地基处理第16章加筋法ppt课件.ppt

1 第16章加筋法Chapter16ReinforcementMethod 2 16 1概述16 1Introduction 土的加筋是指在人工填土的路堤或挡墙内铺设土工合成材料 或在边坡内打入土锚 或土钉 树根桩等 这种人工复合土体称为加筋土 它可提高地基承载力 减小沉降和增加地基稳定性 这种起加筋作用的人工材料称为筋体 3 加筋土法的基本机理是通过土体与筋体间的摩擦作用 使土体中的拉应力传递到筋体上 筋体承受拉力 而筋间土承受压应力及剪应力 使加筋土中的筋体和土体都能较好发挥自己的潜能 土的加筋在我国古代汉武帝时就有以草枝建造长城的记载 现代加筋土技术的发展始于20世纪60年代初期 法国工程师HenriVidal首先在试验中发现 当土掺有纤维材料时 其强度可明显提高到原有天然土强度的好几倍 并由此提出了土的加筋概念和理论 4 一 概述加筋土挡墙 ReinforcedEarthwall 系由填土 在填土中布置一定量的拉筋以及直立的墙面板三部分组成一个整体的复合结构 1965年法国普拉聂尔斯成功地建成了世界第一座加筋土挡墙 1979年我国云南田坝矿区贮煤场修建了加筋土挡墙 16 2加筋土挡墙16 2ReinforcedRetainingWall 5 加筋土挡墙示意图 6 加筋土挡墙的特点 1 它可做成很高的垂直填土 2 充分利用材料性能 特别是土与拉筋的共同作用 使挡土墙结构轻型化 3 面板 筋带可在工厂中定型制造加工 4 施工简便 快速 5 适应性好 具有柔性结构的性能 可承受较大的地基变形 适用于软土地基 7 6 整体性较好 它所特有的柔性能够很好地吸收地震能量 具有良好的抗震性能 7 面板的形式可根据需要选择 拼装完成后造型美观 适合于城市道路的支挡工程 二 加固机理1加筋土基本原理2加筋土挡墙破坏机理 8 1 加筋土挡墙的内部稳定性拉筋拔出破坏 拉筋断裂 面板与拉筋间接头破坏 面板断裂 贯穿回填土破坏 沿拉筋表面破坏 2 加筋土挡墙的外部稳定性土坡整体失稳 滑动破坏 倾覆破坏 承载力破坏 9 三 设计计算1加筋土挡墙的型式可分为路肩式和路堤式挡墙 根据拉筋不同的配置方法 可分为单面加筋土挡墙 双面分离式加筋土挡墙 双面交错式加筋土挡墙以及台阶式加筋土挡墙 2加筋土挡墙的荷载应根据可能同时出现的作用荷载 选择荷载组合 10 3面板面板一般采用混凝土预制构件 其强度等级不应低于C18 厚度不应小于80mm 4拉筋拉筋应采用抗拉强度高 伸长率小 耐腐蚀和柔韧性好的材料 同时要求加工 接长以及与面板的连接简单 如镀锌扁钢带 钢筋混凝土带 聚丙烯土工聚合物等 11 5填土加筋土挡墙内填土一般应具有易压实 能与拉筋产生足够的摩擦力以及水稳定性好的要求 一般要求填土的塑性指数小于6 内摩擦角大于34度 小于0 015mm的细颗粒重量少于15 应优先采用有一定级配的砾类土或砂类土 6加筋土挡墙构造设计 12 7加筋土结构计算 1 加筋土挡墙的内部稳定性计算1 土压力计算2 拉筋所受拉力计算3 拉筋的断面计算4 拉筋的长度计算5 拉筋的总长度计算 13 2 加筋土挡墙的外部稳定性计算包括挡墙地基承载力 基底抗滑稳定性 抗倾覆稳定性和整体抗滑稳定性等的验算 与一般重力式挡土墙的计算方法相同 四 施工技术1基础施工2面板安装3拉筋铺设4填土的铺筑和压实 14 一 概述土工合成材料已有100年左右的历史 但应用于土木工程是20世纪30年代末才开始的 我国于60年代中期将有纺织物应用于河道 涵闸及防治路基翻浆冒泥等工程 80年代中期 土工合成材料在我国水利 