摘要：文章介紹了加筋擋土墻的結構形式及特點，分析了加筋擋土墻的作用機理，對施工中的技術問題作了幾點闡述，供參考。
關鍵詞：加筋土擋墻; 公路; 應用
1. 前言
自法國工程師亨利·維達爾提出加筋土概念，并于1965年按照他的設計理論成功地在法國普拉爾熱修建了第一座加筋土公路擋土墻，于是這一具有獨特優(yōu)點的加筋土結構立即引起了世界各國的重視，加筋土結構的研究和工程試驗普遍而迅速發(fā)展起來。我國于20世紀70年代末引進加筋土技術以來，全國已建成數(shù)千座加筋土工程，大部分應用于公路和城市建設、水運和水利工程。在高速公路建設方面，由于用地緊張、軟基處理等方面的原因?qū)咏钔两Y構尤其是加筋擋土墻的倚重也越來越大。
2. 加筋擋土墻的結構形式及特點
加筋擋土墻一般由基礎、面板、加筋材料、土體填料、帽石等部分組成?；A的作用是便于第一層面板的安裝定位，調(diào)整地面高差，也可以作為地基處理的重要部分，除了軟弱地基和滑坡地帶外，加筋擋土墻的基礎一般不需要做專門處理。面板的作用主要是阻止土體填料滑塌，使加筋材料與土體填料組成的復合土體免遭侵蝕，通過與筋帶的共同作用約束土體，抵抗墻背土壓力。由于加筋擋土墻的結構特點，使其具有以下優(yōu)點：(1)垂直的墻面大大減少占地面積；(2)面板、筋帶可以在工廠中定型制造、加工，在現(xiàn)場用人工或機械分層安裝，施工簡便、快速，可以節(jié)省勞動力和縮短工期；(3)結構新穎、造型美觀。
3. 加筋擋土墻的作用機理
加筋土結構可看作是各向異性的復合材料，一般情況下拉筋的彈性模量遠遠大于填土的彈性模量，拉筋與填土共同作用，外測強度包括了填土的抗剪力、填土與拉筋的摩阻力和拉筋的抗拉力的共同作用，使得加筋土的強度明顯提高。這一點在加筋砂圓柱土樣與未加筋砂圓柱土樣的三軸對比試驗中得到驗證。砂土試樣在單軸壓力下受到壓密，土樣側向在側壓力作用下發(fā)生側向應變。如果在土中布置了拉筋，由于拉筋對土體的摩擦阻力，當土體受到垂直應力作用時，在拉筋中將產(chǎn)生一個軸向力，起著限制土體側向變形的作用，相當于在土中增加了一個對側向壓力的反力，使土的強度提高了。
我們可取單位長度加筋土體，利用摩擦加筋原理做以下分析，如圖1所示：
dl拉筋左截面受力為丁 ，右截面受力為T2，壓住拉筋的法向應力為?滓 ，略去筋帶重量和微元體土體重量。設拉筋與土粒之間的摩擦系數(shù)為f，b為筋帶寬度。由于土的水平推力在該微元段拉筋中所引起的拉力為dT，dT=T1-T2。設dF為土粒與拉筋在該微元段上產(chǎn)生的總摩擦力，則有：dF=2?滓fbdl (1)
根據(jù)對該段微元體的受力分析，可知如果dF>dT，則筋～ 土之間就不會產(chǎn)生相互錯動，換句話說，土的水平推力被筋～ 土之間的摩擦力所克服，微元體保持穩(wěn)定，反之則不能保持穩(wěn)定。因此，要達到上述效果拉筋材料要滿足2點：一是表面要粗糙，能使筋～ 土之間產(chǎn)生足夠的摩擦力；二是要有足夠的強度和彈性模量，前者保證在筋～ 土之間產(chǎn)生錯動前拉筋不被拉出，后者保證拉筋的變形與土體的變形大致相同。
4. 施工工藝注意事項
4.1 填料
為保證加筋土擋墻的質(zhì)量，根據(jù)實際情況所有填料均為外借的碎石土。填料中碎石含量及粒徑適中，其性質(zhì)滿足<公路路基設計規(guī)范>，是比較好的加筋土填料。按公路重型擊實標準所得最大干容重為2．19g／m3， 最佳含水量為6.9% ，CBR為9% 。所采用的設計參數(shù)為容重r=20KN／m3，內(nèi)摩擦角 =300 。
4.2 壓實標準
加筋土擋土墻的施工質(zhì)量控制原則上按<公路加筋土工程施工技術規(guī)范>和<公路路基施工技術規(guī)范>執(zhí)行。由于加筋土擋土墻高度較大，突破了規(guī)范范圍，因此在一些方面提出了特殊要求。為了減少加筋土擋土墻完工后沉降對路面的影響，提高加筋土結構的整體穩(wěn)定性，我們對填料的壓實度要求比現(xiàn)行規(guī)范有所提高，并減小了壓實層厚。路面板1m范圍外，距路槽底面以下80cm 范圍內(nèi)要求壓實度大于95％ ，80cm以下范圍壓實度大于93％ (采用重型擊實標準)。
填料分層碾壓，分層厚度25cm。碾壓時一般先輕后重，并嚴禁在未經(jīng)壓實的填料上急劇改變壓強機方向和急剎車。壓實作業(yè)先沿公路中線方向從筋帶中部開始，逐步碾壓至筋帶尾部，再碾壓靠近面板部位。重型壓實機械距面板不得小于1m，距面板lm范圍內(nèi)利用跳夯壓實到設計要求的壓實度。
4.3 加筋帶施工
加筋土擋土墻的加筋帶采用CAT30020B鋼塑復合拉筋帶，筋帶表面應有粗糙花紋，單根破斷拉力不小于9 kN，破斷延伸率不大于2 ，每噸長度11 000 m。拉筋帶的下料長度一般為2倍設計長度加穿孔所需長度(約50 cm)，將筋帶的一端從面板預留孔中穿過折回與另一端對齊，避免筋帶在孔上繞成死結，造成筋帶損傷；筋帶鋪設方向應盡量與面板垂直，每根筋帶末端拉直并用填料壓住，并應減少和避免筋帶重疊；每個孔的筋帶呈扇形分開，間距力求均勻，在轉(zhuǎn)角處筋帶產(chǎn)生交叉時，應用10 cm 厚的填料將筋帶隔開。嚴禁各種車輛或重型物體在未蓋填料的筋帶上行駛，筋帶上下表面必須用細土人工鋪填，不得與硬棱角填料直接接觸。
5. 結語
加筋土工程已越來越被廣泛地運用于工程實踐當中，尤以加筋擋土墻為代表。它依靠填料與拉筋之間的摩擦力，平衡墻面板所受的水平土壓力(內(nèi)部穩(wěn)定)，并以這一復合結構抵抗加筋尾部填料所產(chǎn)生的土壓力(外部穩(wěn)定)，從而保證了整個結構的穩(wěn)定。其結構形式的獨特優(yōu)點已深受工程建設與設計人員的喜愛。
