反包式單向土工格柵生態護坡施工技術的應用

鐘卓延 程 毅 薛 鍇 曾榮樂 彭 果 朱博藝 顧美湘

（1廣州環投從化環保能源有限公司；2中國建筑第五工程局有限公司；3廣州大學）

0 緒論

近年來，隨著社會的快速發展，基礎建設規模逐漸壯大，導致土地資源逐漸減少。目前能夠用于電力廠建設的土地資源較少，可用的資源主要位于山丘坡地，該類工程通常采用邊坡支護施工。目前，已有不少學者對邊坡施工技術進行研究分析。祝和意與馬曉華[1]結合加筋土工程進行施工工藝研究，提出了相應的加筋土施工控制方法及措施；呂松華與李德平[2]總結了土工格柵加筋擋土墻的施工工藝，分析了施工重點；嚴少發[3]結合高速公路加筋土擋墻工程項目，介紹了加筋土的關鍵施工技術；陳華[4]采用有限元方法進行土工格柵加筋土擋墻受力機理的研究，并提出了土工格柵加筋土施工技術的改進方法；張愿來[5]結合工程實踐，對公路工程中加筋土擋墻的施工技術進行分析總結；杜晉忠[6]通過對加筋土施工技術的研究，提出了相應的改進措施并提高了加筋土路基的施工質量。

結合上述研究，廣州市第七資源熱力電廠二期工程及配套設施項目提出了反包式單向土工格柵生態護坡施工技術，并采用分布式光纖進行土工格柵的受力變形監測，保證了邊坡的施工質量。

1 工程概況

廣州市第七資源熱力電廠二期工程及配套設施項目位于廣州市從化區鰲頭鎮潭口村，分三個地塊，第一地塊是餐廚綜合處理區、爐渣綜合利用廠房及發展預留用地，紅線內面積約為5.08萬m2，第二地塊是主廠房和生產樓，紅線內面積約為12.32萬m2，第三地塊是污水處理站，紅線內面積約為0.93萬m2。場地現狀為村委會林地，場地有新潭路可以到達，交通較便利。場地原地貌單元屬丘陵，微地貌單元主要由低丘、丘間洼地、沖溝組成，植被茂密，地形起伏較大，場地整體坡度20°～35°，現狀高程為64.0～128.0m。根據建設規劃方案，場平后的規劃高程約75.0～85.0m，場平后挖方邊坡主要位于主廠房東側、生產樓東側與南側，挖方邊坡最高約53m；填方邊坡主要位于主廠房南側、生產樓西側的丘間洼地、沖溝地段，以及爐渣綜合利用廠房西側，填方邊坡最高約23m。見圖1。

圖1 反包式單向土工格柵生態護坡示意圖

2 反包式單向土工格柵生態護坡施工技術的研究與應用

2.1 施工工藝流程

基槽開挖→鋪設土工格柵→格柵張拉→格柵臨時錨固→光纖鋪設→土工袋裝填壘砌→大面積分層回填并碾壓→單向土工格柵搭接與反包。

2.2 基槽開挖

本工程中采用挖掘機進行基槽的開挖施工，同時施工人員進行配合開挖。結合加筋土土工格柵的鋪設長度控制基槽開挖施工的寬度，將基槽內的軟土開挖至設計標高，同時按照設計要求施工排水溝與集水坑，確保基槽施工工作面的干作業環境。具體開挖施工如圖2所示。

圖2 基底開挖施工圖

2.3 鋪設土工格柵

基槽開挖完成后，進行基底的平整施工，并開展二次測量定位，于坡線開始處每15m位置以及邊坡轉角位置安裝坡度尺與皮數桿，從而控制土工格柵反包高度、土工袋堆砌高度以及邊坡坡度。于坡面預留土工袋堆放位置，作為坡面反包，預留范圍3.5m，邊坡填料壓實平整后，將土工格柵鋪設于坡面上方，同時保證土工格柵不重疊、不卷曲，鋪設平整，避免回填及壓實過程中土工格柵受到擾動甚至破壞。見圖3。

