加筋土挡土墙的特点及设计

毕仁勇

【摘要】加筋土挡土墙目前普遍应用于公路、铁路、建筑等行业，是一种常见的道路支挡结构。本文对加筋土挡土墙挡概述、特点、设计原理进行简要分析，为加筋土挡土墙的设计和应用提供参考。

【关键词】加筋土挡土墙；公路；特点；设计

1、概述

加筋土挡土墙指的是由填土、拉带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧压力的挡土墙。加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡一般不宜使用。

加筋土挡土墙概念和设计理论是20世纪60年代法国工程师Henri Vidal首创的，根据他的设计理论于1965年在法国成功修建了第一座加筋土公路挡土墙。该项工程立刻引起了世界工程界的浓厚兴趣，引起了世界各国的重视，得到很高评价。日本于1967年引进了该技术，并且在70年代初开始了模型研究，專门研究了其抗震性能并用于铁道建设中。美国在1972年修建加州39号公路时开始使用该项技术，并成立了专门的研究机构从事有关研究和应用工作。我国从70年代末80年代初开始对加筋土挡土墙进行研究，目前广泛应用在公路、铁路、建筑等行业。国内对加筋土挡土墙结构的理论研究已接近国际先进水平。

2、加筋土挡墙的特点

在工程项目实际应用过程中，加筋土挡土墙的多项特点使其优势越来越明显，总体说来有以下几点：

（1）抗震好。加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便，它是一种很好的抗震结构物。

（2）施工简便。加筋土挡土墙施工简便、快速，并且节省劳力和缩短工期，一般包括下列工序：基槽（坑）开挖、地基处理、排水设施、基础浇（砌）筑、构件预制与安装、筋带铺设、填料填筑与压实、墙顶封闭等，其中现场墙面板拼装、筋带铺设、填料填筑与压实等工序是交叉进行的。

（3）造价比较低。与普通重力式挡墙相比，可节省大量的圬工材料，具有良好的经济效益。

（4）节约占地，造型美观。与普通重力式挡墙不同，墙面可为垂直，从而很大程度上减少占地面积。加筋土挡土墙的面板可结合周边环境设计成各种造型，改善道路沿线景观效果。

3、加筋土挡墙的设计

加筋土挡墙的设计方法主要包括极限平衡法，极限状态法以及有限元法三种。加筋土挡墙结构计算主要分为两大部分，一是内部稳定性分析，二是外部稳定性分析。

（1）内部稳定性分析

内部稳定性分析计算是要解决格栅的设置问题，保证筋土形成的复合体能共同工作。加筋土挡土墙内部稳定性分析包括确定筋带的拉力和抗拔稳定性及筋带长度。加筋材料拉力计算关键是确定土压力计算系数。加筋材料拉力计算的土压力系数不等同于挡土墙的土压力系数。根据国内外的资料分析，认为在加筋土墙顶层，与静止土压力相同，在达到一定深度后基本上与主动土压力系数相同。加筋带抗拔稳定性主要就是验算加筋带与土产生的摩阻力是否能够足以抵抗下滑土体产生的拉拔力。极限拉拔力也就是当加筋体出现很大侧向变形乃至破裂面即将产生之时得到的。伸入破裂面后方的筋带长度才具有可靠的抗拔力，这段长度称为筋带有效锚固长度。加筋带的抗拔稳定与破裂面的位置与形状密切相关。破裂面可通过室内模型试验和现场试验获得的资料确定。加筋材料的长度为自由长度与锚固长度之和。

（2）外部稳定性分析

加筋土挡土墙的外部稳定性验算中视加筋体为刚体。验算项目一般包括基底滑移与倾覆稳定性验算、基础底面地基承载力验算、整体稳定性分析。土压力计算根据加筋土挡土墙后填土的不同边界条件，采用库仑理论计算作用于加筋体的主动土压力，墙背摩擦角取加筋体填土的内摩阻角与墙后填土内摩阻角两者中的较小值。抗滑稳定性验算主要是验算加筋体在总水平力作用下，加筋体与地基问产生摩阻力抵抗其滑移的能力。抗倾覆稳定性验算为保证加筋土挡土墙抗倾覆稳定性，必须验算抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力。地基承载力验算就是要验证加筋体在总竖向力作用下，基底应力是否小于地基承载力。由于加筋体承受偏心荷载，因此，基底压应力呈梯形分布。整体稳定性验算的目的在于确定加筋体随地基一起沿着潜在的破裂面滑动的安全系数，可以采用圆弧法进行验算，并设筋带长度不超过可能的滑动画。

结语：

加筋土挡土墙以其自身抗震好，施工简单，造价比较低，节约占地，造型美观等多方面的优势，成为目前道路工程、公路工程、建筑工程等行业中较为常见的一种支挡结构。随着加筋土挡土墙设计理论研究的深入，在未来，加筋土挡土墙结构的设计将更加完善并且贴近实际，使加筋土挡土墙结构更加安全可靠，耐久实用。

参考文献：

[1]刘跃飞.加筋土挡墙施工技术及控制关键分析[J].低碳世界，2017（33）.

[2]侯春娇.生态加筋土高挡墙数值计算与分析[J].资源节约与环保，2017（09）.

[3]吴琛.加筋土挡墙稳定性探讨[J].工程建设与设计，2017（21）.

[4]李元琴.探究重力式加筋土挡墙设计参数的影响[J].中国金属通报，2017（09）.