自嵌式加筋擋土墻在防洪工程中的應用

楊澤煌　黃偉

摘 要：在防洪堤工程的設計和建設過程中，利用自嵌式加筋擋土墻能夠帶來巨大的經濟利益。文章針對水利工程中廣泛應用加筋技術的特點及施工注意事項做了詳細的介紹，目的在于大力推廣加筋擋土墻技術在水利工程施工中的應用。

關鍵詞：自嵌式擋土墻；設計施工；水利工程；應用

1 自嵌式擋土墻結構特點

自嵌式擋土墻結構柔性化，由單排自嵌式擋土塊層層累積組成，避免了砂漿砌筑和錨栓加固步驟，此種方式對地基的處理要求不高，即使遇到較大的移動也不會受到影響而失去平衡倒塌，還能夠適應小規模基礎的沉陷。結合水利工程施工的具體情況，應用自嵌式擋土墻的過程中，設置可以和自嵌式擋土塊穩定鏈接的多層拉接土工格柵，同時可以伸到土體當中，通過這種方式可以將墻體和回填土經拉接網片作用而合二為一，抵得上重力式的擋土墻；擋土塊形成的后援結構使墻體的抗剪切能力得到顯著提高，坡度也在墻體向后逐漸形成，使得重心移位到填土后方，抗傾覆能力也因此得到提高。墻后土的主動土壓力在后移產生仰角時有效減小，進而提高抗滑穩定性能。

從其性能上看，相比傳統漿砌石擋土墻，自嵌式擋土墻具有資金投入小、施工簡潔輕便、外形美觀等優點，同時擋土墻表現粗糙劈裂有質感給人以典雅高貴而又自然的視覺效果，令人身心愉悅。自嵌式結構無需用砂漿或其他固定措施，墻體之間落在骨料上，屬柔性結構，即便墻體任意移動或改變位置，均不會影響其他效果。這樣顯示了自嵌式擋土墻的一大優點即穩定性能相當好，在軟土地基施工中應用此技術最好不過，不需要任何加固處理的自嵌式擋土墻不僅對地基的要求低，而且施工簡單，不產生噪音污染，縮短工期。

柔性結構是自嵌式擋土墻本身存在的一個特殊性質，其特殊性決定了其施工簡便，這是傳統施工技術無法比擬的，同時加速施工速度并提高工程的施工進度；在施工過程中，施工人員根據擋土塊特殊的后緣結構及統一的尺寸和外形特點，能夠及時將塊體位置調整到最佳狀態，以確保墻體的整齊度，而不需要非常在意某個塊體如何擺放；簡單的施工過程，不需要太多機械化裝備，施工過程中也不會影響周邊環境，基礎開挖量也低于其他擋土墻，只需簡單處理底板和壓頂的澆筑混凝土。另外，自嵌式擋土塊還可以給施工人員提供多種色彩和形狀的土塊。擋土墻表現粗糙劈裂有質感給人以典雅高貴而又自然的視覺效果與周圍環境成天一色，堪稱絕配。每一塊獨特的混凝土劈裂面錯落有致極富變化性，相比于單一的鋼筋混凝土擋墻或石塊擋墻，自嵌式擋土墻更富有創新特點。超強的抗壓強度、抗沖擊能力及抗凍融能力也是自嵌式擋土墻的優勢。

2 自嵌式加筋擋土墻的設計

自嵌式加筋擋土墻是由：底板、擋土塊、拉接網片及壓頂共同組成，底板只要承受擋土塊的重量，一般100厘米左右，寬度很小；擋土塊的尺寸為長40厘米、寬30.5厘米、厚15厘米，經過拉接網片（雙向土工格柵）將擋土塊及回填土組成一個整體。在擋土墻前安排沉排，寬度是河流沖刷度的2到3倍，這樣可以有效防止加筋擋土墻被急流河床沖走。通過在墻背加筋土位置鋪上可以透水的沙礫材料，這樣可以利用排水，及減小墻后方剩余水壓力；同時為預防土滲到墻體外側，可以在墻后方與回填料之間鋪上土工布。

在自嵌式加筋擋土墻防洪堤的設計過程中，必須根據《公路加筋土工程設計規范》進行設計，要分析計算外部穩定和內部穩定；然而由于大量的加筋擋土墻防洪堤填料多半是滲透性材料，如砂類土及砂礫土等，因此還要分析計算滲透的穩定性。分析計算要基于對施工工程地點所有情況，包括了解回填土、被擋土及地基土力學參數及拉接網片力學性能及地面超載情況等等，準確定位墻前和墻后的水位。

