淺析高速公路綠色格賓加筋土擋墻施工技術

岳好輝 王育寬 馬 梁

（1、中交二公局東萌工程有限公司，陜西 西安 710005 2、共青團陜西省委，陜西 西安 710005）

作者簡介：岳好輝（1979-），男，山東聊城人，高級工程師，主要從事工作：路橋隧施工生產管理。

綠色格賓擋墻是一種新型的柔性生態擋墻，由一系列綠色格賓單元拼裝而成。以其良好的柔韌性、滲透性、耐久性、環保性等優點在公路建設，特別是山區公路的建設中逐漸推廣應用。作為一種新型柔性擋墻，國內外眾多學者圍繞其受力性能、設計方法與施工技術開展了大量研究工作。李昀[1]通過室內靜力拉拔試驗和數值模擬，分析了新型加筋土擋墻的結構特征、加筋機理、可靠性、動態力學響應和抗震性能，揭示了綠色格賓擋墻的受力性能。黃向京等[2]借鑒國外先進加筋擋墻，通過拉伸、拉拔試驗，給出了加筋格賓合理的滑裂面形狀。柴賀軍，孟云偉等[3]采用PFC2D 模型，結合工程實踐對柔性石籠擋墻的土壓力情況進行了詳細觀測記錄和分析，觀測結果表明該柔性石籠擋土墻工作性能良好，使用壽命較長。楊貞貞等[4]分析了不同工況下加筋格賓擋土墻的力學性能，并對其結構穩定性能進行了深入分析，得到了在基巖類型、土基邊坡填料及支護形式等綜合影響下，擋土墻破裂面出現滑動破壞的具體型式，并提出了相應的質量控制要點[5-7]。陳瑜[8]調研與分析了多處已建格賓支擋結構，歸納形成了格賓支擋結構的設計要點。李志平等[9]通過對護岸整體穩定及格賓護坡內部穩定進行計算，驗證了擋土墻穩定性可滿足現行規范要求。綠色格賓擋墻作為一種新型的柔性生態擋墻，在國內首先被應用于水利工程建設領域，主要用于沿河護堤和河床沖刷防護方面，隨著技術的不斷推廣，在鐵路和公路建設中也逐受到廣泛推廣和應用。盡管國內外學者圍繞該新型擋墻的受力性能、耐久性等方面開展了大量工作，但高速公路邊坡中施工方法及質量控制等研究較少，缺乏相對成熟的施工經驗和施工工藝，這將影響到該類擋墻在我國進一步的發展和應用。基于此，論文依托某高速公路邊坡工程，對比分析綠色格賓加筋土擋墻施工工序、工藝及其經濟性，為進一步推廣應用該新型擋墻提供參考。

1 工程概況

某高速公路主線主線全長12.9km，其中綠色格賓加筋土擋墻共有兩處，總長度為680m，設計開挖土方5975m3，結構填土87200m3。本文選取其中1 處即K100+320～K100+640 左幅段格賓加筋土擋墻為例進行施工技術分析，擋墻基本情況見表1。綠色格賓加筋土擋墻面坡比為1:0.466，單級放坡高度為8m，擋墻高度超過8m，擋墻分為兩級填筑；一級擋墻平臺頂面至路基頂面高度9m，平臺寬2m，擋墻頂面至路基頂面高度為1m，平臺寬80cm；綠色格賓加筋土擋墻施工完成后對擋墻坡面進行噴播植草。綠色格賓加筋土擋墻結構組成：加筋格賓+高韌性聚酯紗線集束格柵+可降解生物墊+結構填土，如圖1 所示。

表1 K100+320～K100+640 左幅段格賓加筋土擋墻工程量

圖1 綠色賓格加筋土擋墻立面圖

2 施工技術分析

2.1 測量放樣

在施工開始前，需要按照設計圖紙放樣綠色格賓擋土墻的位置和坐標，根據擋墻墻址腳點、基礎及底座寬度、基礎開挖長度和寬度及擋墻頂面標高等控制要素，用白灰標識其邊線范圍，從而確定擋墻的具體位置和高度，完成測量放樣工作。

2.2 基坑開挖及處理

基坑開挖及處理與傳統擋墻一致。基坑開挖的寬度應留有一定的施工空間，方便基礎底座填料的填筑及攤鋪施工。基底開挖結束后采用壓路機對基底進行壓實處理，由試驗檢測人員對基底壓實度進行檢測，確保基底壓實度符合規范及設計要求。

2.3 高韌性聚酯紗線集束格柵鋪設

高韌性聚酯紗線集束格柵鋪設是綠色格賓擋墻施工中的一項關鍵施工工藝。高韌性聚酯紗線集束格柵，施工方便快捷，與土工格柵反包式加筋土相比，其韌性性能好，集束布置，緊貼接土層，各組成部分之間接觸牢靠，整體性能好，這種格柵疲勞性能明顯，在土里不易脫粘，發生損傷破壞。建造完工后坡面平整美觀，變形很小。高韌性聚酯紗線集束格柵可以增進擋墻排水，不僅可節省排水設施的費用，規避傳統預制混凝土塊面板加筋土結構由于排水不暢而導致整個結構崩潰的風險，還具有良好的透水透氣、消能、保土、植被等作用，是真正“有生命會呼吸”的擋土墻系統。

