自嵌式挡土墙结构原理及设计中应注意的问题

摘要：本文在“摩擦加筋”、“粘聚力”原理的基础上，概述了自嵌式挡土墙的性质和特点，并阐述了自嵌式挡土墙设计中应注意的问题。
关键词：自嵌式挡土墙；土工格栅；加筋复合土；设计

1、前言
自嵌式挡土墙是一种新型的支挡结构，它是由自嵌式挡土块、加筋材料和回填土料形成的“墙体”，起到了与重力式挡土结构、扶壁结构、沉箱结构等形成的墙体同样的作用，将重力式挡土结构、拄壁结构、沉箱结构等形成的墙体用加筋复合体代替，这是自嵌式挡土墙结构的显著特点。由于与传统的重力式挡土墙相比，自嵌式挡土墙结构新颖、适应性强、工程造价低廉、景观效果好、施工技术简单、速度快、工期短．并且由于干垒式柔性结构，对地基下沉有较强的适应性，抗震性能好，越来越广泛的应用于水利、城建、公路及地产开发等行业。迄今为止，南京优凝舒布洛克公司在全国已完成数百项自嵌式挡土墙工程，如辽河石佛寺水库建成了高达8米的自嵌式挡土墙；南水北调东线宿迁段工程长约10公里；福州恩顶水库采用的自嵌式挡土墙最高达18米。目前，在我国的挡土支挡工程方面，特别是软基处理方面，自嵌式挡土墙越来越被行业认可。

为适应自嵌式挡土墙技术的推广应用，水利部科技推广中心和南京优凝舒布洛克公司联合国内多家科研机构，在《公路加筋土工程设计规范》、《公路加筋土工程施工技术规范》、《铁路路基土工合成材料应用技术规范》等基础上，对自嵌式挡土墙技术在全国推广应用开展了广泛的交流和总结。

2、 自嵌式挡土墙基本构造和基本工作原理
2.1 基本构造
自嵌式挡土墙主要由自嵌式挡土块、回填土、回填土中的土工格栅及基础四个部份组成。
2.2 基本工作原理
自嵌式挡土墙技术从广义上讲是一门加筋土技术， 是以土工格栅为骨架，通过布置适量的土工格栅，使其与土结合成为一种复合结构， 提高土体强度，抵抗墙后填土的侧压力。
加筋土相互作用的基本原理可归为：摩擦加筋原理和粘聚力原理，或准粘聚力原理 。其作用机理是借助回填土中的土工格栅来提高回填土的抗剪强度，从而保障了土体平衡。当加筋体工作时，如果回填土与土工格栅产生摩擦力而不发生相对滑动，则回填土的颗粒将与土工格栅通过摩擦连接在一起共同作用。在土与土工格栅间的摩擦作用下，土中的应力传递给土工格栅，而土工格栅所产生的拉应力又抵抗了土体的水平位移，就好象在土体中增加了个内聚力，从而改善了土体的力学特性 因此，回填土与土工格栅间的摩擦作用，是加筋土体能否稳定的一个重要因素，要保证摩擦力产生有效的作用而不使回填土体和土工格栅间产生滑移。则应满足：
?＞tgθ
式中 f――土与加筋带间的摩擦系数；
θ――土与加筋带问的滑动摩擦角。
同时，为保证回填土与土工格栅的摩擦作用，土工格栅应有足够的长度，且能承受土中应力，土工格栅还必须具有足够的强度。
当上述条件成立时，土工格栅的应力通过直接与土工格栅接触的土颗粒传递给外围的填土颗粒，使应力分散，从而土工格栅和回填土形成一个整体的结构物。为防止土工格栅端部土体从土工格栅脱出和坍塌，因此在自嵌式挡土块中设置锚固棒或其它的固结设施。
在保证自嵌式挡土墙内部稳定性的同时，须对地基和承载力或沿基底的抗糟动稳定性作必要的处理和加强。