復合加筋格賓擋墻在市政工程中的設計及應用

章永凱

（上海市政工程設計研究總院集團第六設計院有限公司，安徽 合肥 230031）

隨著經濟社會的迅速發展，城鎮化建設的不斷推進，城市的框架不斷向外延伸，市政基礎設施建設經常會與已劃定的基本農田發生沖突，或者基本農田緊貼道路紅線，道路無放坡空間，這就對市政設施的建設產生制約。這種情況下，需設置支擋結構以滿足道路建設要求。

在支擋結構方面，采用傳統的重力式擋墻容易引起地基不均勻沉降或變形，致使墻體開裂沉降甚至發生失穩。因此，尋找一些既能減少占地和拆遷，又能最大限度的實現就地取材，降低污染排放，降低造價的新型支擋結構十分有必要。

加筋土結構是利用加筋土技術修筑的支擋結構物，利用加筋材料與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程性能，從而達到穩定和增強土體的目的。由于加筋土結構具有造價低廉、施工簡便、節約占地、抗震性強、造型美觀等特點，其工程應用得到飛速發展。本文旨在介紹一種結構整體性能更好，全面墻透水、工后蠕變變形小、環境友好的復合加筋結構，并結合典型工程案例介紹其在市政工程中的應用。

1 復合加筋格賓結構

1.1 復合加筋格賓結構介紹

復合加筋格賓結構是由加筋格賓、綠色加筋格賓和高韌性聚酯紗線集束格柵組成的模塊式加筋土結構，適宜于修建高大加筋土擋墻（坡度≥70°）或加筋陡坡（坡度＜70°）。加筋格賓、綠色加筋格賓結構作為面墻及輔筋，確保面墻部分的局部穩定性，避免出現面墻滑移，拔出，局部傾覆等破壞；高韌性聚酯紗線集束格柵作為主筋，確保邊坡的整體穩定性。圖1為復合加筋格賓結構的結構示意圖。

圖1 復合加筋格賓結構示意圖

加筋格賓和綠色加筋格賓由經過特殊防腐處理的低碳鋼絲經機編而成的六邊形雙絞合鋼絲網面制作而成的工程構件，面墻與筋材為同一網面制成。加筋格賓面墻網箱填充石料，可做成直立式或階梯式的加筋結構；綠色加筋格賓為六邊形雙絞合鋼絲網面反包式墻面，并設置了鋼筋網板和固定支架增加面板剛度，內側鋪設有椰棕植生墊或土工網墊，可采用噴播、插枝等措施實現全面墻綠化，具有極佳的景觀效果。

在工程實際應用中，可根據實際占地、綠化要求、是否臨水（沖刷情況）、現場土石料運輸等情況合理的選擇面墻型式。當占地要求嚴格時，可采用加筋格賓作為面墻；如既需考慮占地又要兼顧綠化時，則可采用加筋格賓結合綠色加筋格賓的復合形式；當為臨水工程時，宜采用加筋格賓或復合加筋格賓結構［1］。

1.2 復合加筋格賓結構特點

復合加筋格賓結構由于其獨特的結構特點相對于一般的加筋土結構（如預制混凝土模塊式面板）具有如下優點，具體如下：

1）結構整體性更好，加筋格賓和綠色加筋格賓單元面板和筋材是采用同一網面連續生產出來的，無需現場連接和固定，避免了現場連接導致的連接強度不足和質量難以控制的問題［2］。

2）全面墻透水，在加筋土結構中，排水是影響結構穩定性非常重要的一個因素，結構中的積水會增加筋材的拉力，并可能導致填土和原狀地基土強度降低，孔隙水壓力也會增加。加筋格賓、綠色加筋格賓的面墻均為格賓網面，都是可完全透水的結構，非常有利于孔隙水壓力的消散和墻體水分的自由排出［3］。

