格柵式加筋土擋墻在貴州某河濱大道中的應(yīng)用

楊興之

（貴州省建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550081）

0 引言

我國現(xiàn)代加筋土擋墻技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用起于20世紀70年代末，傳統(tǒng)的加筋土擋墻的加筋主要為條形筋帶，近年來隨著筋帶材料制造技術(shù)的不斷發(fā)展，筋帶材料由傳統(tǒng)的條形筋帶逐漸發(fā)展為格柵式筋帶，并且在格柵式筋帶里加入高強度鋼絲，形成整體鋼塑土工格柵，整體鋼塑土工格柵式加筋土擋墻就應(yīng)運而生。

近年來，貴州省內(nèi)鐵路、公路路基應(yīng)用格柵式加筋土擋墻技術(shù)的工程案例相對較少，應(yīng)用于市政道路路基的工程案例更是少有報道。貴州山區(qū)城市較多，修建道路時，高填深挖路段較為常見，能在城市道路建設(shè)中充分運用格柵式加筋土擋墻技術(shù)，能有效減少工程材料需求，降低工程建設(shè)成本，具有較好的推廣價值[1-2]。

1 工程概況

貴州某河濱大道位于仁懷市境內(nèi)，全長1.679km，道路左側(cè)緊臨赤水河，地形為河谷地貌，左低右高。K0+594—K1+679段較為平坦，路基以較高的填方為主，該路段上覆第四系地層，除在K0+700—K0+820段上覆10～13m人工棄土層外，其余地段為流砂層或卵石層，厚度6.8～11.6m，下伏基巖上部為0～7m厚強風(fēng)化砂巖，再下為中風(fēng)化砂巖。該道路在K0+700—K1+401段采用格柵式加筋土擋土墻設(shè)計方案（圖1）。

圖1 河濱大道格柵式加筋土擋墻

2 設(shè)計方案

2.1 格柵式加筋土擋墻整體設(shè)計參數(shù)

格柵加筋土擋墻總長為701m，沿道路路線方向每30m一段，每段間設(shè)置沉降縫。根據(jù)擋墻不同高度，對路基加筋土豎向分區(qū)，不同墻高對應(yīng)不同分區(qū)內(nèi)格柵筋帶的長度關(guān)系如表1所示，擋墻典型橫斷面如圖2所示。

表1 雙向整體鋼塑土工格柵長度與墻高的關(guān)系

圖2 格柵式加筋土擋墻典型橫斷面

2.2 設(shè)計驗算

2.2.1 計算參數(shù)

（1）填料物理參數(shù)：根據(jù)勘察資料及參考規(guī)范取值，填土參數(shù)如表2所示。

表2 填土物理參數(shù)

（2）加筋材料參數(shù)：加筋材料采用雙向整體鋼塑土工格柵，規(guī)格及技術(shù)指標如表3所示。

表3 雙向整體鋼塑土工格柵規(guī)格及技術(shù)參數(shù)

單根條帶寬縱橫向均為17mm，單根條帶厚2.0mm。計算時，拉筋寬度按照每米范圍內(nèi)8條筋帶計算，即拉筋寬度為8×0.017m=0.136m。

2.2.2 穩(wěn)定性驗算

擋墻驗算高度范圍為0.4~10m。

（1）內(nèi)部穩(wěn)定性驗算。

筋帶截面抗拉強度驗算：拉力最大設(shè)計值f=39.759kN＜40kN，滿足材料指標要求。

全墻抗拔穩(wěn)定性檢算：全墻抗拔穩(wěn)定系數(shù)Kb=2.807＞2，滿足規(guī)范要求。

（2）外部穩(wěn)定性驗算。

抗滑穩(wěn)定驗算：抗滑穩(wěn)定系數(shù)KC=1.656＞1.3，滿足規(guī)范要求。

抗傾覆穩(wěn)定驗算：抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)K0=1.862＞1.5，滿足規(guī)范要求[3-4]。

2.3 填料要求

就地選取符合要求的填料：需使用透水性能良好的砂質(zhì)土、碎石土、礫石土等材料，淤泥質(zhì)土、腐質(zhì)土禁止作為填料；當(dāng)填料使用黏性土?xí)r，應(yīng)對其進行改良處理，在施工過程中需嚴格控制最佳含水量；填料不得含有生活垃圾和有機料；填料最大粒徑不得超過分層壓實厚度的2/3，且最大粒徑不得超過15cm。在土工格柵筋帶的表層不得鋪設(shè)有棱角的石料，防止割傷土工格柵筋帶。加筋體以外的墻背回填料采用就近選用填料。

