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1、东莞双威建材公司挡土墙基础知识篇,2010.7,加筋挡土墙的历史,1899年，德国考古学家罗伯特科尔德韦在巴比伦遗址进行挖掘时，挖掘到了一座塔的巨大塔基。在塔基中，也发现他们曾经用芦苇来加筋庙宇基础。,1 挡土墙类型及结构,挡土墙（earth retaining wall or soil retaining wall），顾名思义，是用来挡土的墙，是为保证填土位置和挖方位置稳定而修筑的一种永久或临时人工构筑物。公路铁路路基工程；建筑工程；水利、护岸工程；市政、造园工程；水土保持工程等。概念的拓宽：隔音作用、景观美化作用等,挡土墙概念,挡土墙分类,施工方式（construction）混凝土或钢筋混
2、凝土现场浇筑方式；钢板桩或混凝土桩、板现场打入方式；块石、料石或预制混凝土块标准节段的现场拼装方式；结构型式（structures）挡土墙的结构型式从材料、设计施工方法等方面有众多的挡墙结构型式：1.重力式（gravity retaining wall）和衡重式（Shelf Retaining Wall）2.悬臂式（cantilever retaining wall）和扶壁式（counterfort retaining wall）3.板桩式（sheet-pile retaining wall）和加筋式（reinforced retaining wall）4.锚杆式（anchored retai
3、ning wall）5.土钉式（retaining wall）,重力式由墙身和底板构成的，主要依靠自身重量维持稳定的挡土建筑物。,衡重式 墙背设有衡重台（减荷台）的重力式挡土建筑物。,悬臂式 由底板及固定在底板上的悬臂式直墙构成的，主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。,扶壁式由底板及固定在底板上的直墙和扶臂构成的，主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。,板桩式利用板桩挡土，依靠自身锚固力或设帽梁、拉杆及固定在可靠地基上的锚钉墙维持稳定的挡土建筑物。,加筋式利用较薄的墙身结构挡土，依靠墙后布置的土工合成材料减少土压力以维持稳定的挡土建筑物。,锚定板式挡土墙,锚杆式利用板肋式、格
4、构式或排桩式墙身结构挡土，依靠固定岩石在可靠地基上的锚 杆维持稳定的挡土建筑物,竖向预应力锚杆式挡土墙,土钉式挡土墙,介绍加筋挡土墙的历史现代加筋土技术于20世纪60年代问世以来,即以其显著的技术经济效益受到国际土木工程界的青睐并迅速得到广泛应用和发展。60年代初,法国的Herni.Vdial首先在试验中发现,当土中掺有纤维材料时土的强度会提高,而后发表了其加筋土研究成果并提出了设计理论,根据试验结果提出了加筋土概念。加筋土技术在我国的发展和应用是在70年代末开始。云南煤矿设计院19781979年在田坝矿区建成的3座仅高24m的试验性加筋土挡墙是我国第一座加筋土挡墙,该工程的成功引起了我国土木
5、建筑行业工程技术人员的极大兴趣,随后这项技术便在公路、铁路、水运、煤炭、林业、水利、城建等行业和部门迅速发展并得到推广运用。迄今为止,全国已建成数千座加筋土工程,据统计:公路占85%,铁路6%,林区、矿区占3%,其它行业占6%。重庆长江滨江路工程长约6km的护岸挡墙和公路挡墙均采用加筋土结构,其墙高最高达33m,加筋土挡墙面积约110000m2,是目前世界上规模最大的加筋土工程。在总投资约155亿元的长江口深水航道治理工程中,大量地采用了加筋、软体排水垫层、滤层等土工织物新技术。三峡库区已建成了总高度达55m的加筋土挡墙,全国在高速公路及一般公路支挡建筑、特别是高速公路的软基处理方面越来越倚重
