加筋格賓擋墻在用地受限邊坡防護中的應用

歐 冬，顏 春，賀劍輝，徐曉藝

(廣西交科集團有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

隨著國家生態文明建設理念不斷深入人心，城鄉生態環境品質要求持續提高，市政建設著力在生態修復、濕地恢復、環境美化等方面實現協同提升。鑒于濱海路基沉降大、道路用地受限等因素，本工程選用了加筋格賓擋墻方案，使路基支擋結構具有良好的整體性、變形協調性，將工程建設與風景營造相統一，實現工程安全、經濟、美觀、耐久等目標。

重力式擋土墻是工程項目中常用的支護方式，其具有經濟適用、施工快捷等優點，被廣泛采用。而傳統重力式擋土墻主要為混凝土現澆制作，其剛性結構具有的抗剪抗拉強度低、不透水等特點，容易出現無法適應時間推移、材料損耗導致的路基沉降、滲水、排水不良等問題。

加筋格賓擋墻以其施工簡單、安全快速、適應性強、耐腐蝕性能好等特點而被廣泛運用，其應用增強了市政工程的生態親和性、景觀協調性，降低了后期維護成本，是符合可持續發展觀的新型路基處理方案。

1 工程概況

1.1 項目基本情況

防城港市某工程項目的某段道路類型為城市綠道，為針魚嶺大橋銜接綠道的引道段，路幅寬度為6 m，路段全長為304.534 m，起點與現狀針魚嶺大橋銜接，終點與針魚嶺大橋橋下現狀路銜接，為針魚嶺大橋東側自行車專用道。其中，YK0+000～YK0+101.3是引橋路段，為橋梁設計范圍；YK0+101.3～YK0+304.534是引道路段，為道路設計范圍。由于匝道右側距現狀市政路的最小距離僅1.5 m，沒有足夠的空間放坡，因此設計擬采用路肩式擋土墻收縮邊坡。項目總體平面圖如圖1所示。

圖1 項目總體平面圖

本段擋墻及邊坡范圍內的上覆土層為：第四系人工素填土(Qml)、耕表土(Qpd)；下層巖土為強風化泥巖(J)。第四系人工素填土已回填約一年，以灰黃色、紫紅色黏土為主，自重固結未完成。全風化泥巖，以紫紅色為主，密實狀，成分以黏土礦物為主。經現場靜力觸探勘察，本項目K0+120～K0+220段持力層素填土層的地基承載力大約為90～100 kPa，不滿足設置傳統擋土墻的承載力要求。因此，擋墻基底需進行地基處理，并根據勘察報告確定適用的支護方案。項目所在地屬建筑場地區，抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05 g。地下水為裂隙水，貯存于巖層的節理、層間及裂縫中。場地的地下水和土對混凝土結構具有中等腐蝕性，對鋼結構具中等腐蝕性。

1.2 方案設計

在本工程中，由于擬建道路與現狀市政道路太近且高差較大，不滿足放坡距離要求，此段路堤邊坡需設置支擋防護措施。在綜合分析本項目工程特點的基礎上，初步擬定了兩種支護方案。

1.2.1 加筋格賓擋墻方案

該方案在道路邊線K0+120～K0+280段外側設置路肩式加筋格賓擋墻支擋，墻高為1～5 m，墻體平均埋深為1 m。格賓擋墻以1∶0.1坡率砌筑，擋墻結構占地面寬度約為1.1～1.3 m，墻身采用鍍鋅覆高耐磨有機涂層加筋格賓，石籠內填筑質地堅硬的卵石、片石或塊石，使墻身強度達到MU30強度等級。一層石籠聯結六邊形雙絞合鋼絲拉筋網面為一套整體，層間設置雙向拉伸土工格柵進一步增強路堤填土整體抗滑性、穩定性。墻頂設置護欄基座，以兩側基座為路槽鋪設路面面層。格賓石籠不但具有較高抗壓性能，而且其接近30%的填充空隙率，決定了其同時具有良好的抗拉性、排水性和沉降適應性。擋墻空隙使植被具有生長空間，墻體自然覆綠，與海濱自然景觀融為一體。詳見圖2。