圖3 加筋材料鋪設

2.4 格柵張拉

為了測得單向土工格柵的拉力值，使其張拉值量化，本方法采用電子拉力計、雙鉤緊線器等工具進行單向土工格柵的張拉測試，具體方法為：

⑴采用張拉耙將單向土工格柵末端的橫向肋筋鉤拉固定，如圖4所示；

圖4 土工格柵張拉

⑵通過繩索將電子拉力計與張拉耙連接，同時連接緊線器；

⑶將緊線器后端固定，張拉單向土工格柵，通過電子拉力計讀取單向土工格柵的張拉數值。

2.5 格柵臨時錨固

本方法中采用直徑為8mm的鋼筋作為單向土工格柵臨時固定的工具，將鋼筋加工為長度300mm的U形固定件，對張拉完成后的單項土工格柵按照0.7m的縱橫間距進行臨時固定，待單項土工格柵整體錨固完成后，拆除張拉工具。見圖5。

圖5 格柵臨時錨固

2.6 分布式光纖傳感器的布置

分布式光纖傳感技術近年來廣泛應用于土木工程領域，該技術具有分布式測量、精度高、靈敏度高、耐久性好、施工方便等優點。為了監測土工格柵的變形情況，本工程采用分布式光纖進行土工格柵的變形監測。將分布式光纖沿土工格柵進行縱向布置，并采用環氧樹脂膠水粘接，保證分布式光纖與土工格柵完整粘合，在土工格柵進行土工袋反包后，將分布式光纖引出待監測，并將光纖接頭進行保護。見圖6。

圖6 分布式光纖傳感器布置

2.7 土工袋裝填壘砌

⑴土工格柵攤鋪后采用伴有草籽裝滿耕植土的麻袋固定，土工格柵反包麻袋后，通過連接棒將上下兩層土工格柵連接，其中，土工格柵反包長度為2.5m。

⑵在土工袋堆砌前，需保證回填材料滿足設計要求，基槽需平整。每一幅格柵反包高度內設四層麻袋，總高度控制在400mm內。麻袋封口朝向坡背側，上下層麻袋交錯布置。土工袋壘砌到位后，采用木質拍板對土工袋上平面與外側面進行拍實平整，利于格柵反包緊貼袋裝土側面和保證線型、規則度和美觀性。見圖7。

圖7 土工袋裝填

2.8 大面積分層回填土碾壓

⑴填方材料為砂質粘性土，要求其≥20°、C≥25kPa，含水率控制在最優含水率的-2%～+2%范圍內，同時，保證回填材料中不包含植物殘渣、磚石碎片等垃圾及雜物。

⑵卸料機具在使用過程中，應與土工袋保持2m左右間距，且只能在回填一定厚度填料的單向土工格柵上方作業；同時，其行走方向與土工格柵的橫筋垂直，避免因回填厚度不足而擾動下方的土工格柵，從而影響土工格柵的強度與質量。填筑前采用大型擊實儀進行全樣擊實試驗，從而得到回填材料的最大干密度和最優含水量。回填土填筑時要求分層鋪土，分層碾壓，保證每層虛鋪的土層在壓實后厚度小于0.3cm，后續采用重型機械進行大面積碾壓，逐層提高高度，保證壓實度大于95%。見圖8。

圖8 大面積分層回填土碾壓

⑶對于濕度較高的回填土，需進行含水率控制，通常采取翻曬降低含水率；而對于較為干燥的回填土則采用噴灑水的方式提高含水率，保證回填土的質量。

⑷加筋土擋墻內須設置兩道碎石排水層，厚度350mm，排水層中部設φ110PVC泄水管，管壁鉆孔φ5@100，外包土工布，水平間距4.0m，出露坡面50mm。

2.9 單向土工格柵搭接與反包

在土工袋堆疊完成后，將單向土工格柵下層預留的反包搭接部分向上翻轉反包，形成“C”型包裹，反包的單向土工格柵末端部分與上層土工格柵通過連接棒進行搭接。連接棒搭接時，必須交替穿過上下幅格柵每根肋條。如此反復施工至整體邊坡施工完成。見圖9。

圖9 土工格柵反包

3 結論

本項目通過該技術的應用，加快了施工進度，縮短了工期；成型后的邊坡結構穩定，坡面綠化率實現100%，邊坡整體造型美觀，保證了施工質量，取得了良好的經濟社會效益。