加筋土

土木工程术语

加筋土是由填土、在填土中布置一定重量的带状拉筋及直立的墙面板三部分组成一个整体的复合结构。这种结构内部存在着墙面土压力、拉筋的拉力、填料与拉筋间的摩擦力等相互作用的内力，这些力互相平衡，保证了这个复合结构的内部稳定，而且，加筋结构还能抵抗筋尾部后面填土所产生的侧压力，即保证了加筋土挡墙的外部稳定，从而使整个复合结构稳定。

简述

加筋土就是在压实的填土中，作加筋处理，使能够在拉筋方向获得和拉筋的抗拉强度相适应的粘聚力，使成为整体，变为一个能够支承外力自重的复合结构。加筋土结构物系由填土，布置在填土中一定量的带状拉筋、以及由直立的墙面板三部分组成，这种整体复合结构内部存在着对墙面的土压力、拉筋的拉力，以及填土与拉筋间的摩擦力等相互作用的内力，它们之间相互平衡，从而保证了这个复合体的稳定。

加筋土是1965年法Henri Vidal氏所发明，我国70年代末期开始推广应用。

加筋土挡土结构常见的形式有条带式和包裹式两种。条带式结构一般是将高强度、高模量的加筋条带在填土中按一定间距排列，其一端与结构边侧的面板连接，另一端则埋设于填土之中；包裹式结构采用扁丝机织土工织物在土内满铺，在铺设的每一层织物上填土压实，将外端部织物卷回一定长度后，再在其上铺放另一层织物，每层填土厚度为0．3～0．5 m，填土压实，逐层增高。此外，近年来还发展了许多其他形式的挡土结构，如本专著第一作者设计出的包裹体一对拉锚板复合式挡土结构等。

加筋土应用范围较广阔，可用于山区或城市道路的挡土墙、护坡、路堤、桥台、河坝以及水工结构和工业结构等工程上，此外还可用于处理滑坡。

基本原理

砂性土在自重作用或外荷作用下易产生严重的变形或坍塌。若在土中沿应变方向埋置有挠性的拉筋材料，则土与拉筋材料产生摩擦。使加筋土犹如具有某种程度的粘聚力，从而改良了土的力学特性。有两种观点来解释这一现象：①摩擦加筋理论；②准粘聚力理论(或莫尔-库仑理论)。

摩擦加筋理论认为：在加筋土结构中，由填土自重和外力产生的土压力作用于墙面板，通过墙面板上的拉筋连接件将此土压力传递给拉筋，存在着将拉筋从土中拉出的可能，而拉筋又被填土压住，于是填土与拉筋之间的摩擦力阻止拉筋被拔出。因此，只要拉筋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。

准粘聚力理论认为：加筋土结构可以看作是各向异性的复合材料，通常采用的拉筋，其弹性模量远大于填土。在这种情况下，拉筋与填土的共同作用，包括填土的抗剪力、填土与拉筋的摩擦阻力及拉筋的抗拉力，使得带有拉筋的填土的强度明显提高。

特点

加筋土的特点是：

1．可充分利用材料性能，以及土与拉筋的共同作用，可使挡墙结构轻型化，其体积仅相当于重力或挡墙结构的3～5%，对地基土的要求也较低。

2．加筋土的墙面和拉筋由工厂预制，可实现工厂化生产，节省劳力，加速工程进度，降低施工成本。

3．适应性强，加筋为柔性材料，可以承受地基较大的变形，它所容许的沉降比传统的挡墙大，因而更适合在软弱地基上进行构筑。

4．加筋土用于重力式构筑物，墙面垂直，节省用地面积，减少土方量；挡墙面板薄，基础尺寸小，可节省工程投资20～60%；而且理论上可不受高度限制。

5．作为挡土结构，面板的型式可按需要进行美化设计，拼装完成后造型美观，用于城市建筑工程，有利于美化城市。

6．加筋土复合结构的整体性能好，结构稳定性强，有良好的抗震性能。

7．结构简单，施工方便，除压实机械外，不需配备其他机械；施工迅速，质量易于控制。

材料

1．拉筋材料

要求抗拉强度高，延伸率小，耐腐蚀和有一定的柔韧性。多采用镀锌带钢(截面5×40或5×60mm)、铝合金钢带和不锈带钢、Q235钢条(3号钢)、尼龙绳、玻璃纤维和土工纤维等。有的地区，就地取材，也有采用竹筋、包装用塑料带、多孔废钢片、钢筋混凝土代用，效果亦好，可满足要求。

2．回填土料

宜优先采用一定级配的砾砂土或砂类土，有利于压密和与拉筋间产生良好的摩阻力，也可采用碎石土、黄土、中低液限粘性土等，但不得使用腐植土、冻土、白垩土及硅藻土等，以及对拉筋有腐蚀性的土。

设计原则

进行加筋土设计应遵照下列原则：

(1)设计应从工程实际出发，合理确定筋材的种类、规格、尺寸；全面考虑筋材的铺放位置、范围、连接等；正确安排施工方法、机械设备、生产程序、总体计划。

(2)影响筋材与周围土颗粒之间摩阻作用的因素很多，诸如土壤的成分、粒径、级配、强度；筋材的种类、规格、粗糙程度、抗拔能力、技术指标；加筋土的结构形式、荷载方式、筋材的铺设方法；环境情况、气象温度、施工方法、土的干湿程度；工程性质(永久或临时)、用途、投资、环境与美观要求等。设计人员在进行加筋土设计时，必须全面、综合、认真地予以研究、评价、比较、选择。

(3)土工合成材料性状受荷载形式、大小、加荷速度、使用时间、温度、试样尺寸等影响，应按有关标准的规定进行测试，对重要工程尚应进行现场试验。

(4)对特别重要的工程或根据工程实际需要时，应设置原位观测项目。

(5)工程设计安全系数应根据工程规模、使用条件来确定。

(6)设计中应提出土工合成材料在施工过程中需要注意的问题和采取的防护措施。

(7)加筋土挡土墙设计相对普通挡土墙较为麻烦，使用公式也较多，所分项目较细，执行设计的人员，必须详细认真、有针对性地正确采用计算公式和选用设计方法。

(8)加筋土挡土墙设计时，应合理考虑加筋土体的内部排水和外部排水。

(9)很长的加筋土挡土墙应按要求留沉降缝，加筋土挡土墙的沉降缝设置和处理方法与普通挡土墙相同。

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