談機械穩定土橋臺施工工藝

孟祥竹 王 亮

(1.遼寧省交通高等專科學校，遼寧 沈陽 110122； 2.遼寧省交通工程質量與安全監督局，遼寧 沈陽 110005)

·橋梁·隧道·

談機械穩定土橋臺施工工藝

孟祥竹1王 亮2

(1.遼寧省交通高等專科學校，遼寧 沈陽 110122； 2.遼寧省交通工程質量與安全監督局，遼寧 沈陽 110005)

對機械穩定土橋臺進行了簡單介紹，通過遼寧某內置式加筋土橋臺的計算及施工案例，探討了機械穩定土橋臺施工工藝及注意事項，為今后同類型結構施工提供參考。

加筋土，位移，橋臺，機械穩定土

0 引言

機械穩定土橋臺又叫加筋土橋臺，英文名稱為MSE Abutments[1]，在中國通常稱為MSE橋臺。MSE是力學穩定土(Mechanically Stabilized Earth)的英文縮寫，是加筋土(Reinforced Earth)的通用名稱。

國內加筋土應用在邊坡防護、高填方路基擋土墻等工程較多，針對內置式加筋土橋臺這種三面直立支擋的加筋土結構應用較少，施工經驗也相對缺乏。目前國內針對加筋土橋臺研究較少，本文借助以往的有限元數值模擬[4]計算并結合工程施工監測總結，來對加筋土橋臺施工工藝及注意事項進行探討。

1 依托項目情況

新開工建設的某跨鐵路橋梁，橋臺結構在傳統的雙側對稱加筋的基礎上，在橋臺前墻與兩側墻的轉角處也按照扇形布設了一定數量的筋帶。橋墩暗埋在橋臺里面，墩身用塑料膜進行包裹。筋帶采用CAT鋼塑復合拉筋帶，選擇砂性土為填料。面板規格：100 cm(寬)×50 cm(高)×25 cm(肋厚)，混凝土強度等級C25，預制拼裝。

2 加筋土橋臺施工

2.1 面板基礎施工

面板基礎為現澆混凝土條形基礎。采取分段開挖、處理，分段進行驗收和澆筑。對于地下水豐富地區，做好地下排水工作，推薦采用鋪設排水墊層，既可以起到排水作用，也可以進一步使得上部荷載均勻傳導，確保橋臺的穩定。

2.2 面板預制和砌筑

面板應采用鋼模預制，模板要有足夠的強度和剛度。面板預留的穿筋孔要圓滑，易于穿筋，位置無偏差。面板設置插銷孔時，插銷位置應準確通暢。

在干凈的條形基礎頂面上，用全站儀來確定混凝土預制面板的安裝軸線，布設安裝面板的外側邊緣線，按照控制精度的要求預設垂向坡度掛線，方向統一，從伸縮縫處開始砌筑。砌筑面板從沉降縫兩側開始，相鄰面板間的豎向錯位，用M7.5砂漿砌筑調平。

排水縫豎向每間隔2層面板設置1層，水平方向間距2 m設置一道，全墻呈梅花狀布置，用干砌的豎縫代替。排水縫處按設計要求粘貼濾水土工布(規格為300 g/m2)，排水縫和水平縫應采用砂漿砌筑，以防止填料流失(見圖1)。土工布粘貼時一定要緊貼面板。面板沉降縫后應通長掛貼土工布。面板上的排水孔設置見圖2。

施工中，面板發生外側傾斜時，人工挖開面板后1 m范圍內的回填土，露出加筋后，用鋼筋絲絞緊加筋帶，直到混凝土面板恢復至要求的垂直度，回填填料壓實；如向內傾斜，采用一長為1 m，直徑5 cm以上的木棒，木棒一端頂在已夯實的土體上并固定，另一端頂在面板的中間位置，然后人工用木槌向下輕輕敲打木棒頂住面板的一端，直到面板恢復施工控制的垂直度。混凝土面板與橋臺其他現澆構造之間不得固結，為了防止不均勻沉降對連接處產生破壞。

2.3 筋帶鋪設

筋帶的鋪設采用一根通長筋帶穿過穿筋孔后對折分開，并且平鋪在回填土上。筋帶鋪設前，回填土需壓實并找平，筋帶鋪設確保每根筋帶順直平鋪，筋帶尾部要求張緊并固定在回填土上，采用鋼釘固定。每個穿筋孔的筋帶以輻射狀鋪設，不得出現筋帶松緊程度不一致，筋帶有折斷、彎曲重疊、筋帶下部掏空等等現象(見圖3)。

筋帶交叉處，筋帶之間用細砂隔開(見圖4)，隔層厚度5 cm，為了防止筋帶在穿筋孔處由于摩擦而破壞，穿孔前，對于穿孔預留的鋼筋環做好防銹處理并套上PVC塑料管。

筋帶繞過暗埋在橋臺內部的墩柱時，加筋帶與墻面面板的垂線夾角小于15°。筋帶繞過水平向障礙物時在水平方向的夾角不應超過15°。筋帶形成一個光滑的曲線繞過障礙物，不允許有折痕。筋帶和障礙物之間至少有10 cm的隔離層(如圖5，圖6所示)。

