土工格柵加筋擋墻的應用技術分析

摘要 在高速公路項目施工中，保證土工格柵加筋土擋墻工程的質量、效率和安全，能夠有效確保該施工工程的順利實施。為明確土工格柵加筋土擋墻技術在高速公路工程中的應用及效果，文章以孟加拉國達卡繞城高速公路相關工程為例，著重分析了土工格柵加筋擋墻技術的施工工藝流程及施工方法，強調了該技術在高速公路施工工程中的重要程度，并通過實踐效果分析，總結了其工藝特征及優勢，值得推廣應用。

關鍵詞 土工格柵；加筋土擋墻；技術分析

中圖分類號 U417 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）16-0103-03

0 引言

土工格柵加筋土擋墻工程設計使用的年限較長，對其施工質量及設計標準要求嚴格。在不穩定的地質、氣象及水文條件下的施工，進一步增加了工程順利進行的難度。該文在參考該工程具體施工方案的基礎上，進一步分析與探討了土工格柵施工、加筋擋墻施工及模塊預制等工序，以期為同類型高速公路工程項目的建設提供一定參考價值。

1 工程概況

項目起于孟加拉國達卡北部Naojuri，全長48.087 754 km，利用原有路面段2.820 km，建設長度為45.267 754 km。由于該工程部分施工區域的可使用地有限，不具備放坡條件，所以需要采取防護支擋。該項目的防護工程主要有植草護坡、墻頂護坡、直立式懸臂擋墻、加筋土擋墻。

工程區位于孟加拉國恒河沖積平原，地勢平坦、開闊，海拔較低，平均海拔約0～11 m。區域地形以河流堆積沖積平原為特征，覆蓋層深厚，厚度達200 m以上。施工區域屬熱帶季風氣候，終年炎熱，年平均氣溫在27℃左右，冬季氣溫一般不低于10℃，極端最高氣溫為43.3℃，年降水量為1 800～3 000 mm[1]。

根據地下水賦存、埋藏條件，經勘察揭示的地下水類型主要為孔隙潛水。孔隙潛水賦存于淺部砂層中，勘察期間測得的穩定水位埋深為0～5.8 m（標高-1.21～8.86 m），地下水水位受季節和降水量影響，變化幅度為0.2～0.5 m。地下水主要受大氣降水和地表水的入滲補給，排泄方式以蒸發、地下徑流為主。

2 擋墻施工方案

擋墻采用C20混凝土塊進行砌筑模塊，在模塊內側鋪設土工格柵，通過連接件進行土工格柵與模塊的連接。格柵水平鋪設時，豎向應每隔22 cm或44 cm鋪設一層土工格柵，具體間距根據圖紙要求施工[2]。具體施工工藝流程見圖1所示：

3 施工方法

3.1 開挖

在進行土方開挖時，如遇到地下水涌出或嚴重的流砂現象，應立即暫停挖掘工作。這兩種情況都可能對挖掘作業的穩定性和安全性構成嚴重威脅。在暫停挖掘后，須采取切實有效的止水措施，如設置排水系統、注漿加固等，以確保地下水得到妥善控制。擋墻范圍內的植物及其根系可能會削弱土壤結構，影響擋墻的穩固性，因此應對其進行徹底清理。清理工作完成后，應對地基進行整平和壓實處理，以提高地基的密實度和承載能力。

在整平壓實地基的過程中，應嚴格控制地基的壓實度和承載力，確保其達到設計要求，即承載力至少為120 kPa。沿擋墻線形預開挖條形基礎的澆筑槽位，進行槽底整平，然后現澆條形基礎。

3.2 基礎施工

擋墻的條形基礎采用C20等級的混凝土進行現澆施工。在施工過程中，預留槽位，保證后續模塊的順利砌筑，同時也能增強擋墻的整體穩定性。對于條形基礎和預留槽的施工放線位置，其準確性至關重要。任何偏差都可能導致模塊砌筑的不平整或擋墻結構的失穩。因此，在放線過程中，必須采用精確的測量方法和設備，確保每一個點位的準確性。沉降縫的設置與擋墻的沉降縫相對應，這種設計可以有效吸收和分散由于地基不均勻沉降引起的應力。基礎澆筑完成后，應用土工布覆蓋養護，其截面示意圖見圖2所示：

3.3 加筋擋墻施工

為確保模塊的整齊排列和穩定性，需要采用掛線分層堆碼的方式進行操作。通過拉設水平和垂直的線條作為參照，使每一層模塊的堆碼都能保持水平和垂直，從而提高整個擋墻結構的穩定性。