2.4 地基處理

面板下基礎(chǔ)采用地梁擴大基礎(chǔ)，面板放置地梁上，地梁采用1.2m×1.0m鋼筋混凝土現(xiàn)澆。在地梁外側(cè)設(shè)置腳趾防止面板滑動，面板采用C20混凝土預(yù)制面板。加筋體地基應(yīng)清除原表層松散覆土至穩(wěn)定地基，并采用填隙碎石換填至地梁頂標高。為保證加筋土擋墻地基的強度及透水性，應(yīng)清除原表層松散浮土至穩(wěn)定地基，并采用填隙碎石換填至地梁頂標高，按要求碾壓密實。

2.5 格柵式加筋土擋墻構(gòu)造

格柵式加筋土擋墻沿道路路線方向每30m一段，每段擋墻間設(shè)沉降縫，沉降縫沿整個墻面保持通縫，縫寬度為2～3cm。沉降縫內(nèi)填塞瀝青麻絮，填塞深度不小于150mm。縫后做法與泄水孔相同。格柵式加筋土擋墻面板采用L型預(yù)制C20混凝土面板，面板頂部采用帽梁壓頂，帽梁采用現(xiàn)澆C20混凝土。道路需設(shè)置欄桿的路段，在帽梁相應(yīng)位置預(yù)留欄桿柱基礎(chǔ)預(yù)埋件。

2.6 格柵式加筋土擋墻排水設(shè)施

加筋土擋墻地基基礎(chǔ)排水：格柵式加筋土擋墻地基需采用透水性能良好的填料填筑，保證加筋土路基處于干燥狀態(tài)。同時在擋墻面板地梁基礎(chǔ)上預(yù)留PVC排水管，排水管間距為3～5m，管徑為10cm，保證滲入路基底部的水能橫向排出。若加筋體地基有地下水滲入時，應(yīng)設(shè)置碎石盲溝，將地下水引出加筋土擋墻。

加筋土擋墻面板排水：每層面板每3～4m間距設(shè)置一到排水縫，排水縫采用面板與面板之間干砌豎縫來實現(xiàn)，上下層排水縫呈梅花狀交替錯位布置。為防止面板排水縫內(nèi)側(cè)填土被水從刷帶走，排水縫內(nèi)側(cè)設(shè)置土工布過濾，土工布規(guī)格為200g/m2。

2.7 防沖刷設(shè)計

河濱大道左側(cè)緊臨赤水河，百年洪水位為390.3m，常水位為383.5m。常水位線下沖刷為2.5m。為防止河水對河濱大道的沖刷，加筋土擋墻基礎(chǔ)下部設(shè)置石籠和雷諾護墊，石籠尺寸為1m×1m×2m，雷諾護厚度為0.3m，保證邊岸的抗沖刷穩(wěn)定性。雷諾護墊應(yīng)高于面板地梁頂標高，并采用片石石籠碼砌對護墊進行壓腳，底層石籠應(yīng)放置于沖刷線以下，護墊錨固鋼筋需進行防腐處理，自然坡度小于20°時，錨固鋼筋間距按5×5m交錯布置，自然坡度大于20°時，錨固鋼筋間距按3×3m交錯布置。

3 施工工藝

3.1 土工格柵材料要求

嚴格按設(shè)計要求，采購相應(yīng)技術(shù)參數(shù)的雙向整體鋼塑土工格柵，土工格柵材料需提供出廠合格證書或試驗檢測報告，材料所有技術(shù)指標均滿足設(shè)計要求后方能用于施工。

3.2 基礎(chǔ)開挖和處理

根據(jù)擋墻加筋體與地梁設(shè)計標高，對基礎(chǔ)進行開挖，開挖到達設(shè)計標高后，對地基進行壓實整平，并檢測承載力是否滿足設(shè)計要求，若不滿足則需進一步對地基做加強處理，地基承載力達到設(shè)計值后再進行下一道工序。加筋體填筑區(qū)域內(nèi)邊坡開挖時，需開挖成臺階狀，使新填土與原邊坡不行成明顯的界面，防止填土的不均勻沉降或滑移[5]。

3.3 加筋土擋墻面板預(yù)制安裝

面板預(yù)制：面板砌塊采用預(yù)制，面板砌塊形狀采用L型，強度等級采用C20混凝土。預(yù)制面板砌塊采用鋼模制作，以保證面板表面平整密實，輪廓清晰，線條順直，預(yù)制砌塊不得有蜂窩、麻面、翹曲、掉角、啃邊等缺陷。預(yù)制混凝土砌塊嚴格按設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范進行養(yǎng)護。

面板堆放與運輸：預(yù)制面板砌塊到達養(yǎng)護期后，對其進行脫模，脫模后進行堆碼，堆放高度不宜過高，防止對面板砌塊造成損壞，砌塊間宜用方木襯墊，運輸過程中應(yīng)輕搬輕放。

