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  • 【咨询130-2317-0098申工】杭州植筋加固公司欢迎您20世纪80年代至今,加筋土理论研究及各种分析方法不断发展。极限平衡法使用为普遍,其次是有限元法。极限平衡理论,即假设破裂面、筋材从土中拔出或拔断来分析加筋土体粘着破坏或拉力破坏时的承载力,无法描述结构的变形机理。法国的J?G?GourcPh?Delms等人,在极限平衡法的基础上,引入了土与筋的应变相容关系,于1966年提出了位移法,这一方法己在法国开始应用,并在不断发展改进。进入90年代,有些国家开始采用极限状态法,较大地改进了极限平衡法,但目前尚未普遍采用。有限元法可以提供受荷土体的应力场和位移场,由于对土与加筋材料本构关系研究的日益深入,并且随着计算机的发展,有限元法的应用发展很快。但至今为止研究仍处于初级阶段。以上方法还未涉及动荷载的作用和影响问题,然而震动或地震作用对加筋土结构的影响是不容忽视的,国内外许多学者进行了模型试验,并且在试验基础卜作了理论分析,但所得理论结果只是作为一种观点,或只能做一些定性的讨论。由于土体本身的力学性质复杂多变,并且埋在土体内的拉筋有蠕变性和温度效应,具有复杂的应力、应变状态,再加上动荷载的影响,因此加筋土的设计尚未能完全依靠严密的理论分析方法去解决实际问题,理论还滞后于实践。许多加筋土挡土结构依靠经验或半经验公式,参照土力学原理及相关计算公式进行设计,使得有些设计偏于保守,浪费材料,工程造价大,没有发挥加筋土挡土结构固有的优点;而另一些挡土结构因设计或施工不合理而失稳破坏,酿成工程事故。

    植筋加固46植筋加固43

      1.1.3加筋土挡土墙失稳类型

      加筋土挡土墙是由面板、筋带和填料三部分所组成的复合结构,依靠填料与筋带的摩擦力来平衡面板所承受的水平压力,即保持加筋土挡土墙的内部稳定;并以这一复合结构去抵抗筋带、一般填料所产生的土压力、即起支挡作用,获得加筋土挡土墙的外部稳定。加筋土挡土墙的面板一般采用钢筋混凝土预制块件,厚度为8cm左右,形状可为十字形、六角形、L形、槽形等。墙顶和角隅可采用异形板和角隅面板。加筋材料是加筋土结构的关键部分,正是因为加筋材料的研究开发才使加筋土技术得以广泛应用和不断向前发展。加筋材料有扁钢带、钢筋混凝土带、聚丙烯土工带、钢一塑复合加筋带等等。加筋体填料好采用一定级配的砂、砂类土,也可采用碎石土,中低液限粘性土、稳定土以及满足质量要求的工业废渣。一般不要采用高液限粘性土及腐殖土等不良土壤作填料。

      加筋士挡土墙由面板、筋带和填料共同形成一种稳定的,并且有柔性的复合支挡结构。它不仅是自稳结构,同时还能够抵抗外部的土压力;加筋土结构维持其自稳结构的能力称为内部稳定性,加筋土结构作为支挡结构抵抗外部压力的能力称为整体稳定性,又称外部稳定性。所以,相应的加筋土挡土墙失稳类型也分为内部失稳和整体失稳。

      1.1.3.1内部失稳

      内部失稳形成的破坏形式有:拉筋开裂造成的断裂破坏,拉筋与填土结合力不足造成的拔出破坏,以及墙体过大变形引起的破坏。(1)拉筋开裂造成的断裂破坏:筋材沿筋带受到的拉力不是均匀分布的,根据大量的试验证实,筋材受到的拉力存在一个大值点拉筋在墙处的拉力为大拉力的0.75倍。由筋材大拉力点的连线将填土区分为两个区,即活动区和稳定区。在活动区,填土有滑移的趋势,但被筋材的摩擦力所维系,剪应力朝外:在稳定区,剪应力被发挥作用,阻止筋材被拔出,方向向里,端点筋材拉力为零。(2)拉筋与填土结合力不足造成的拔出破坏:由于填土的压实度不够,以及筋带在锚固区内布置的长度不够,或是受水的作用等等因素的影响,造成了拉筋与填土之间摩擦力不够大,摩擦力小于拉筋的大拉应力,使得拉筋从稳定区被拔出,形成了拔出破坏,造成了墙体失稳。(3)过大变形引起的破坏:由于筋材的刚度较低,变形较大,筋材的拉伸量过大,使得墙体产生较大的位移,造成变形破坏。

    植筋加固45植筋加固39

      1.1.3.2整体失稳

      整体失稳的形式包括:整体滑移,圆弧滑动,以及倾覆破坏。(1)整体滑移:加筋土挡土结构沿破裂面发生整体的移动,其破裂主要发生在加筋层下面。(2)圆弧滑动:加筋体连同部分地基一起沿一个圆弧面向前滑动,滑动面在挡土墙基础以下。 (3)倾覆破坏:墙体上部向外产生很大的位移,向外倾倒。

      2.加筋土挡土墙失稳机理研究及加固方案选取

      2.1工程概况

      本课题是某立交桥挡土墙加固工程。该公路车流量大,运输任务繁忙。该桥全长700余米,走向为南北走向。在桥的东侧是倾斜土坡(土坡路肩),上有植被护坡;桥的西侧有一条宽3米多的小河,河的走向与桥的走向平行,所以西侧路肩无法采用倾斜坡,只能用直立挡土墙,如图2.1所示。该桥西侧采用的是当时比较先进的加筋土挡土墙技术。加筋土挡土墙高处为6.1米,低2米,墙体采用硅预制块加筋砌筑而成,硅预制块为330×500mm2的矩形块。

      

      图2.1挡土墙断面图

      自2000年以来,墙体出现变形,至2002年墙体变形严重:①、墙面变形;整个墙体沿主线方向明显外鼓,鼓出量达10cm以上,垂直方向外倾,尤其南侧挡土墙外倾严重,外倾位移达10cm;墙面硅预制块间缝隙明显,预制块部分位置有破碎缺失现象,局部可观察到明显的挤压破坏。②、路面开裂:沿挡土墙延伸方向,路面出现大量纵向裂缝,并伴随着路面的局部下陷。③、挡土墙基础:挡土墙基础周围土体产生松动及鼓起,局部土体剪切擦痕清晰可见。从现场的观测情况可以看出,挡土墙已经失稳,严重影响了交通的安全,必须采取措施进行处理。

      2.2加筋土挡土墙失稳特征及原因分析

      2.2.1加筋土档土墙失稳特征

      加筋土挡土墙虽然建设时间、地点甚至具体设计参数不尽相同,但其失稳特征却十分相似,因此,加筋土挡土墙所出现的失稳问题不是个例而是具有普遍性。其共同的特征有:

    植筋加固29植筋加固23

      2.2.1.1墙体外鼓

      这种现象约占70%,主要有以下两种表现形式:①弧形外鼓,见图2.2()。调查发现,全国现有的加筋土挡土墙运行5年以上的,都不同程度地出现了墙体外鼓,路面两侧护栏内倾,且墙体越高,外鼓现象越严重,外鼓位移大处一般发生在离地面高度的213处。②s形外鼓,见图2.2(b)。一般这种现象不是孤立出现的,而是伴随着弧形外鼓出现(例如104国道界河立交柳,其主要特征是总体仍属外鼓失稳,但在墙体中下部又出现另一外鼓现象。