某工程加筋土挡土墙施工及位移分析

'某工程加筋土挡土墙施工及位移分析第35卷(2004年)第4期Vo1.35No.4建筑技术ArchitectureTechnology?28卜某工程加筋土挡土墙施工及位移分析龚文璞关键词:加筋土;挡土墙;位移中图分类号:TU413.62文献标识码:B文章编号:1000—4726(2004)04—0281—02CoNSTRUCTIoNoFREINFoRCEDSoILRETAGWALLFoRACERTAlNENG眦EIUNGANDITSDISPLACEⅣⅡ￡NTGONGWenpuKeywords:reinforcedsoil;retainingwall;displacement加筋土挡土墙一般由基础,面板,以下填料改为砂夹石,并于地基顶部拉筋带(或土工格栅),土体填料组成,增设3层土工格栅.其加筋土是由多层水平加筋材料与填料铺设而成的一种复合材料,在共同受力,协调变形中,由于拉筋带的作用对土体产生附加侧向约束,使土的抗剪强度得以提高,并使加筋土的承载力比无筋土高得多.加筋土挡土墙墙面板的作用是防止土在拉筋间松动,承受剩余侧压力,保持墙的设计形状及外观.加筋土中拉筋的功能是通过拉筋抗拉强度及拉筋与填土间接触面 的摩擦阻力来限制土体的应变,从而增加土的强度及加筋土结构的稳定性.加筋土挡土墙作为一种新型的支挡结构,具有造价低,施工易行以及对地基具有较好的适应能力等特点,在国内外工程中得到广泛应用.1工程概况某体育场工程项目中设计有一加筋土挡土墙工程,长153.5m,高14.5m.挡板为混凝土预制板,拉筋带为土工格栅,填土为碎石土(由碎石与现场取土拌和而成)回填,其含水率要求控制在9.8%-13.8%.设计采用的物理参数:加筋土内摩擦角30.,筋带容许拉应力8OMPa,加筋土密度19kg/m,土与筋带之间的摩擦系数0.4.西段加筋体因地基情况不佳,加筋体地下水位龚文璞,1962年3月生,重庆人.重庆第二建设有限公司,总工程师,400030,重庆收稿日期:2~3-12--082加筋土挡土墙变形过程(1)开始施工1个月后,发现采用碎石土填料部分加筋体的第二至第三层墙板对应部位发生外凸现象,有些变形已超出规范允许范围.有关专家在现场对变形段加筋土挡土墙观察后,认为变形的原因主要是碎石土填料的含水率未达到最佳含水率和筋带有些地方铺设不够平直,个别地方未 拉紧.并提出了以下几条防治措施:采用含水率低的土拌和碎石;同一结点的筋带分2层铺设;筋带铺设平整,顺直;铺设时应拉紧,以保证压实后面板处筋带无松弛感.(2)按专家建议,从标高242.0m处开始,同一结点筋带分2层铺设,并于筋带铺设时在尾部用钢筋将筋带整体拉直.按此方法施工后,发现压实填料时仍有外凸趋势,为此从标高247.75m开始,同一结点筋带铺设时第一压实层筋带改为5根,结点的第二压实层筋带变为3根.在筋带铺开后,每根筋带均用人工拉紧,再用人工铲土压紧,保证筋带拉紧定位.(3)施工至标高248.5m(基顶+8m)时,在标高245.5-246.5m(基顶+5-6m)处又出现墙板外凸现象,最大处外凸30mm,因未超出规范要求,遂继续向上施工并密切观测该处变化情况.至l1月底,该处墙板外凸达50mm,接近规范临界值,此时施工标高为250.5m(+10m).施工至251.5m(基顶十l1m)时各处外凸已达最大值并保持稳定.近1年每月2次的观测记录显示,墙体及内部筋带结构已趋稳定,墙板外凸最大值为97mm.其余各处外凸50~80mill.检测记录表明,外凸最大者位于墙高1/2处. 3挡土墙变形原因分析根据对已完成的同类工程的调查,发现加筋土挡土墙均有不同程度的外凸变形.为解决这一问题,有必要多方面分析,制定相应的防治措施.(1)本工程墙长153.5m,高14.5m,底部筋带长6.0-6.5m,顶部筋带长9.0-9.5m.因其依山就势斜坡回填,回填土上大下小,对墙板的侧压力增大.墙高的1/2处筋带长度为7～8m,筋带与碎石上的摩擦力不足以抵抗回填期间填土未稳定的侧压力,使筋带外移,墙板外凸.(2)根据设计规范JTj015—1991第4.2.4条规定,筋带墙高大于12m,宜选择粗粒土,黄土作碎石土填料,现场的土质不能满足此项要求.(3)本工程墙高14.5m.规范规定,筋带墙高大于12m时,对墙板宜作移位处置.(4)设计一般仅对挡土墙的稳定性进行验算,而挡土墙的变形计算较复杂且准确性也不高,故一般并未验算,也未提出变形控制标准.而根据S.H.chew(新加坡)和J.K.Mitcheu(美国)的研究成果,加筋土挡土墙的变形与加筋系数的相对刚度S密切相关,S定义为S,=EA/S,式中层,A分别表示加筋材料的弹性模量和截面积,S为 均匀分布的加筋垂直间距.墙越高,墙的侧向变形则越大;当相对刚度S较小时,墙高对变形的影响更显着.另外,墙后回填土坡将使墙面变形增加,其大小取决于土坡的坡度和高度ll1.