铁路 公路 军工 港口 建筑 矿山 冶金和电力等部门逐渐推广 1986 1989 1992年分别在天津 沈阳和江苏仪征召开了三届土工合成材料学术会议 16 3土工合成材料16 3Geosynthetics 15 单向土工格栅加筋桥台 16 单向土工格栅加筋桥台 土工加筋带 17 单向土工格栅加筋土路堤 18 单向土工格栅加筋土路堤 19 二 土工合成材料产品类型 一 有纺型土工织物 Wovengeotextile 二 无纺型土工织物 Nonwovengeotextile 1热压处理法 2针刺机械处理法 3化学粘结处理法 三 合成型土工织物1土工膜 Geomembrane 2土工格栅 Geogrid 3土工网 Geonet Geoweb 20 四 复合型土工织物 Geocomposite 1复合土工膜2土工塑料排水带3土工垫4土工格室三 土工合成材料特性 一 物理特性1相对密度2单位面积质量3厚度 21 二 力学特性1压缩性2抗拉强度3撕裂强度4握持强度5顶破强度6刺破强度7穿透强度8摩擦系数 22 三 水理性特性1孔隙率2开孔面积率3等效孔径4垂直渗透系数5水平渗透系数 四 耐久性和环境影响1抗老化2徐变性 23 四 土工合成材料的主要功能 一 排水作用 二 隔离作用 三 反滤作用 四 加筋作用1用于加固土坡和堤坝2用于加固地基3用于加筋土挡墙 24 五 设计计算 一 作为滤层时的设计 二 作为加筋时的设计1地基加固2路堤加固3加筋土挡墙六 施工技术 25 一 概述土钉是将拉筋插入土体内部 常用钢筋做拉筋 尺寸小 全长度与土粘结 并在坡面上喷射混凝土 从而形成土体加固区带 其结构类似于重力式挡墙 用以提高边坡的稳定性 适用于开挖支护和天然边坡加固 是一项实用有效的原位岩土加筋技术 16 4土钉16 4SoilNailing 26 27 土钉墙施工 28 土钉墙施工 29 锚杆施工 30 土钉墙施工 喷射混凝土面层 31 土钉墙 32 二 土钉的类型 特点及适用性按施工方法 土钉可分钻孔注浆型土钉 打入型土钉和射入型土钉三类 土钉具有如下特点 1 形成的土钉墙复合体 显著提高了边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力 2 施工简单 施工效率高 3 对场地邻近建筑物影响小 4 经济效益好 33 土钉适用于地下水位低于土坡开挖段或经过降水使地下水位低于开挖层的情况 为了保证土钉的施工 土层在分阶段开挖时应能保持自立稳定 为此 土钉适用于有一定粘结性的杂填土 粘性土 粉土 黄土类土及弱胶结的砂土边坡 三 土钉与加筋土挡墙的比较1土钉施工 自上而下 加筋土挡墙则是 自下而上 2土钉是原位加筋技术 不像加筋土挡墙那样 能够预定和控制加筋土填土的性质 34 3土钉技术通常包含使用灌浆技术 使筋体和其周围土层粘结起来 载荷通过浆体传递给土层 在加筋土挡墙中 摩擦力直接产生于筋条和土层间 4土钉既可水平布置 也可倾斜布置 加筋土挡墙的拉筋一般水平设置 四 土钉与土层锚杆的比较1土层锚杆在安装后便于张拉 土钉则不予张拉 发生少量位移后才可发挥作用 35 2土钉的绝大部分和土层相接触 而土层锚杆多通过在锚杆末端固定的部分传递荷载 两者在土体中产生的应力不同 3土钉的安装密度很高 单筋破坏的后果不严重 4因锚杆承受荷载很大 在锚杆的顶部需安装适当的承载装置 5锚杆往往较长 一般15 45m 36 五 加固机理1土钉对复合土体起着箍束骨架作用 2土钉与土体共同承担外荷载和土体自重应力 3土钉起着应力传递与扩散作用 4钢筋网喷