6、于加筋土结构。,2 公司简介,南京优凝舒布洛克公司是美国舒布洛克集团投资企业，一家专业从事景观水利产品生产、研发和销售的综合企业。主要产品有：自嵌式景观挡土块；自嵌式植生挡土块；生态护坡；生态透水砖；园林烧结砖；混凝土地砖；特殊墙体等数百种优质产品。公司拥有国际一流的生产线和杰出的工程技术专家，以“创新结构，传达节约之美”己任，打造最受推崇建材品牌。优凝舒布洛克旨在通过景观与水利建设，以提供个性化产品和解决问题方案服务为宗旨，向用户提供高质量、高技术和新理念的产品。,因为专业 所以出色,国家重点新产品;水利部“948”计划技术创新与转化项目国家火炬计划项目江苏省高新技术产品南京市高新技术产品2
7、008年入围国家“863”计划重点项目(申报中)拥有 2 项发明专利，10 项外观设计专利,国家权威认证,3 产品形态及性能,自嵌式景观挡墙砌块,自嵌式植生挡墙砌块,400305150单块23Kg,400305150单块20Kg,我公司自嵌式挡土墙的外形尺寸为 400*305*150；景观单块自重约 23Kg，植生单块约20Kg。自嵌式挡土块采用的是 C30水泥，添加了醋酸木质纤维，在世界领先的混凝土制品生产线上，严格的质量控制下经过 蒸汽养护，通过 六面高频振捣，具有极高的抗压强度和抗冲击力。,何为自嵌式？使用预制混凝土块为建筑材料制成具有特殊形状要求的新型挡土结构，砌块预制时使每块后缘槽口
8、留有不同的宽度，砌成后自然形成一定的角度。这就是通常所说的挡土块后缘槽。作用：（1）施工方便（2）形成12度倾角，增强抗倾覆能力（3）改变拉结网片的受力方向,自嵌式景观挡土墙由面板、填料和回填料内的加筋材料、滤水填料、基础几部分组成。,面板,填土,加筋材料,自嵌式植生挡土墙：自嵌式挡土墙和植生型挡土墙理念的有机结合。由自嵌植生块体、锚固棒、加筋材料、滤水填料、基础和土体组成。采用 植物修复 和 生态护岸 两项先进技术，墙面和墙体可种植植物。尤其在水环境应用时，其水下部分可以种水草，特有的空洞形成天然鱼巢，为鱼类生存提供保障，是对生态护坡很好的诠释。自嵌式植生挡土墙具有块体自锁稳定、植被垂直加筋
9、、低碱混凝土、水生动物巢等相关技术特点.,1.块体后翼缘的设置，同时在侧向主动土压力的作用下使得块体层层嵌固，保持整体的稳定，而无需采用混凝土砂浆砌筑，体现了其环保、省材的特点。2.多用途孔洞的设置，满足了块体结构自身的抗压与抗剪强度要求的同时，孔洞可作为碎石料或建筑废弃料等的填充孔，从而加大与加筋体之间的摩擦作用，保证墙体更为稳定；可作为植生孔，这也是自嵌式植生挡土墙最重要的特色之一，可以增强墙体表面的绿化覆盖率，与周围的环境形成一体，体现了生态性；在水生态环境中，可作为水生动植物的栖息与生长空间；孔洞的相同连同使得墙体不再是一人为的不透水层，在河流、湖泊等水域建在自嵌式植生挡土墙可以保持原
10、岸边水域的生态平衡，能适于各种不同生态环境的建设。3.混凝土材料的高品质性，不仅具有良好的耐久性，其内部碱性较低，对植生物无影响，适合植物生长的对周边环境的要求。4.自然风化的岩面纹理效果以及多样性，在各种工程项目的应用中，体现出了不同的人文气息与景观效果。5.孔洞的合理布置，使块体适于直线型与曲线型挡土墙的建设。,4 设计理念,钢筋和混凝土是两种全然不同的建筑材料,引入：钢筋混凝土的概念,钢筋的比重大，不仅可以承受压力，也可以承受张力；然而，它的造价高，保温性能很差。混凝土的比重比较小，它能承受压力，但不能承受张力；它的价格比较便宜，但是却不坚固。钢筋混凝土的诞生，解决了这两者的缺陷问题，并