在施工加筋擋土墻過程中需要計算的主要包括以下幾方面：

第一，外部穩定分析。以擋土塊和拉筋范圍內的土體為整體，然后分別對其展開抗滑穩定計算分析、抗傾覆穩定計算分析及地基承載力計算分析；按照庫倫土壓力計算分析土壓力，同時將墻后地下水位的作用考慮在內。

第二，內部穩定分析。在進行加筋擋土墻防洪堤內部穩定計算分析的過程中，主要是針對筋床填料的壓力密度進行計算分析，同時包括可以支撐擋土墻的網片帶所承受的拉力的計算分析，為了最大限度滿足加筋土內部的穩定，必須明確網片的選擇型號及斷面長度及數量。

第三，局部穩定分析。主要進行拉結網與擋土塊間的連接強度驗算，分析每一層網片與擋土塊之間的連接是否牢固；擋土塊之間抗剪強度驗算，分析在內部主動土壓力作用下每一層加筋網片處的擋土塊會不會由于抗剪強度不夠而凸出墻面；頂部無加筋部分墻體在內部土壓力作用下的抗傾覆能力。

第四，加筋擋土墻防洪堤的滲透穩定計算：在水壓力作用下，計算加筋擋土墻防洪堤的滲透穩定（可以參照土石壩設計規范中滲透穩定的計算方法）。

3 自嵌式景觀擋土墻的施工

3.1 基礎施工

進行基礎開挖時要按照設計圖來完成邊線和坡度的開挖工作，避免超挖現像出現，確保開挖的安全坡度，因為基礎的平整度將會影響到自嵌式擋土塊的安裝質量，所以地基的承載力一定要滿足設計要求，基礎施工一定要滿足自嵌式擋土墻工程的施工要求。

3.2 自嵌式擋土塊安裝

自嵌式擋土塊：將塊體后緣做成凸型，在進行干壘時要求墻面與垂直水平直接形成12°然后再插入錨固棒。安裝時，采用錯位干壘，凸型后緣的塊體能相互卡住，而錨固棒施工時插入另一塊面板的預留插孔內。這種連接法比兩端都是自由連接的施工方式方便，安裝容易，同時施工質量也得到控制。在進行安裝時要保證每一塊塊體都必須用水平尺來控制縱橫方向的平直情況，保證每層塊體都可順利安裝，在第一層塊體安裝完畢后即填土并夯實至第一層土工格柵處，接著把一端土工格柵鋪設在塊體劈裂面后的圓形孔上，用錨固棒進行錨固，再填土、夯實.然后安裝第二層土工格柵直至安裝第二層塊體，填土壓實放土工格柵.這樣交替進行直至達到設計高度。

3.3 填料與土工格柵（拉結網片）的鋪設夯實

要想確保自嵌式擋土墻的質量，其中的重要因素之一就是：填料的規格及壓實度問題。其中壓實度要控制在不小于92%。嚴格控制填料的規格并分層填筑，每填筑一層就要夯實一次，每層厚度不超過30cm為宜，墻后1.5m范圍內不得使用大型設備進行碾壓。

土工格柵必須在設計高程處鋪設，并且其在回填土內的長度必須滿足設計要求。鋪設土工格柵之前下面的回填土必須夯實整平，土工格柵應該水平鋪放，端部用錨桿拉平。鋪設好的土工格柵上面填土之前不能走汽車或重型設備，避免發生土工格柵斷裂或發生過大的變形。土工格柵在擋土塊之間的夾緊長度必須≥250mm，并且必須保證土工格柵從外面看不到。

4 結束語

加筋土擋墻技術在水利施工中的廣泛應用為水利工程施工帶來了及大的便利，此技術多用于防洪堤擋水建筑物。其施工便利，可就近選取天然砂礫當做施工所需的原材料，進而節約工程投資降低施工成本，并具有施工簡單、快速，工期短特點。加筋擋土墻防洪堤結構，因其可以設計成為路堤結合的型式，其結構型式在達到防洪目的的同時，亦能營造出園林景觀的效果，還滿足了城市濱河道路建設工程的標準，實現了一舉多得的建設效果。使水利工程施工不再是破壞生態而是與生態環境相結合，從而達到生態水利的發展要求。

參考文獻

[1]JTJ015-91.公路加筋土工程設計規范[S].人民變通出版社，1991，9.

[2]JTJ035-91.公路加筋土工程花工技術規范[S].人民變通出版社，1991，9.

[3]GB50286-98.堤防工程設計規范[S].中國計劃出版社，1998，10.

[4]堤防工程土工合成材料應用技術[M].中國水利水電出版社，1999，12.