加筋土擋土墻在城區高填方路基擋墻中的應用

□張世文 □李玉龍（中國水利水電第十一工程局有限公司）

1.工程概況

南水北調中線焦作1段第二施工標段，位于河南省焦作市區內，總干渠橫穿焦作市老城的解放區、山陽區等居民密集區，建筑物密布，且地下水位較高。沿線有倒虹吸兩座、路渠立交橋4座、渠內抽排水小泵站8座。由于倒虹吸兩側施工區范圍內拆遷不到位，繞行道路和導流渠只能在基坑內小范圍分期繞行和導流，導致倒虹吸基坑分成一、二期進行開挖。普濟河倒虹吸基坑開挖深度達18.5 m，閆河倒虹吸基坑開挖深度16.5 m，待一期基坑內的混凝土施工完成后，方能修筑直立擋土墻、二期繞行路和導流渠，完成二期基坑的開挖。

由于拆遷不到位的限制，繞行路起始和結束距離基坑邊緣不到30 m，要獲得道路合理的40°以下轉彎角度，滿足大型車輛通行的需要，一二期基坑分界處填土區的擋墻形式的選擇就顯得至關重要。直立擋墻獲得的路面距離原道路中心最近，線路指標最優；如果不做直立擋土墻，按1:2土邊坡回填，獲得的繞行路路中心距離原道路中心最遠，繞行路線路指標最差，行車困難。導流明渠若要減少長度、減少坡降損失、順暢排洪，同樣需要回填邊坡采用直立擋墻。普濟河倒虹吸二期道路繞行布置見圖1。

圖1 普濟河倒虹吸二期繞行道路布置圖

2.方案的選擇

根據現有條件，為了繞行路暢通和普濟河順利導流，對普濟河倒虹吸一期基坑回填區西側的邊坡支護情況做了多種方案比較和優化，其中直立擋墻是最經濟合理的方案。

加筋土擋土墻是近年新興起的一種擋土墻方式，在國外公路工程中已使用較普遍，國內也有成熟的施工技術。特點是在土體中埋入鋼塑復合筋帶用以抵抗土的滑動力，邊坡外側以預制的薄體鋼筋混凝土板分層抵抗邊緣土體下滑力，從而實現直立填土，受力較為合理，造價節省，一個明顯的優點是土體重力均勻傳遞到下部地面，對倒虹吸管身頂部不產生集中荷載，與管身頂部原設計受力狀態一致，而且施工速度快，現場沒有大范圍混凝土澆筑和等強，只有預制塊組裝、筋帶鋪設和土方回填，人力和設備大量節省，這對倒虹吸管身上部回填進度是最有利的。

重慶市出版的《加筋土擋墻工程圖集》有5～20 m高度的20種擋墻的標準圖和材料用量表，使用非常方便，其使用的關鍵材料——CAT鋼塑復合筋帶有多家生產廠家，價格也合理。

本工程選擇了圖集中9 m高的加筋土擋墻的每延米材料用量表和結構簡圖，外側擋土板在圖集中也有詳細施工圖，實施時進行了一些改進。管身以上加筋土擋墻長度共32 m，管身以外現澆混凝土重力式擋墻長度54 m。普濟河擋墻剖面見圖2，擋墻外立面拼裝圖見圖3。

圖2 普濟河倒虹吸擋墻剖面圖

圖3 預制板安裝外立面照片圖

3.擋土預制板設計

原圖集中擋土板立面設計為矩形，斷面為槽型，由于模板制作比較復雜，混凝土澆筑需要在振動臺上振搗，且本工程的擋土墻做為臨時工程，外觀要求比較低，后期基坑回填時埋入土中。在實際實施時，進行了改進：一是將墻板立面預制成T型和矩形配合組裝，便于安裝時錯縫、咬合，受力更為合理；二是將墻板斷面預制成平板，簡化模板以便于預制，取消了振動臺，用普通振搗棒振搗即可。圖集中設計的預制板塊體較小，每塊高0.5 m，長1.5 m，為了適應現場配置的汽車吊和塔吊，預制塊體加大到1 m高，1.5 m寬，厚度20 cm，這樣加快了墻板的預制和安裝進度。采用T型板的另一優點是，在每層回填土碾壓時，本層預制板的筋帶有一半被下層壓實土體拉緊，更能保證板位置的準確。由于對圖集中的預制塊形狀進行了改進，重新設計了預制墻板的配筋，并將預制墻板分為A、B、C三種規格。

4.施工方法

4.1 施工工藝框圖(見圖4）

圖4 加筋土擋土墻施工工藝框圖

4.2 基礎施工

根據設計圖紙確定擋墻位置和基礎斷面尺寸，測量放樣后，準確劃線立模澆筑擋土墻條形基礎，基礎為C25混凝土。本工程的條形基礎下部均有前期澆筑的混凝土，不需要做地面以下部分。條形基礎頂部按預制塊圖紙上的銷孔間距預留直徑Φ30 mm的銷孔，間距為740 mm與520 mm間隔。依照擋墻外側線形拉線控制銷孔的分布線形和間距，混凝土在拌和站集中拌和，用混凝土運輸車運至現場澆筑，振動棒振搗密實后覆蓋養護。