11、且保留了它们原来的优点，使得钢筋混凝土成为现代建筑物建造的首选材料。,具有相同的线膨胀系数,1 砌块加筋挡土墙原理,钢筋 混凝土,加筋材料,回填土,具有相同的线膨胀系数,通过筋带与填料成层交替铺设并紧密压实形成，借助于筋带和填料之间的摩擦作用，把土的侧压力传给筋带，从而加固土体和维持内部稳定性。,加筋挡土墙,土工格栅的比重小，不仅可以承受压力，也可以承受张力。回填土的比重大，它能承受压力，但不能承受张力；它可以就地取材。加筋挡土墙的诞生，解决了这两者的缺陷问题，并且保留了它们原来的优点，使得加筋挡土墙有很好的发展前景。,类 比,自嵌式挡土墙工作原理,自嵌式挡土墙是在干垒挡土墙的基础上开发的另一
12、种结构。这种结构是一种新型的拟重力式结构，它主要依靠挡土块块体、填土通过加筋带连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载，达到稳定的作用。,土工格栅的应力通过直接与土工格栅接触的土颗粒传递给外围的填土颗粒，使应力分散，从而土工格栅和回填土形成一个整体的结构物。,土工格栅,保证土工格栅具有足够的长度和强度，能承受土中的应力。,在自嵌式挡土块中设置锚固棒或其他的固结设施的目的1固定格栅，防止回填土时格栅被拉出2增加抗剪强度3提高防撞性能，使相邻块体之间形成柔性整体,土工格栅俗称加筋网片；橡胶棒又称锚固棒。一般来讲，1.5米以下挡土墙无需加筋和插入橡胶棒，由自嵌块垒筑即可。,土工格栅,填土,加筋挡土墙,首先
13、，土工格栅把挡土砌块与填土连成 整体约束填土变形，增加了填土强度；其次，土压力通过土工格栅传递给填土，从而保持砌体结构稳定。,砌块,滤水材料包括设计3050cm 级配碎石层和土工布碎石层主要作用是：1透水、缓冲土压力 2增大和块体的摩擦力，增强墙体的抗剪切能力。,土工布：透水、固土。防止水土流失，保证墙体内外水体互换,加筋土,概念：指用筋材改善其力学特性的回填土目的：对于加筋土挡墙选择合适的填土，可以保证其 耐久性、良好的排水性能、施工性以及良好的 土加筋相互作用。,就加筋性能而言，加筋土挡墙可采用质量较差 的回填土，但是高质量的回填土有排水方便的 特点：优点，可改善金属加筋物的耐久性，减少加
14、筋 材料数量。使用粒料土在装卸、填土和压实过 程中也有显著的优点，可提高筑墙成功率和改 善墙体线形偏差。,对填料的一般要求,易压实；能与拉筋产生足够的摩擦力；满足化学和电化学标准，主要是为保证加 筋的长期使用品质和填料本身的稳定；水稳定性好（浸水工程）。,墙后填土要求,填料的选择,有一定级配的砾类土、砂类土应优先采用；碎石土、黄土、中低液限粘性土、稳定土及满足质 量要求的工业废渣也可采用；腐质土、冻结土、白垩土及硅藻土等禁止采用；高液限粘性土及其它特殊土应采取可靠技术措施后 采用。,粗粒料中不得含有尖锐的棱角，以免在压实过程中压 坏拉筋。当采用黄土、粘性土及工业废渣时应做好防水、排水 设施和确
15、保压实质量。从压实密度的需求出发，粒径D=60200mm的卵石 含量不宜大于30，最大填料粒径不宜超过150mm。,填料内容来源于公路加筋土工程设计规范（JTJ015-91）,自嵌式加筋挡土墙的基础,砌块混凝土挡土结构是相对柔性结构，基础为柔性粗粒材料水平垫层。组成：碎石或素混凝土作用：相当于建筑物的扩大基础，把自嵌块的重量扩散到地基中较大区域从而提高承载力。要求：水平垫层厚度必须=150mm自嵌式挡土块的混凝土为 C20 条形基础，要求前面突出 10 公分，主要目的是 防止快体向前滑移，通常基础的开挖基面为墙高的60%80%。,自嵌式加筋挡土墙的基础范围,整个加筋挡土墙的基础,墙面板基础,正
