现场研究：加筋土挡墙工作性状

6.2.9.1　基本情况

加筋土挡墙工作性状的特点及其与非加筋土挡墙性状的异同是一个值得研究的问题，了解了这种特点和差别，有助于更好地弄清加筋土挡墙的工作机理和进行优化设计。有关这方面的工作曾为某些学者所研究（王祥，徐林荣，2003；杨广庆等，2008）。

杨广庆等的工作主要在现场对赣龙铁路上一座高12.2m的返包式土工格栅加筋土挡墙而进行的。筋材采用塑料单向土工格栅，每层格栅间隔0.5m，边坡采用碎石包裹体（碎石土工袋）码砌。墙后填土在深度为0～7.5m采用黏土分层夯实，深度为7.5～12.2m填筑砂砾料。对该加筋土挡墙进行了墙底压力、墙背土压力、土工格栅变形和墙面的水平位移观测，其主要结果如下。

6.2.9.2　加筋土挡墙的实测工作性状

（1）墙底垂直压力。墙底垂直压力具有如下特点：①随墙后填土高度的增加而增大；②垂直压力沿底部呈中间高两边低的非线性峰状分布，如图6.26所示；③竣工后，随时间延续，基底压力在筋材的不同部位均变化不大，如图6.27所示。

图6.26　不同填土高度时基底垂直应力沿筋长分布曲线

图6.27　竣工后距墙面不同位置基底压力随时间的变化

（2）墙背土压力。墙背上作用的土压力沿高程分布示于图6.28中。与一般的非加筋土挡墙一样，土压力的分布呈非线性分布，在中下部达最大值，在墙底附近减小至接近零，这与库仑土压力理论有较大出入。从数值上看，与库仑土压力相比，墙中部以上的实测土压力比较接近，而中部以下则小于主动土压力值。从时间上看，土压力的工后数值有所减小，这与后面分析的墙面水平变形的情况相一致。正是这种墙面水平变形的增大，导致侧向土压力减小。

图6.28　墙背侧向土压力沿墙高分布图

（3）加筋格栅的应力和变形。图6.29为筋材变形随时间的变化曲线。加筋土体上部黏性土填料中土工格栅短筋的实测应变范围在0.1%～0.97%之间，它相当于格栅受到1.74～8.7kN/m的荷载，约占极限抗拉强度（69.17kN/m）的2.5%～12.5%。格栅土体下部砂砾石填料中土工格栅长筋的实测应变为0.16%～0.88%，相当于格栅受荷5.23～17.41kN/m，约占极限抗拉强度的3.8%～12.4%。施工期，筋材应变随填土增高而加大，竣工后，多层筋材应变基本上不随时间而变。可见，当筋材受力较小时，蠕变的影响不大。墙体具有较好的整体稳定性。(www.xing528.com)

图6.29　不同层位拉筋应变曲线

（a）竣工后第21层拉筋距墙面不同位置应变随时间的变化；（b）竣工后第16层拉筋距墙面不同位置应变随时间的变化；（c）竣工后第5层拉筋距墙面不同位置应变随时间的变化；（d）竣工后第2层拉筋距墙面不同位置应变随时间的变化

（4）墙面水平变形。墙面在施工期和竣工后的水平变形示于图6.30（a）、图6.30（b）中，从图6.30看出，施工期墙面变形随填土高度增大而增大，墙面的最大变形发生在挡墙的下部。竣工后，墙面变形仍稍有增大，最大变形发生在墙顶处。

6.2.9.3　几点认识

从加筋土挡墙的实测工作性状来看，有以下几点认识是值得提出的。

（1）墙底的垂直压力小于加筋土体的自重，这是与筋材的“薄膜效应（网兜效应）”有关，筋材中形成的上举力，承受了部分土重，使墙底的垂直压力减小。

（2）筋材在沿长度方向的受力大小和变形量是不均匀的。这个变形量受墙背上的土压力和填土荷重的双重作用。对于深度较浅的筋材，由于墙背土压力的作用，最大受力范围出现在靠近墙面板附近，而对深部筋材，由于填土自重作用加大，因此，应变的峰值出现在远离面板处，但在面板附近，也会出现一个的峰值。

（3）总的说来，筋材所受的拉力均不大，在这样低的应力水平下，蠕变问题不会成为设计中的重要因素。

（4）墙面上作用的土压力沿高程分布呈非线性，在下部H高度处具有最大值，然后，距墙底附近急剧减小而趋近于零，这种分布在很多挡墙墙背都被观测到。它与经典的库仑土压力有出入，其原因与墙底摩擦力的约束有关。

图6.30　墙面水平变形

（a）水平位移观测点；（b）水平测斜议