉能有效地提高整个原位土体强度并限制其位移，主要加固机理表现在以下几个方面： 1、箍束骨架作用 2、扩渗粘结作用 3、锚固抗拔作用 4、面层约束作用 土钉可视为小尺寸的被动式锚杆，但是它与土层锚杆相比是有区别的。P252253五点。,13.2 .3 土钉设计与计算 土钉墙设计主要有土钉布置、土钉内部稳定性计算、土钉外部稳定性验算及面层混凝土设计等。 1、土钉布置 土钉长度与基坑深度由一定比例关系。 2、单根土钉承受的最大拉力 3、土钉抗拉承载力设计值 4、土钉整体稳定性分析 5、土钉墙外部稳定性验算 13.2 .4 土钉墙施工技术 土钉墙施工工艺包括：土方开挖、成孔、钉杆组装与送入、注浆作业、清理边坡、编网焊接、安放墙面泄排水系统、喷射混凝土并养护、张拉锁定等。,13.3加筋土挡墙 13.3.1 加筋土挡墙概况 加筋土挡墙是由填土、带状拉筋和墙面板3部分组成的复合结构，这种结构内部存在着墙面土压力、拉筋的拉力、填料与拉筋见的摩擦力等相互作用的内力，这些力互相平衡，保证了复合结构的内部稳定。而且，加筋土结构还能抵抗筋尾部后面填土所产生的侧压力，从而保证了加筋土挡墙的外部稳定。 加筋土挡墙主要特点如下： 1、比传统的重力式挡墙重量轻，其混凝土用量仅限于面层，约为重力式混凝土挡墙的3%5%，且对地基的承载能力要求不高。 2、加筋土属于柔性支挡结构，允许地基有较大的沉降量，适合于在软土地基上应用。 3、加筋土本身与地基土及墙后填土可密切结合，其整体稳定性及抗震性能较高。 4、挡墙的面板可预制拼装，能垂直地形成墙面，减少占地面积和土方量，降低成本。,13.3.2 加筋土挡墙的构造 1、面板 面板起防止拉筋间填土从侧向挤出，并于拉筋、填土一起构成挡墙整体的作用。面板常用金属或钢筋混凝土等材料制作。 2、拉筋 加筋土挡墙宜用抗拉强度高、延伸率小，耐腐蚀和有柔韧性的扁状材料做拉筋，以确保拉筋能与填土产生足够的摩擦力，常用扁钢带、钢筋混凝土带、聚丙烯土工带等做拉筋。 3、填土 填土一般应具有易压实性、较好透水性、能与拉筋产生足够的摩擦力、不易发生电化学反应等良好特性。 4、其他构造 面板基础常采用混凝土灌注或用砂浆砌石块筑成。沉降缝等。,13.3.3 加筋土挡墙设计计算 （1）基本假定 （2）侧向土压力计算 作用于加筋挡墙面板上的侧向土压力值p，由墙后填土所产生的土压力值P1及墙顶面荷载所产生的土压力值P2两部分组成。（13.8） P1接近于静止土压力。墙面板离墙顶越深，荷载所产生的土压力P2越小。（13.9） （3）竖向压力计算 （4）拉筋计算 （5）全墙整体稳定验算,13.3.4 加筋土挡墙施工技术 加筋土工程施工程序是： 基础施工 构件预制 面板安装 填料摊铺、压密和拉筋铺设 地面设施施工,13.4 锚定板挡土结构 13.4.1 锚定板挡墙结构组成 锚定板是一种适用于人工填土的挡墙结构，可以用作挡土墙、桥台及港湾护岸工程。 锚定板挡墙结构由墙面、钢拉杆、锚定板和填土共同组成。 该挡墙的墙面可用预制的钢筋混凝土立柱与挡板拼装而成，钢拉杆的外端与立柱连接，内端与锚定板连接。填土对挡板的侧压力通过立柱传至拉杆，钢拉杆则依靠锚定板在填土中的抗拔力（端阻力）而维持结构的平衡与稳定。,13.4.2 锚定板挡墙设计计算 1）墙面土压力计算 2）锚定板抗拔力计算 3）锚定板面积 4）钢拉杆长度 13.4.3 锚定板挡墙施工技术 施工关键是填土，图13.15（P262）,13.5 土工合成材料 13.5.1 土工合成材料的概念和种类 土工合成材料是岩土工程应用的合成材料的总和。它是以合成纤维、塑料、合成橡胶等聚合物为原料制成的用于岩土工程的新型材料。 目前暂时分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料。,13.5.2 土工合成材料