面板安裝：先對地梁基礎(chǔ)進行水平測量，若局部地梁不平整，需在地梁基礎(chǔ)上采用M7.5水泥砂漿進行整平后方能開始安裝面板砌塊。面板砌塊采用M7.5水泥砂漿進行砌筑，面板砌塊外側(cè)采用勾縫處理，水平縫及豎縫內(nèi)側(cè)一般情況下可不作處理。

面板安裝控制指標：每層面板砌塊水平安裝誤差不超1mm，軸線安裝誤差每10m不超1mm，安砌縫宜小于1mm。每安裝完成一層面板砌塊后需對標高與軸線進行測量，誤差控制在指標范圍內(nèi)方能安裝下一層。

3.4 整體鋼塑土工格柵的鋪設(shè)

鋼塑土工格柵下料：根據(jù)每一層格柵設(shè)計長度，同時考慮格柵筋帶在面板砌塊處的折疊長度，對格柵施工下料長度進行計算，一般情況下應(yīng)保證比格柵設(shè)計長度長1m的富余。

鋼塑土工格柵與面板的連接：將鋼塑格柵的一端從面板預(yù)留企口中穿過，折回對齊，然后安裝上層面板，最后用鋼筋插銷連接上下層面板。

鋼塑土工格柵鋪設(shè)：土工格柵鋪設(shè)前需保證地基平整，土工格柵鋪設(shè)時要求格柵攤鋪平整、不得折曲，每幅土工格柵應(yīng)有0.2m的搭接長度。轉(zhuǎn)角處土工格柵鋪設(shè)時應(yīng)先鋪設(shè)一側(cè)，另一側(cè)重疊部分先人工鋪設(shè)一層約50mm的厚砂土，防止兩側(cè)格柵相互接觸。

鋼塑土工格柵固定：為防止機械設(shè)備在回填攤鋪與碾壓時對土工格柵的擾動或破壞，在土工格柵鋪設(shè)時采用U形釘對其進行固定。

3.5 加筋土填料攤鋪及壓實

填料攤鋪：填料運輸車輛、推土機作業(yè)范圍，距離面板需大于1.5m；在距離面板1.5m內(nèi)攤鋪，采用人工和小型機械進行攤鋪作業(yè)，保證面板安全穩(wěn)定。車輛不得直接碾壓鋼塑土工格柵。每層攤鋪面設(shè)置2%的排水橫坡，保證加筋體內(nèi)滲水能及時排出面板外。

填料壓實：推土機對填料攤鋪整平后，壓路機開始碾壓，碾壓順序為先碾壓土工格柵中部，再碾壓土工格柵尾部，最后采用人工和小型機械碾壓面板1.5m范圍部位。靠近面板1.5m范圍內(nèi)的填料壓實，采用小型機械由面板后輕壓至道路中心，避免對面板的擾動。

4 工程效果

格柵式加筋土擋墻在該河濱大道道路工程中的應(yīng)用，縮短了工期，消納了周圍其他項目的大量棄方，節(jié)約了棄渣場土地資源。在工程經(jīng)濟方面，原路基支擋設(shè)計方案采用樁基托梁衡重式路肩擋土墻，后采用本文的格柵式加筋土擋墻方案，節(jié)約投資約3000萬元，經(jīng)濟效益顯著。同時，該格柵式加筋土擋墻建設(shè)之初已經(jīng)受了赤水河百年一遇洪水的考驗，結(jié)構(gòu)運行安全，達到了工程預(yù)期效果。

5 結(jié)語

本文以格柵式加筋土擋墻在貴州某河濱道路工程中的應(yīng)用為例，對設(shè)計方案內(nèi)容與施工工藝進行了詳細介紹，通過本工程案例的應(yīng)用，為格柵式加筋土擋墻的推廣提供借鑒。

同時，通過對格柵式加筋土擋墻的應(yīng)用實踐，總結(jié)格柵式加筋土擋墻的推廣應(yīng)用具有以下重要意義。

（1）節(jié)約資源與保護環(huán)境方面：柵式加筋土擋墻可垂直修建高度達20m以上，能有效較少填方量，減輕因填料需求而對砂石料的開采；同時可消納工程棄方，減少棄土場占用土地資源的浪費。能有效保護生態(tài)環(huán)境。

（2）社會經(jīng)濟效益方面：在貴州省修建加筋土擋墻，對于路堤式擋墻在8m以上高度的造價優(yōu)勢明顯，每延米可節(jié)約投資約20%；高度達到12m時，每延米可節(jié)約投資約40%。對于路肩式擋墻在12m以上高度的造價優(yōu)勢明顯，每延米可節(jié)約投資約20%；高度達到20m時，每延米可節(jié)約投資約50%。

綜上所述，格柵式加筋土擋墻在貴州地區(qū)的推廣應(yīng)用，具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和廣闊的應(yīng)用前景。