[发明专利]一种无粘接预应力加筋土施工方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种无粘接预应力加筋土施工方法及其设备，属于土工加固技术领域。

背景技术

在土工加固技术领域中，现有主流的加筋土技术是在填土中水平铺设加筋材料，达到约束填土和增强填土强度、减少填土变形的目的。通常用于地基加固、路堤（包括公路、铁路）、边坡、挡墙工程等。

目前该技术的发展主要集中在加筋材料的研发。一方面，加筋材料的研发，例如，土工格栅、土工格室、土工布、镀锌钢带、钢塑带、混凝土钢带等；另一方面，加筋材料形式的研发，例如，平面单向加筋、平面双向加筋、平面三向加筋、立体加筋（H-V加筋）等。

这些加筋土技术的工作机理基本一致，都是一种被动的土工加固技术，也就是在填筑土体在自重及上部荷载作用下，当填土发生水平变形的时候受到加筋材料的限制，从而达到提高填土的承载力及减少填土变形的目的，因而这种加筋土技术中加筋材料的作用是被动的，加筋材料在所约束土体变形的过程中才能发挥作用。另外，这种加筋土对填土的要求较高，通常选用无粘性土作为填料效果会更好，这样通常会带来较高的材料成本费用。国外基本采用无粘性土作为填土。

现有技术中，有人曾经提出的预应力加筋土技术，该技术采用了高弹性模量的碳纤维带作为加筋材料，通过张拉后锚固于挡板上，该技术增加了挡板对土体的侧向约束作用。但该技术的缺陷在于预应力的建立非常困难，施工麻烦。

（1）如果整个路堤（边坡）填筑完成以后再进行张拉，张拉的过程中会带动土体向两侧移动，不能达到约束土体的效果。

（2）如果填筑筋带以上土体之前就对铺设完成的加筋材料进行张拉，这样的效果会比较好。但这时的问题是很难建立预应力施加的着力点。而且，即便是建立了加筋材料上的预应力，必须等到加筋材料上部的填土达到一定高度后才能对筋带进行锚固并撤除张拉设备。因而，施工非常麻烦、难以推广。而且加筋材料的预应力损失很大，最终达不到对加筋材料施加预应力的效果，也达不到挡板约束填土的作用。

（3）该技术中采用的锚具不可靠，采用锚杯和锚片将加筋材料锚固于挡板位置。如果锚片位置稍微不对称，加筋材料就很容易在锚具中打滑。

有人于2009年在预应力加筋土的基础上提出的无粘结预应力加筋土构想，该构想通过了试验验证具有较好的效果。该项目由国家自然科学基金（51108174）及长沙市科技计划重点项目（K1109007-11）资助，该技术将传统的加筋材料进行了改进，即加筋材料由内外两部分构成，内层为表面光滑的镀锌钢带，外层为压痕塑料，其间填充黄油，内外层之间可以滑动。通过张拉内层的镀锌钢带提高加筋材料对土体的支承作用。从而增加筋带对土体的约束，减少填土的竖向变形。

但上述技术存在如下缺点：

1、同一层无粘结预应力加筋带之间没有联系，不能对加筋带之间土体的变形进行协调。

2、加筋材料存在缺陷，筋带内外部分之间的填充黄油容易流失。一方面，黄油流失会造成内外部分材料的相对摩擦增大，影响整个镀锌钢带上面的应力不均匀；另一方面，黄油流失会造成对土壤的污染。

3、这种技术没有提出合适的锚具。内部加筋材料上的预应力不能进行控制，也无法对加筋材料进行二次张拉及调整内部筋带内力。

发明内容

本发明的目的是为了解决同一层无粘结预应力加筋带之间没有联系，不能对加筋带之间土体的变形进行协调，内部加筋材料上的预应力不能进行控制，也无法对加筋材料进行二次张拉及调整内部筋带内力的问题，进而提供一种无粘接预应力加筋土施工方法及其设备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无粘接预应力加筋土施工方法，首先，施工挡板下的基础，该基础用于支承上部挡板；然后在所述基础上填筑并压实第一层填土，填到第一层铺设无粘结预应力加筋材料高度位置处，在该位置铺设所述加筋材料，清理挡板位置处填土，通过锚固装置将所述加筋材料与第一层挡板初步连接，不施加预应力，通过所述加筋材料使第一层挡板得到初步固定；继续填土并压实，直到填到第二层铺设所述加筋材料高度位置处，铺设无粘接预应力加筋材料并按第一层相同的方法将所述加筋材料与第二层挡板固定；依次进行，直到将整个路堤或边坡填筑完成；最后对各层的无粘接预应力加筋材料施加预应力。

一种无粘接预应力加筋土施工方法使用的设备，包括无粘结预应力加筋材料和锚固装置，所述无粘结预应力加筋材料和锚固装置相互连接。