3）工后蠕變變形小，筋材的拉伸模量和蠕變對加筋土擋墻的變形影響很大，擋墻的側向位移會隨著筋材拉伸模量的增加、蠕變的減小而減小。高韌性聚酯紗線集束格柵的拉伸模量最大可達17680kN/m，受力部件為聚酯纖維，其蠕變性遠低于聚丙烯和聚乙烯，綜合兩方面，采用高韌性聚酯紗線集束格柵作為主筋的復合加筋土結構工后蠕變變形小。

4）環境友好性，在復合加筋格賓結構中除加筋格賓單元和格柵工廠預制外，其他材料（結構填土和面墻石料）均可實現就地取材，有利于實現填挖平衡，降低運輸要求，并減少鋼材和混凝土的用量，從而減少碳排放量。結構面墻通過一定的工程措施，可實現全面墻的快速綠化，達到工程與環境的融合。

2 復合加筋格賓擋墻設計及應用

2.1 工程概況

合肥市習友路規劃為城市主干路，西起蜀山區運河新城，向東串聯合肥高新技術產業開發區、政務文化新區后，接包河區龍川路，在路網中承擔串聯城市組團的功能。本工程西起新橋大道，東至將軍嶺路，道路長約73km，紅線寬60m。

本項目路基防護工程以“安全適用、生態環保，景觀優美”為設計原則，根據不同地形、地質、邊坡高度和特殊工點要求，在對邊坡安全防護的基礎上，以綠色環保為主體，營造視覺舒適環境優美的邊坡景觀。

根據項目特點，紅線外無基本農田路段，一般路基邊坡采用植草防護。基本農田段當高差較小時，在人行道外側3m綠化帶內設置邊坡，采用植草防護；放坡無法解決的高差較大路段，采用“放坡+擋土墻”形式。在K0+185～K3+540段填方高度為3～11m，通過方案比較及方案評審，考慮到本路段借方困難，經排除設置橋梁構造物及自然放坡兩種方案后，最終確定采用復合加筋格賓擋墻+放坡的支擋方案，放坡段滿足市政管線敷設要求。

圖2 習友路基本農田段橫斷面設計圖

2.2 工程地質條件

根據勘察，場地地層可分5層，分別為素填土、黏土、粉質黏土、強風化泥質砂巖和中風化泥質砂巖，且素填土和黏土層的厚度達到4-20米，因此擋墻基礎落于黏土層上。另外，本場地淺層黏性土自由膨脹率400%≤δef≤650% ，具有弱膨脹潛勢，需要就地利用黏土作為路堤填料。

勘察區地震動峰值加速度為010g，場地基本地震烈度為7度，設計地震分組為第一組。本場地類別為II類，地震動反應譜特征周期為035s。場地無液化土層。

2.3 計算分析

復合加筋格賓擋墻的計算分析包括兩部分：外部穩定性和內部穩定性計算。外部穩定性分析中視復合加筋格賓擋墻為剛體，其分析項目包括：土壓力計算、基底滑移驗算、傾覆穩定性驗算、基礎底面地基承載力驗算。內部穩定性包括兩部分內容：1）單根筋帶的抗拉計算，在布置筋材時根據計算結果初步確定筋材的強度及間距；2）基于條分法計算原理并考慮筋材作用，計算每個加筋結構塊體的內部整體穩定性，并根據計算結果優化筋材布置，如筋材強度、間距、長度等，使筋材的布置更加均衡，此部分計算量繁重，采用軟件進行計算。計算結果如下：

另外，場地區域均為弱膨脹土，此項目中對挖方土、超挖土進行摻灰處理后作為復合加筋格賓結構填料，摻灰量宜為4%。

3 結語

復合加筋格賓結構因其結構整體性好、全面墻透水、工后蠕變變形小、環境友好性和經濟性等特點，已在高邊坡、高擋墻的公路工程中廣泛使用。結合其特點，在市政工程中可推廣使用。

習友路復合加筋格賓擋墻的建設為在市政道路工程用地受限條件下采用復合加筋格賓擋墻積累了經驗，可供同類工程參考借鑒。