16、常情况下只要保证地基土有足够的密实度,大于等于150mm的夯实好的级配碎石或素混凝土垫层即可。,并设置,5 结构特点,加筋挡土墙的一般性优点,加筋土最大的特点是可以做成很高的垂直填土，从而减少占地面积。面板、筋带可以在工厂中定型制造、加工，在现场用人工或机械分层安装，这种装配式的方法使施工简便、快速，可以节省劳力和缩短工期。加筋土是柔性结构物，能够适应地基较大的变形同时抗震能力强，因而可用于较软的地基上。造价低廉，据国内部分工程资料统计，加筋土挡墙的造价一般为普通挡墙的40%60%。排水通畅,施工方便快捷,优凝舒布洛克挡墙在施工时一层层挡土块直接码上去，无需用砂浆砌筑和锚栓；挡土块独特的后缘结
17、构确保每块位置准确，整个墙体齐整；块体尺寸、形状同一，摆放时只要上下错缝即可，无须特别注意块体的摆放位置。对基础的要求低，基础开挖量一般比其他型式的挡墙少并无须特别处理。正常情况下只要保证地基土有足够的密实度并设置150毫米的夯实好的级配碎石或素混凝土垫层即可。,安全性体现在 1自嵌式挡土墙是一种柔性结构 柔性结构的特点 能适应填土较大变形，充分发挥墙体、加筋网片和填土的协同作用。对地基承载力要求低，能承受一定的位移与沉降而不产生明显的应力集中。可以根据不同的设计要求做成曲状，提高景观的可欣赏性。2 加筋土挡土墙系统中自嵌式景观挡土墙墙体与回填土经过加筋网片（一般为编织的土工格栅）的作用成为一
18、个整体来承担外部土压力，相当于一个重力式挡土墙。3加筋土体内部对自嵌式景观挡土墙墙体的压力是由拉结网片的拉结能力（由网片与回填土之间的相互作用和压载土体重量所提供的），挡土块与拉结网片之间的连接力和块体之间的抗剪切能力来承担的。除块体之间的摩擦力提供一定的抗剪切能力外，块体之间独特的机械锚固措施（上面一个块用后缘槽口套在下面块体上）帮助由上往下传递侧向力以便增加墙体的抗剪能力。4优凝舒布洛克自嵌式景观挡土墙墙体由于每块后缘槽口的存在自然形成12的坡度，这使墙体重心偏内，增加其在土压力作用下的抗倾覆能力。5优凝舒布洛克采用比较保守的设计方法为客户提供安全可靠的挡土墙设计、施工方案保证墙体在设计荷
19、载下不会发生滑移、倾覆失稳或滑坡等任何型式的安全问题。,柔性结构，安全可靠,耐久,采用世界领先的混凝土制品生产线，严格的质量控制并经过蒸气养护，确保块体具有极高的抗压强度和抗冲击能力，不会分裂或腐蚀。加筋网片是特殊的聚合物纤维制成，具有抗蠕变、抗老化能力，可以使用75-100年。,经济,挡土墙体积小，材料用量少，成型后无须做任何表面处理，造价比传统挡土墙低。,与浆砌块石相比优势：,比较浆砌块石：施工，维护、美观，经济；可抗不均匀沉降，适用各种地质基础；独特的后缘结构确保每块砖位置准确，墙体整齐；可垒筑内圆、外圆；内直、外直等角度；每阶段0.39米高，总高度不受限制；墙体倾斜12,节省土地，更安
20、全牢固；层次突出，色彩丰富，是园林景观亮点和买点。,6 自嵌式景观挡土墙技术验算,6.1 自嵌式挡土墙的结构,自嵌式挡土块是一种新型的拟重力式结构，主要依靠挡土块块体、填土通过加筋带连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载，达到稳定的作用。,自嵌式挡土墙截面图,6.2 自嵌式挡土墙的安全性验算,以下将从6个方面讲述该设计的安全性：（1）抗倾覆稳定验算（2）加筋网片承载力验算（3）加筋网片拉结能力验算（4）内部滑移验算（5）拉结网与挡土块间的连接强度验算（6）挡土块间的抗剪强度验算,浆砌块石挡土墙的倾覆,安全系数：Fs=Wl/Ph W 挡土墙的自重 P 墙后的土压力 h 墙高 l 墙厚,自嵌式加筋挡土墙倾覆破坏原理,安全系数：,Ti 第i层加筋网的使用承载力,6.3 顶面三种情况的考虑,活荷载3:1斜坡水平,7产品使用领域,水利 航运,市政 园林,交通,
