加筋土软基计算方法详解

6.4.3.1　加筋土软基稳定计算的常用方法

加筋土软基的稳定计算应包括如下的内容。

（1）抗沿筋材表面的水平滑动。计算出可能滑动块体的滑动力Pa和抗滑力（即筋材的拉力）Fsg，见图6.36（a）。

图6.36　地基土受力分析

（a）沿筋材表面水平滑动；（b）浅层抗滑稳定计算

Pa即主动土压力，按式（6.57）计算：

式中：Ka为主动土压力系数。

Fsg的计算为

当土坡为无黏性土：

当土坡为黏性土：

式中：Ls，Lc为长度，如图6.36所示；φsg为土与筋材间的摩擦角；cd为土与筋材间的黏聚力，kN/m；γ为土的容重，kN/m3。

安全系数FS=Fsg/Pa，要求大于等于2.0。

（2）抗地基土挤出。堤坡下地基土体的受力情况表示于图6.36（b）中，滑动力为PA，意义同上。

抗滑力由3部分组成：土的被动土压力Pp；软土层与硬土层之间的阻力Sb；软土层与土堤间的阻力St（图6.36）。

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安全系数要求不小于1.5。

（3）抗整体滑动。当软土层较深时，有可能产生深层整体滑动（如图6.37，照《水利规范》图G.0.1堤坝稳定性核算），这时可采用圆弧滑动法。近似的计算方法是，先算出无加筋时的最危险滑动面，并以此滑动面再考虑筋材的水平加筋力，这些加筋力产生附加的力矩，使安全系数提高到要求的值。提高的安全系数ΔFS按式（6.61）计算：

图6.37　圆弧滑动分析

式中：T为筋材要求的拉力，kN/m；Wi为第i土条的重量，kN；αi为斜角。

此外，尚应对筋材强度和抗拔安全系数分别进行校核。

6.4.3.2　加筋垫层承载力计算

当软基上布置加筋垫层后，地基和织物的变形情况如图6.38所示，地基承载力可按式（6.38）计算：

图6.38　加筋地基的极限承载力

式中：Pu为地基极限承载力，kPa；Cf为地基土的黏聚力，kPa；γf为地基土的容重，kN/m3；D为沉降及侧边隆起量，m；T为织物的拉力，可取容许拉伸强度，kN/m；R为两侧基土隆起的假想圆半径，一般取R=3m，或对较浅的软基取其厚度的一半；θ为织物拉力与水平面夹角，θ=45°+φ/2；B′为路堤的平均宽度，取顶宽与底宽的平均值，m；Nc，Nq均为承载力系数

式（6.62）由3部分组成：第一项为地基原有的承载力，第二项为旁侧荷载的影响，第三项为织物的张力膜效应。

对于堤基，抗承载力破坏的安全系数为

式中：γ为填土容重；H为堤高。