其具體施工方法為：（1）土工格柵運到工地后，按規定存放，并逐批檢查以確保材料的物理力學指標滿足施工要求。（2）高韌性聚酯紗線集束格柵鋪設前根據測量放樣數據，拉線定出擋墻坡腳位置；確保擋墻位置準確。（3）高韌性聚酯紗線集束格柵分為100 型和150 型，根據設計要求及相關規范規定鋪設時一級擋墻內各結構層應采用150 型，二級擋墻內各結構層采用100 型，當擋墻總高度小于8m，綠色加筋格賓土擋墻各單元均采用150 型紗線集束格柵。（4）格柵鋪設時應從低到高依次鋪設，相鄰兩幅之間采用綁扎連接；格柵強度高的方向鋪設時須垂直于擋墻墻面，施工時須嚴格注意格柵鋪設方向。（5）在鋪筑土工格柵時，應緊貼土基頂部，將其拉直、整平，尤其要處理好相鄰土工格柵拼接接頭處，采用U 型鋼筋將其固定，U 型鋼筋間隔1m 左右布設。（6）與土工格柵直接接觸的土基頂層，其填料要求最大粒徑應小于10cm，且粒徑大于6cm 的填料含量不得超過30%，土基填料應均勻，表面平整，避免對土工格柵造成破壞。（7）在土工格柵鋪筑完成后，需要技術在表面覆蓋一層土基填料，防止土工格柵受到曝曬，影響其使用性能。圖2 為格柵鋪設及固定流程。格柵鋪設及固定如圖3 所示。

圖2 格柵鋪設及固定流程

圖3 格柵鋪設及固定

2.4 鍍鋅覆塑加筋賓格鋪設

加筋格賓體系由機器編織的鋼絲網面、焊接鋼筋加絲面板、三角支架、支撐桿、可降解生物墊組合而成，鋼絲表面經鍍鋅并在鍍層之外再覆塑防腐處理；單個格賓構件幅寬2m，高度為0.73m，支撐傾角為65°。加筋格賓構件在施工場地進行組裝，構件取出后，使用三角支架、支撐桿依照設計傾角安裝各單元組件。加筋格賓構件鋪設應保證平整齊平，格賓緊貼覆蓋面表層，相鄰加筋構件四周用鋼絲絞合連接在一起，采用鋼絲的規格和材料應與網面鋼絲一致，即直徑φ=0.22cm 的鍍鋅覆塑鋼絲，絞合形式為“單圈纏繞+雙圈緊縮”，并依次間隔設置，雙圈的間距保持約15c。在每層格賓構件安裝施工后，需快速覆蓋一層回填土，以保證格賓體系穩定牢固。下部邊坡處三角鋼筋支撐、內部筋帶、面層構造鋼筋和邊坡鋼筋網均采用鍍高爾凡防腐處理，結構耐久性能良好，傳統剛性面板加筋土結構面板與筋材是分開的，需要進行連接，而且施工質量難以控制，在連接處往往由于強度不足而成為結構的薄弱環節，尤其在地震區域，容易在連接處遭到破壞；而綠色格賓面板、反包段與筋材為同一網面制成，無需進行連接，結構的整體性更強，墻體結構不易開裂。面墻和加筋網材是連續生產出來的，為無縫連接，同時綠色格賓結構單元之間采用鋼絲進行綁扎連接，整體性能好，上下結構連接優良，不易脫粘，具有較優越的承載能力與變形小的特點。

2.5 結構填土回填

綠色格賓鋪設完成后，需用砂礫土或者碎石土回填，回填土填料粒徑不宜過大，最大粒徑一般不超過10cm，介于6cm 和10cm 之間的填土含量不宜超過30%，土體內摩擦角應大于30°。在砂礫土回填時，應分層進行施工，每層松鋪厚度約為30cm，回填時先在墻面處填筑厚度20cm 左右的植生土；在回填時，應按照先兩邊后中間的順序進行填筑，其目的在于減少對填筑土體相互之間的擾動和擠壓，減輕由于擠壓對格賓體系產生的影響；采用后卸式汽車，在卸土時，沿加筋方向邊緣遞進卸土，采用挖機、裝載機由兩邊向中間攤鋪布料，回填料攤鋪應均勻、平整密實、厚度一致。壓路機在碾壓過程中，應按照規定的行進路線碾壓，碾壓順序通常為先由拉筋中部行進到尾部，再向面墻行進，順著擋墻方向，并與之保持平行。在壓路機開始碾壓施工前，需要確保拉筋網面緊貼地面并牢固穩定，拉筋網面上層填土厚度應不小于20cm，確保拉筋網面在碾壓過程中不會折彎破壞。綠色格賓加筋土擋墻20cm 夯實一次，夯實效果明顯，平整性較好，承載能力得到提高。填土厚度達到單層格賓網高度時將格賓網及可降解生物墊回包，可降解生物墊回包寬度為0.3m，回包前先在填土頂面鋪設土工格柵并固定；回包后鋪設下一層格賓網結構單元，上下層格賓網之間采用鐵絲相互連接綁扎，依次循環施工至墻體頂部；頂部施工時應注意對頂部部件蓋子進行修整。