(5)施工过程中未对各种长度的筋带(尤其是处于侧压力最大处的筋带)进行现场抗拔试验,无法得知抗拔力是否满足要求.(下转第283页)2004年第4期胶合板模板质量通病分析与防治?283?3.2.2梁模板(1)梁模板采用侧边包底的方法,不需改变侧模断面.当梁宽不大于300mm时,宜采用48mm厚硬木,048钢管作楞;当梁宽大于300mm时,宜采用胶合板与48mmxlO0toni木楞相结合的拼合模板,这样有利于增加长度方向的刚度.(2)梁侧模宜用胶合板加40mm~50mm小木楞制成.当梁高大于500mm时,宜采用直径不小于10mm的穿心螺栓加固,作法同柱加固法.(3)当柱梁交叉时,应将柱模延伸,粱模以柱模为基准,确保平面的整体效果.同时,梁侧模宜根据跨度并结合胶合板的模数,配制成定型,整装易零拆的模板,以利梁侧模早拆和重复 使用.(4)确定正确的施工顺序.在安装过程中应先将梁底模支撑固定好,待梁钢筋绑扎验收符合要求后,方可安装两侧模板.(上接第281页)(6)原材料试验时只作筋条的抗拉试验,而土工格栅的肋条位置处往往是其应力集中点,该处易产生脆性破坏.试验时忽略了横肋的不利影响.(7)标准试验取的是每根筋条破坏拉断力的平均值再乘以每米筋条数,而实际受力情况是整体拉拔,破坏往往从最脆弱的一根筋条开始,一旦某根筋条拉断,其余筋条必须分担该根已破坏筋条的拉力,不断被拉断,导致整体破坏.(8)填土中的碎石在碾压过程中将拉筋带轧断.(9)施工时对墙体变形观测不及时,判断不准确,未及时采取措施进行调整,致使变形进一步扩大.(10)用于回填的粘土,土质不好,杂质过多,含水率不均衡,造成筋带抗拔力不足.(11)挡土墙变形最大者位于中部,是因为在施工过程中,在侧向土压力作用下,墙体会随填土高度的增大3.2.3墙模板 (1)墙模板宜采用组合模板,组装前,根据轴线弹出墙边控制线,在距楼(地)面50mm处焊接①16钢筋作定位控制点.焊接点的钢筋采用砂轮切割机断料,以避免用钢筋切断机切成锐利尖头,并在墙对拉螺栓紧固时嵌入胶合板内.(2)组合安装时,对预留洞口采取预先按尺寸分线定位,在预留洞口模板四周增加对拉螺栓紧固定位,防止在振捣过程中洞口模板移位,鼓胀及阳角漏浆.(3)墙模板外侧与下层连接部位采用与柱根模板的方法紧固,只需在制作和安装模板加肋筋时,将肋筋下延250mm,使此肋与下层紧固螺栓重合,以防接头处滑移出现受力变形和跑模,产生上下层接槎.3.2.4现浇板模板(1)现浇板模板根据各开间进深尺寸及方案翻样,结合胶合板的模数尺寸绘出平面布置图,分别进行加工.对制作的半成品模板统一满涂隔离剂,标识,编号并分类堆放;每层每间的胶合板缝排列应一致,找零时方向与整体一致,材质面木纹,色泽基本相同,做到安装铺设时不动一锯.(2)接缝及固定采用48mm~100mm方木连接固定,方木经过机械压刨 加工后,再手工细加工,与048钢管配合使用.(3)用于现浇板的支撑架,按设计要求搭设,顶端钢管优先考虑短方向搭设,使现场的钢管及方木能充分利用.钢管与方木铺设间距不宜大于150mm,以保证胶合板有足够的抗波折能力,并能承受混凝土浇捣过程中的静荷载和动荷载.(4)在拆除现浇板模板时,严格按拆除程序搭设满堂脚手架,以确保拆模安全.严禁撬挖棱角,杜绝自由坠落,以免损坏棱角和使板边开裂,拆除后按类堆放,清除水泥浆后重复使用.9,",}},蚋9,,,}}逐渐发生位移,造成下部填土的位移增大,使其接近主动极限平衡状态,土压力减小.由于墙体下半部分的位移量较大,在土中可能会出现"拱",亦会造成土压力减小.在墙背分层铺设拉筋与填料,由于各层填料的物理一力学性质不一致,同样会造成土压力沿墙高的非线性分布.4改进措施(1)加筋土挡土墙设计时,不仅进行稳定性验算,也应对加筋土挡土墙的变形进行计算,提出控制标准,计算挡土墙的变形是挡土墙安全设计的 一个重要步骤.(2)由于属于柔性结构的加筋土挡土墙的变形受到墙后拉筋的制约,限制了挡土墙侧向移动,使墙后土体达不到主动极限平衡状态.从土压力分布呈曲线的规律来看,挡土墙上部土压力随着墙高的增大而逐渐地增大,下部土压力则在达到最大值后逐渐减小,因此,设计时应增加挡土墙中部筋带长度或密度.(3)高度超过12m应按设计规范要求进行移位处理或采取其他加强措施.(4)设计和规范规定的各种试验(尤其是实地筋带抗拔试验)必须坚持做,以了解设计数据与试验数据的差异.(5)加筋土挡土墙回填材料(碎石土,砂卵石)必须保证质量,严格按规定级配配料,并作专门试验,确定最佳含水率及施工程序.(6)筋带铺设应平整,顺直,拉紧,保证压实后面板处筋带无松弛感,必须有技术人员专管.(7)应特别注意雨水,地表水,地下水的处理,防止各种水浸湿拉筋带回填区及回填材料.(8)派专人监测加筋土挡土墙墙体的各种变形数据,及时提供给有关 人员,随时采取整改措施.参考文献1ChewSH(新加坡),MitcheuJK(美国),张学言译.加筋挡土墙变形的计算方法'