圖2 加筋格賓擋墻方案橫斷面布置示意圖

1.2.2 俯斜式片石混凝土擋土墻方案

該方案在道路邊線外側設置2.0～7.0 m高C15片石混凝土俯斜式路肩墻，墻頂設置護欄基座，擋墻坡率為1∶0.05，坡頂設置護欄，每2～3 m設置一處泄水孔。墻后路堤填土采用符合規范要求的填料或砂性土、碎石土。此方案支護結構相較路肩式加筋格賓擋墻占地寬度更少，然而作為剛性擋墻結構對路基承載力的要求比格賓擋墻更高，6 m高的俯斜式片石混凝土擋土墻承載力要求為190 kPa，地基處理費用更高，且沉降適應性、路基整體性較差。濱海地區氣候及地質條件復雜多變，剛性擋墻在軟土地基上易發生沉降剪切破壞，從而整體失穩垮塌。詳見圖3。

圖3 俯斜式擋土墻方案橫斷面布置示意圖

將以上兩種方案的特點列表如表1所示。

表1 方案比選表

根據以上比選，俯斜式片石混凝土擋土墻占地面積多，造價高，工期長，景觀效果差；而加筋格賓擋墻方案造價低(約減少20%)，施工及長期防護對生態環境影響小，景觀效果好，工期短，施工簡單。加筋格賓擋墻作為柔性支擋結構，6 m高的格賓擋墻其基底最大壓力約為106 kPa，通過換填碎石墊層即可滿足承載力要求，能適應濱海區域地基的不均勻沉降；而采用俯斜式擋土墻對承載力的要求為190 kPa，需要專項的不良土處理方案。另外，加筋格賓擋墻的耐久性可通過鍍鋅覆塑工藝得到大幅提高。綜前所述，本項目采用加筋格賓擋墻方案。

2 加筋格賓擋墻設計驗算分析

2.1 加筋格賓擋墻計算模型

本項目利用GEO5支護設計軟件進行擋墻設計驗算。根據已知的土層信息和橫斷面條件，在軟件中建立擋土墻最高段(高度為6 m)的計算模型：加筋格賓擋土墻后巖土層從上到下總共分為3層，依次為墻后路基填土、4 m厚素填土、下伏強風化泥巖，墻前回填土體為素填土。石籠高度為1 m，寬度為0.8 m，石籠內填充片石容重取17 kN/m3，石籠網及連接處強度為Rt=36.50 kN/m，與石籠連接的筋帶長度l=6 m，強度為R=68 kN/m，相互作用系數C=0.40；石籠底換填0.5 m厚碎石，路面超載取q=10 kN/m2，計算模型斷面如圖4所示。

圖4 擋墻計算模型圖

根據地勘報告和地區工程經驗，各巖土層參數取值如表2所示。

表2 巖土層參數取值表

2.2 加筋格賓擋墻計算結果

根據上述模型及參數分別對加筋格賓整體穩定性、承載力、抗傾覆穩定性、抗滑移穩定性和材料強度進行驗算。邊坡穩定性驗算采用畢肖普法(Bishop)，自動搜索最不利滑動面位置。計算結果如表3所示。

表3 計算結果表

由表3可知，計算結果均滿足《城市道路路基設計規范》(CJJ 194-2013)的要求。

3 加筋格賓擋墻在本工程中的實際應用效果分析

該項目格賓擋墻已經施工完畢，長度約為160 m，工期約1個月。實踐證明，格賓擋墻施工效率是傳統的漿砌石、混凝土擋墻的2～3倍。路基整體性良好。格賓石籠表面已自然覆綠，景觀效果較好。

4 結語

(1)與傳統混凝土重力式擋土墻等剛性路基支護方式相比，采用加筋格賓擋墻施工工期短，造價低，且施工簡單便捷。

(2)加筋格賓擋墻對承載力要求不高，可節省大量的地基處理費用，尤其適用于地質條件較不理想的生態敏感地區，適用范圍廣。

(3)加筋格賓擋墻墻身能良好融入濱海生態環境，減少圬工及水泥用量，綠色環保，施工技術也已成熟。