圖6中Y為筋帶偏移距離；X為筋帶過渡長度。本文借鑒美國的相關標準，提出對X，Y的建議值，見表1。

表1 筋帶繞過水平障礙物的偏移距離及過渡長度 mm

2.4 回填料施工

填料容易壓實，顆粒表面粗糙，不得有尖銳的棱角，不得含有凍塊、有機料以及生活垃圾，不應含有對筋帶產生腐蝕作用的化學物質。填料的最大粒徑不得大于5 cm，最大粒徑的總含量不大于15%。填料的內摩擦角不小于35°。墻高超過12 m時，應該慎重選擇填料。以回填料的最佳含水量、最大干密度作為壓實度控制指標。

防止施工對墻面板造成傾斜位移，各種設備保持與墻面板至少1.5 m的距離，在1.5 m范圍內，采用人工攤鋪。采用大型推土機攤鋪時，筋帶上填料的覆蓋厚度大于20 cm，防止推土機對筋帶的擾動。在距離墻面板1.0 m范圍內，采用人工夯實。為了保證壓實效果，建議回填料分層壓實的厚度不大于18 cm，碾壓厚度標記在三面擋墻上，及時檢測壓實度及回填土的含水量。

各層筋帶施工工序如下：

擋墻面板基礎澆筑→安裝砌筑混凝土面板→鋪設加筋帶→回填1層填料并壓實→安裝砌筑面板→鋪設加筋帶→回填填料→擋 墻面板后方1.0 m范圍內人工回填并壓實。

2.5 沉降縫設置及防排水工程

基礎和墻體及帽石按設計要求長度分段設置沉降縫，沉降縫寬2 cm，用瀝青木絲板嵌滿縫，內貼土工布。

確保擋墻內部無積水。遇到雨季施工，要求每天施工結束后，將回填料表面做成兩側傾斜的形式，同時設置臨時排水管等。

保證回填料攤鋪后及時碾壓完畢，當天不可出現填料攤鋪未碾壓的情況。

3 注意事項

1)墻面板基礎施工完畢后要及時回填，確保面板安裝的穩定及防止雨水侵入結構內部。結構內部含水量過大，嚴重影響筋帶與回填料之間的摩阻力，直接導致墻面板發生過大的水平位移甚至墻面破壞或傾倒。

2)預制面板與筋帶的連接要絞緊，可以有效的避免筋帶擾動摩擦而損壞，影響筋帶受力，同時保證在外荷載作用下，避免面板在回填土擠壓下，水平位移過大。在現澆混凝土結構與預制面板之間要使用防粘結材料，避免剛性固結在一起。

3)整個加筋土橋臺施工期間，要充分考慮擋墻面板兩側其他工種施工對擋墻面板以及面板基礎穩定性的影響。建議施工期間全過程進行擋墻面板的水平位移與沉降位移的觀測，做好記錄，及時與設計控制要求比對。

4)加筋土橋臺中的墩柱要用2層獨立的0.15 mm厚的塑料膜包裹，并且在這兩層塑料之間要涂抹潤滑油。避免墩柱外表面在墩柱與回填土差異性沉降中對橋臺內部填料產生擾動。

4 結語

1)對于加筋土填料，建議采用砂礫或粗砂。如果采用其他填料，在回填前必須考慮其物理性質對結構的影響，各項指標必須通過試驗驗證。

2)針對內置式加筋土橋臺，在橋臺樁柱周圍的筋帶鋪設、回填碾壓施工是施工的重點。前墻面板距離臺樁柱的間距取決于筋帶的布設方式、布設角度，同時也與柱直徑有關，可采用鋼樁，直徑大大減小，從而縮短前墻向橋孔方向延伸的距離，但前墻面板背側與樁柱外緣間最小凈距不得小于50 cm。

3)水危害對加筋土橋臺構成嚴重威脅，加強橋臺排水系統施工，加筋體內的存水過多，會降低似摩擦系數，由室內試驗結果來看可以降低60%以上，導致土體粘結力不足，影響土體與筋帶的摩擦作用，直接導致筋帶抗拔力的降低，影響結構的穩定及安全性。

[1] 歐陽中春.現代加筋土技術[M].北京:人民交通出版社,1991.

[2] 何光春.加筋土工程設計與施工[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 楊果林.現代加筋土技術與研究進展[J].力學與實踐,2002,24(1):9-17.

[4] 唐孟雄,趙錫宏.基坑開挖擋土墻的有限元模型[J].同濟大學學報,1998,26(5):516-521.

[5] MECHANICALLLY STABILIZED EARTH WALLS AND REINFORCED SOIL SLOPES DESIGN & CONSTRUCTION GUIDELINES，FHWA NHI-00-043，March 2001.

Discussion on the construction technology of mechanical soil-stabilizing bridge deck

Meng Xiangzhu1Wang Liang2

(1.LiaoningHigherCollegeofTraffic,Shenyang110122,China;2.LiaoningBureauofTrafficEngineeringQuality&SafetySupervision,Shenyang110005,China)

Introduces mechanical soil-stabilizing bridge deck, in light of the built-in reinforced soil bridge deck calculation and construction case in Liaoning, the paper explores construction technologies and matters of mechanical soil-stabilizing bridge deck, which has provided some guidance for similar structure construction in future.

reinforced soil, displacement, bridge deck, mechanical soil-stabilization

2015-05-28

孟祥竹(1986- )，男，博士，講師

1009-6825(2015)22-0163-02

U443.21

A