土工格栅加筋土挡墙的变形测试与分析

摘要： 土工格栅加筋挡土墙不同于传统的重力式挡土墙，它是一种柔性结构，容许产生相对于其他挡墙结构的较大变形。本文结合工程实例挡墙的变形观测数据结合理论对土工格栅加筋土挡墙的变形规律进行研究分析，对加筋挡墙的设计和施工具有指导意义。

Abstract： Different from traditional gravity retaining wall， geogrid reinforced soil retaining wall is a kind of flexible structure and allows relatively bigger deformation than other retaining wall structures. Based on the observation data of retaining wall deformation in practical engineering projects and theoratical knowledge， this paper analyses the deformation law of geogrid reinforced soil retaining wall. It is of instructive significance for design and construction of reinforced retaining wall.

关键词： 土工格栅；加筋土挡墙；变形

Key words： geogrid；reinforced soil retaining wall；deformation

中图分类号：U417.1+1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）21-0117-02

1 概述

土工格栅加筋挡土墙是一种柔性结构，容许产生相对于其他挡墙结构的较大变形。如果变形超过工程所容许的范围，一方面影响结构的正常使用，另一方面会导致结构的整体失稳。因此对加筋挡土墙进行结构变形分析与控制研究具有重要的理论和实际意义。

2 加筋土挡墙变形形状分析

土工格栅加筋挡土墙的作用机理、变形、破坏与重力式挡土墙有较大的区别。总的来说，土工格栅加筋土挡墙的水平变形形状主要有图1所示的几种形式。①墙体外倾：表现为墙体整体向临空方向倾斜，且墙顶变形最大。主要有三种不同的外形表现形式，见图1（a）、（b）、（c）。②弧形外鼓：表现为墙面最大水平变形大约发生在0.5～0.7H墙高处，见图1（d）。③整体滑移，见图1（e）。当加筋土结构整体刚度较大时，可能会表现为沿挡墙基底的整体滑移。

3 现场墙面变形测试与分析

3.1 工程简介 保沧高速公路土工格栅加筋土挡墙工程位于保定市清苑县境内，里程为K14+530.57～K15+629，该段落穿越公路南侧村庄，线路北侧为河道，设置了预制块式土工格栅加筋土挡土墙，墙高3.8～8.9m。加筋土挡墙由基础至墙顶在墙背设置25cm砂砾反滤层。墙高下部约3.0m高范围内填筑砂砾料，上部填筑6%灰土。

3.2 现场测试仪器及测试原理 土工格栅加筋土挡墙的水平变形的发生分施工期和竣工后两个阶段。施工期发生的水平变形可以通过施工中不断调整面板的位置来控制，人们往往关心的是竣工后墙面水平变形。因此，在挡墙竣工完成后，选择了K15+350、K15+475和K15+510三个断面，在距离墙面板0.5～1.0m处垂直钻孔，埋设PVC水平变形测斜管，定期观测墙面板的水平变形，如图2所示。

本项目的测试仪器采用RQBF-668A型测斜沉降直读式数显仪。该测斜仪由测头、连接电缆和读数仪组成。测头内部有一块精度很高的石英挠性加速度计，测头的上下装有两组导轮，可以在测斜导管中沉降或提升。测斜仪内加速度计传感可以敏感导管再每一深度处的倾斜角度。输出一个电压信号Ui，在读数仪的面板表上显示出来，测斜仪测出的电压信号是以测点导管导槽为方向基准，在某深度处，测斜仪上下导轮标准间距是倾斜角的正弦函数，该函数可换算成水平位移。

3.3 现场测试结果分析 2007年11月挡墙竣工后，在距离墙面板0.5～1.0m处钻孔放置PVC管，之后每隔一段时间对其进行观测。三个试验断面的测试结果分别如图3、4、5所示，其中墙面外侧的变形为正值，面板内侧位移为负值。根据观测可知，K15+475、K15+510两个断面在竣工后的前半个月时间内挡墙都是向墙体外侧发生变形的，K15+350断面发生了向墙体内侧的倾斜，相同的一点是，不管内倾还是外倾，不同断面处挡墙的水平累积位移量几乎都是随着挡墙高度的增高而呈线性的增大，墙顶处的变形最大，墙趾处的变形最小。发生外倾的最大水平累积位移值为4.5mm，内倾挡墙的最大水平累积位移值为3mm。从其变形形状上来看，竣工后的前半个月时间内，墙面板的变形形状近似于图1中b类情况。

竣工两个月之后，各个断面的面板水平位移均发生了不同的变化趋势，水平累积位移量由前期的一直增大变成了先增大后减小的趋势，水平位移沿着墙高几乎呈非线性变化，均出现很明显的“弧形外鼓”现象，此时的变形形状类似图1中（c）类情况。挡墙面板水平位移在0.3H墙高附近达到位移峰值之后变形开始减小，之后在0.7H墙高处又出现了较大的水平位移值。总的来说，竣工两个月之后，挡墙的变形状况应经趋于稳定或有少量增加，这说明格栅对墙面起到了位移锁定的作用，后期的位移增量主要是由格栅的拉伸变形引起的。

2008年3月之前实测的墙面变形主要是由结构自重引起的，挡墙2008年5月正式投入使用后，由于墙体材料性质的变化、地表（下）水影响、超载作用等，墙体变形进一步发生了变化。由图3可以看出，K15+350断面处的墙体在正式投入使用之后相对使用之前发生了向墙体内侧的位移，2008年7月测得的最大水平变形值为+2.8mm，2008年2月测得的最大值为+3.2mm。K15+475断面处的墙体最大水平变形也从2008年2月测得的+3.3mm变为+2.9mm，在路面荷载作用下，挡墙内侧加筋土体发生了明显的竖向变形，从而导致整个墙体发生了不均匀沉降，以致使墙面发生向墙体内侧的位移。

4 结论和建议

①引起加筋土挡土墙的变形破坏模式也各不相同，归纳起来主要有：墙面“鼓肚”、开裂破坏：局部面板脱落；面板产生竖向裂缝、开裂等。②土工格栅加筋挡墙刚竣工后的变形形状可以描述为“墙体外倾”，且墙顶处变形最大。随着时间的推移，在墙背土压力和路面荷载的作用下墙体的变形趋势越来越稳定，稳定之后的墙体水平变形形状接近“弧形外鼓”。③荷载对加筋挡墙的工作性能有很大的影响，应对其采取一定的措施进行控制。

参考文献：

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