4.3 面板預制

加筋土擋土墻墻板采用鋼模板在構件預制場集中預制，預制時嚴格按設計的混凝土標號和規范標準制作，確保預制質量。預制成型的墻板做到表面平整、外光內實，對角線誤差≤10 mm，避免出現露筋、掉角、啃邊現象，冬季做好保溫養護工作。預留的拉環采用埋設筋帶同規格的筋帶，綁扎在設定位置的主筋上，外露10 cm高的套環，若采用鋼筋，則在預制完成后先進行除銹、刷瀝青防腐處理。插銷孔定位應精確，偏差不超過5 mm，預埋Ф30的塑料套管。脫模后，覆蓋保溫被養護10 d以上。

4.4 面板拼裝

面板拼裝時，先在澆筑成型的條型基礎上準確掛線。第一層為1.5 m×0.5 m的矩形板，間隔520 mm放置，下部對應預留孔用鋼筋銷接，上部用T型板嵌入下層空檔，面板拼裝水平縫采用M5水泥砂漿砌筑拼裝，豎向上下兩層面板間用Ф20的鋼筋制成長40 cm的扦銷，提前在銷孔內用M5水泥砂漿填充到需要高度。板間的豎向拼裝縫，用30cm寬土工布展開擋在縫后面，用碎石壓在土工布后面保持其展開。填土碾壓之前，上下塊之間臨時用50×50×500的方木配合螺桿、蝴蝶螺帽制成加固件，夾緊、找直上下塊，填土到高度后再拆除加固件，循環使用。T型板砌筑到頂后，上部檔口用1.0 m×0.5 m矩形板找平，上部立模現澆斷面為0.3 m×0.7 m的壓頂混凝土。

預制擋板與邊坡的接合處，在邊坡上開挖出30 cm寬、臺階形的槽子，將預制板鑲嵌在槽內，內外空隙處填入細石混凝土。

4.5 伸縮縫

擋墻每隔10 m設一道伸縮縫，縫寬20 mm，從內側用20 cm寬土工布粘貼到預制塊上，后面填碎石，兼作泄水孔。正常預制塊之間豎向均設安裝調整縫，縫寬10 mm，水泥砂漿填充。

4.6 筋帶鋪設

鋪設第一層筋帶之前，將加筋帶拉環以下的土體回填，每層填土壓實厚度25 cm，用3 t壓路機碾壓密實，并做成向邊緣傾斜1%的橫坡。

普濟河加筋帶擋墻設計寬度7 m，筋帶下料長度14.5 m，將筋帶從面板預留的拉環中穿過，然后折回與另一端對齊，擴散狀分開但不互相交叉，繃緊平鋪在壓實整平后的填料上，末端采用拉緊、固定措施。例如加筋帶末端距離墻體7 m的位置平行墻體打入土中一排短鋼筋，間距1 m，再鋪一條橫向鋼筋，將每根筋帶從橫向鋼筋上折回20 cm后拉緊，用細軋絲將端部綁扎結實,嚴禁將筋帶在預制塊拉環上繞成死結。筋帶鋪設不得重疊，不得卷曲或折彎。筋帶豎向分層間距0.5 m，填土分兩層，層厚按0.25 m壓實厚度，嚴格按基坑回填標準碾壓。

4.7 加筋體填筑

混凝土管身上部0.5 m范圍內用3 t碾子壓實，每層壓實厚度15 cm，用于加筋體填筑的填料粒徑選用≤填料壓實厚度的2/3的填料，且最大粒徑≤10 cm。填筑時，填料應嚴格分層填筑，分層厚度與拉筋的豎直間距相匹配，每層填筑攤鋪要均勻一致，并使表面平整。當用機械攤鋪時，攤鋪機械與面板保持1.5 m以上距離。在距面板1.5 m范圍內，改用人工攤鋪。碾壓作業時，從筋帶中部開始逐步碾壓至筋帶尾部，再碾壓靠近面板部位，在距面板1 m范圍內的壓實，采用人工夯實，并確保壓實系數≥0.95。

4.8 碎石排水及反濾層

墻面板后面0.3 m范圍內填筑10～20 mm碎石。每層碎石先于土料填高25 cm。碎石與填土之間設置一道土工布反濾層，在筋帶穿過土工布的位置用小刀割開小口，穿過筋帶后，保持土工布展開。

4.9 壓頂混凝土

加筋體填筑結束后，按設計要求和規范標準，立模澆筑加筋擋土墻壓頂混凝土。

5.質量控制要點

加筋土擋土墻面板采用鋼模板在構件預制場集中預制，預制時嚴格按設計的混凝土標號和規范標準制作，確保預制質量。面板拼裝時，先在澆筑成型的條型基礎上準確掛線。面板采用水泥砂漿砌筑拼裝，板間的拼裝縫，除預留伸縮縫和泄水孔處外要用水泥砂漿填塞嚴實。按設計要求設伸縮縫和泄水孔。筋帶鋪設不得重疊，鋪設后用力將筋帶拉直，末端固定。臨時在上部壓少量土，防止回卷。用于加筋體填筑的土料粒徑要符合要求，并應嚴格分層填筑、壓實，分層厚度與拉筋的豎直間距相匹配，每層填筑攤鋪要均勻一致，并使表面平整。

6.結語

普濟河倒虹吸受繞行場地的限制，主體工程分為一、二期施工，其一、二期基坑分界處采用直立擋土墻。既減輕了擋土墻自身重量，保證了下部倒虹吸管身的安全，又使得二期工程繞行路順利通車，二期導流明渠順利度汛，整個工程得以正常施工。這一新工藝的引進，由于其基礎處理要求低，施工周期短，費用節省，有著較好的經濟效益和推廣應用前景。