加筋法

加筋法

加筋法是指在土中加入條帶、纖維或格線等抗拉材料,依靠它改善土的力學性能,提高土的強度和穩定性的方法。加筋法在建築工程中既是一項傳統的施工工藝,又是一項新的土體加固技術。

基本介紹

  • 中文名:加筋法
  • 外文名:reinforcement method
  • 優點:抗震性能、造價底等
  • 發展時間:1963年
  • 套用:加筋支擋結構、加筋土堤壩等
  • 學科:土木工程
簡述,方法,優點,發展套用,

簡述

加筋法是指在軟土中沉入加筋體(碎石樁、砂樁或樹根樁等),或在人工填土的路堤、擋土牆內鋪設土工聚合物作為加筋,使這種人工複合的土體,可承受抗拉、抗壓、抗剪作用,從而提高地基承載力,減少沉降和增加土體的穩定性。如在工程中用樹根樁進行邊坡加固、路堤底部鋪設橫向拉筋以增加路堤穩定、在填土中鋪設土工織布做成高填路堤的加筋擋牆等。
加筋法在建築工程中既是一項傳統的施工工藝,又是一項新的土體加固技術。雖然從古代就有工程套用,然而作為一項工程技術,進行專門理論研究,是從1963年法國工程師維達爾開始的,他首次提出了土的加筋方法和設計理論。起初僅用於擋土牆,後來才逐漸發展套用到水利工程、港口碼頭及建築地基等方面。20世紀70年代末,這一新技術才在我國開始套用。

方法

加筋法的基本原理是通過在土層中埋設強度較高的土工合成材料拉筋、受力桿件等來提高地基承載力,減小沉降,維持建(構)築物或土坡穩定。幾種方法介紹如下:
(1)土工合成材料法。利用土工合成材料的高強度、高韌性等力學性能,擴散土中應力,增大土體的抗拉強度,改善土體或構成加筋土以及各種複合土工結構。此法適用於砂土、黏性土和填土地基,土工合成材料或用做反濾、排水和隔離材料。
(2)加筋土法。把抗拉能力很強的拉筋埋置在土層中,通過土顆粒和拉筋之間的摩擦力使拉筋和土體形成一個整體,用以提高土體的穩定性。此法適用於人工填土的路堤和擋牆結構。
(3)土層錨桿法。土層錨桿是依賴於土層與錨固體之間的黏結強度來提供承載力的,它適用於一切需要將拉應力傳遞到穩定土體中去的工程結構,如邊坡穩定與基坑圍護的支護、地下結構抗浮、高聳結構抗傾覆等。此法適用於一切需要將拉應力傳遞到穩定土體中去的工程。
(4)土釘法。土釘技術是在土體內放置一定長度和分布密度的土釘體,使其與土共同作用,用以彌補土體自身強度的不足,不僅提高了土體整體剛度,而且彌補了土體的抗拉強度抗剪強度低的弱點,顯著提高了整體穩定性。此法適用於開挖支護和天然邊坡的加固。
(5)樹根樁法。此法是在地基中沿不同方向,設定直徑為75~250mm的小直徑樁,可以是豎直樁,也可以是斜樁,形成如樹根狀的群樁,以支承結構物,或用以擋土穩定邊坡。此法適用於軟弱黏性土和雜填土地基。

優點

加筋法的優點概括如下:
(1)加筋法可以築造較高的垂直面擋牆,根據工程實際需要也可以築造傾斜面擋牆;可以用於地基邊坡的加固和強化等;
(2)可以建造陡坡,減少占地面積,特別是在不允許開挖的地區施工;
(3)加筋的土體及結構屬於柔性的,對各種地基都有較好的適應性,因而對地基的要求比其他結構的建築物為低。遇軟弱地基時,常不需採用深基礎。
(4)加筋法的支擋、橋、台等結構,牆面變化多樣。可以根據需要設計面板,進行美化,也可表面植草等。
(5)牆面板可以就地預製,也可以由工廠製造;
(6)加筋土結構既適於機械化施工,也適於人力施工;施工設備簡單,無需大型機械,更可以在狹窄場地條件下施工;施工簡便,沒有噪聲、施工垃圾等建築公害。
(7)抗震性能、耐寒性能良好;
(8)造價較低。

發展套用

以天然植物作加筋材料已有幾千年的歷史。在陝西半坡村發現的仰韶遺址,有很多的簡單房屋利用草泥修築牆壁,距今已有五六千年。漢朝修建的長城在玉門一帶仍可見用砂、礫石和紅柳或蘆葦疊壓而成的遺址。
在國外,公元前3000年,英國人曾在沼澤地用木排修築道路。古羅馬用蘆葦加固土體修築河堤。20世紀60年代初,法國工程師Henri用三軸試驗證明,在砂土中加筋其強度提高4倍多,同時開發了利用金屬條帶筋材的加筋土系統。法國於1965年在Prageres首次用加筋土修建了一座擋土牆;1966~1968年,在法國一義大利高速公路Menten地區,修建了7處加筋土牆,牆高4~23m。20世紀70年代以後發展了多種非金屬筋材的加筋土結構,其中土工織物筋材始於1971年,格柵筋材始於1981年。
我國20世紀70年代開始進行加筋土的科研和探討,隨後在鐵路、煤炭、公路和水利等部門修建了一些試驗工程,並不斷取得沒計和施工經驗。據不完全統計,現已建成千餘座加筋土工程,牆面面積約70萬m2,遍及我國廣大地區。
加筋法的套用形式多種多樣,如加筋支擋結構、加筋土堤壩、土釘、錨定板、土工織物或格築堤等。

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