2.6 噴播植草

綠色格賓加筋土擋墻通過插枝、噴播等綠化技術，有效防止水土流失，促進環境重建與微生物平衡，賓格填石間的空隙預埋草種，提高了土壤的穩定性能和排水能力，且面墻若有植被的生長能夠進一步提高結構的耐久性能。施工時，在面墻鋼絲內側鋪墊有椰棕植生墊，人工草種綠化成活率較高，人工植入枝條固土效果和減少擋墻變形效果更佳，采用噴播效率很高，成活率較前兩種偏低。鑒于本工程位于南方氣候適宜，采用噴播、加設營養土和草種綠化，或者人工植入枝條或者藤蔓草種幾種方式均可以進行綠化，通過植入一些高性能生態基材，真正做到結構與周邊自然環境的和諧統一，在安全經濟的前提下，將工程修復與景觀美化融為一體，打造生態景觀效果。綠色格賓加筋土擋墻施工結束后采用結合當地典型種子的混合物進行草籽噴種，草種選擇抗性強、根系發達、防護性能良好的植物種類，并摻入種子量的25%灌木種子，噴播時草子與肥料應充分拌和均勻；為使草籽免受表水沖失，應盡量避免在雨季施工。

3 同類擋墻對比分析

綠色格賓加筋土擋墻是一種新型的柔性生態擋墻，結構新穎、理念先進、施工便捷、占地較少、方便地基處理，形成的自擋土、自排水、自反濾、自卡鎖、自定位、整體連鎖的柔性干砌結構，具有良好的透水透氣、消能、保土、植被等作用，是真正“有生命會呼吸”的擋土墻系統。通過對比分析綠色格賓加筋土擋土墻與傳統的剛性擋墻，其性能優勢分析如下：

3.1 綠色格賓擋墻中面墻與拉筋均以鋼絲網面為主，為同一網面制成，消除可能的結構弱點，工廠化程度高。面板可自然透水，可以保證墻背填土地下水較為自然的排放，有利結構的長期穩定；面墻加強構件均為裝配式，施工簡單快捷；面墻加鋼筋網板增加剛度，并采用支撐架固定，一般以45、65、70°形成坡面；通常加筋網面幅寬2 m，豎向間距0.58 m、0.73 m、0.76m，網面長度根據設計確定。

3.2 作為一種生態型加筋技術，施工時在面墻鋼絲內側鋪墊有椰棕植生墊，可采用噴播、加設營養土和草種綠化，或者人工植入枝條或藤蔓草種進行綠化，全部墻面可完全綠化，具有極佳的生態效果。

3.3 傳統剛性面板加筋土結構面板與筋材是分開的，需要進行連接，而且施工質量難以控制，在連接處往往由于強度不足而成為結構的薄弱環節，尤其在地震區域，容易在連接處遭到破壞；而綠色格賓面板、反包段與筋材為同一網面制成，無需進行連接，結構的整體性更強，由于結構本身所具有的柔性能吸收地震的能量，故具有剛性結構物無法與之比擬的抗震性能。

3.4 綠色格賓加筋擋墻屬于柔性結構，可以適用于存在較大不均勻變形的地基路段，在提高擋墻自身的結構穩定性的同時，也降低了擋墻的自重，降低了擋墻基礎承載能力的要求。經過對比分析，從擋墻穩定性、耐久性及環保等方面進行打分（0-10 分），對比結果如圖4 所示。

圖4 綠色格賓加筋土擋土墻與傳統剛性擋墻性能對比情況

4 結論

論文以某高速公路綠色格賓加筋土擋墻為依托，介紹了綠色格賓加筋土擋墻的施工工序、施工工藝、質量控制等，比較分析了綠色格賓擋墻與傳統剛性擋墻的性能優勢，得到如下結論。

4.1 填土路段采用綠色生態擋墻，在保護當地生態的同時，也能夠縮小路基邊坡坡腳，減少土地占用面積，因此，該技術尤其適用于土地資源較為匱乏的地區和放坡較困難的路段，具有較好的經濟效益、生態效益和社會效益。

4.2 綠色生態擋墻面墻具有優良的可植被性，可保證結構與周圍自然環境的和諧統一，通過一定的綠化措施（噴播高性能生態基材），可實現快速綠化的目的。綠色格賓面板內部采用焊接鋼筋面板、三腳架以及支撐桿可確保其面墻平整美觀。

4.3 綠色生態擋墻面墻和加筋網材是連續生產、無縫連接，格賓結構單元之間采用鋼絲進行綁扎連接，擋墻整體性能較好。組成構件（面板、筋材等）均可以預制，除需壓實機械外，施工時一般不需配備其它機械，施工效率高，可縮短工期和節省勞力。三角鋼筋支撐、內部筋帶、面層構造鋼筋和邊坡鋼筋網等采用鍍高爾凡防腐處理（5%鋁鋅合金），結構耐久性提高。