在完成模塊的初步砌筑后，接下來進行單向土工格柵的連接。在連接土工格柵時，需要確保格柵的拉伸方向和設計要求一致，以保證其加筋效果。在格柵連接完成后，進行墻內回填料的施工。首先鋪設一層排水層，以快速排除回填料中的水分，防止回填料長時間被水浸泡，影響墻體穩定性；排水層材料通常選用透水性能好的砂石或土工布等，同時在排水層中設置PVC塑料排水管，以便匯集水分并及時排除。然后進行回填料的填筑和碾壓，在填筑過程中，需要確保回填料的均勻性和密實性；在碾壓過程中，則需要采用合適的碾壓設備和工藝，確保回填料的壓實度達到設計要求。

此外，為確保土工格柵的加筋效果，需要按照設計長度對其進行裁剪。裁剪時，應保證格柵的有效長度滿足設計要求，且裁剪位置應在格柵縱向肋條的中央位置。

通過連接件將格柵與模塊連接。用緊線器對土工格柵進行張拉，達到張拉力值后，用U形釘對土工格柵進行固定。土工格柵張拉完成后，按設計圖紙鋪設土工布，相鄰土工布重疊長度不小于10 cm，以防止墻后排水層材料的流失。

土工布鋪設完成后，人工鋪設寬度為30 cm中粗砂排水層，其余填料采用細砂并用機械進行填筑。由于土工格柵層的間距為44 cm，故兩層壓實厚度設置為44 cm。為防止填充中粗砂而引起沉降，每層構件后充填的中粗砂應高出3～5 cm[3]。在填充過程中，嚴禁使用各種裝卸、鋪裝設備直接對土工格柵進行碾壓，鋪裝方向應從墻體一側至土工格柵末端。填料與土工格柵的接觸部位不應有棱角鋒利的塊狀物、堅硬的凸出物，以防損壞土工格柵。重復以上作業，直至擋墻壓頂位置，壓頂塊采用C20等級的混凝土現澆。最頂層模塊應與格柵連接，且格柵長度應與下層一致。

3.4 模塊預制

混凝土模塊在小構預制場進行預制，預制模塊使用定制PP材料塑料模板。塑料模板重量輕、韌性好，在周轉80～100次內幾乎沒有變形。因此，項目部將模板的最大周轉次數限制在80次。預制砌塊澆筑過程中，經多次試驗對比，振動30 s后的強度最高，外觀效果最佳，故現場振動時間應控制在30±5 s以內。澆筑完成后，應及時覆蓋土工布，并灑水養護。養護時間不應少于7 d，脫模后應按不同澆筑時間堆放在不同區域，并標明澆筑時間[4]。

3.5 土工格柵

為確保土工格柵材料的質量符合設計要求，應選擇具有土工格柵合成材料試驗資質的單位進行材料力學指標試驗。這些試驗將依據設計指標進行，包括但不限于拉伸強度、延伸率、撕裂強度、頂破強度等關鍵參數。在材料驗收階段，除了按照規定的頻率進行隨機抽樣進行的基本試驗外，還應對材料的外觀、外包裝、批號、規格和生產日期等進行詳細的驗收記錄，確保所使用的材料符合設計要求且無質量缺陷。驗收過程中還應注意檢查材料是否有損壞、變形或污染等情況。若發現問題，應及時與供應商溝通并進行處理，確保所使用的材料質量可靠。單向土工格柵的技術指標見表1所示。

在土工格柵的選材過程中，應優先選擇高強度、低變形率的高密度聚乙烯材料。這種材料不僅具有出色的力學性能，而且在受力后變形小，能夠有效地保持結構的穩定性。同時，高密度聚乙烯土工格柵與填料之間能產生足夠的摩擦力，確保結構在受外力作用時能夠保持穩定。

與模塊連接時，為確保連接的牢固性，應將土工格柵從模塊的預留孔上方穿過，并使用連接件進行固定，以防止其抽動。鋪設土工格柵時，應確保其位于壓實平整的填料上面，避免出現重疊、卷曲或折曲等。此外，為保護土工格柵不受損壞，不得與硬質棱角填料直接接觸。

為確保土工格柵的鋪設質量，在鋪設過程中應使用鋼筋將其拉緊，并用少量填料壓住，使其固定并保持正確位置。這樣可以有效地防止土工格柵在后續施工過程中發生移動或變形，從而保證整個結構的穩定性和耐久性。

3.6 模塊安裝

在安裝第一層模塊前，應保持模塊基礎干凈整潔，并準確繪制面板的外緣線，以確定模塊的準確位置。在外緣線上定點后，進行水平測量，對于同層相鄰模塊的水平誤差，要求不大于10 mm，并確保模塊之間的水平對齊度，以避免因誤差累積而影響整體結構的穩定性。同樣，對于軸線偏差，每20延米內的偏差也不得大于10 mm。同時，安裝縫的大小也應控制在10 mm內。在安裝過程中，還應注意對模塊的調整和固定。安裝時，單個模塊的傾斜度一般可內傾1/100～1/200，作為填料壓實時模塊外傾的預留度[5]。模塊布置如圖3所示：

安裝后續各層模塊時，為確保安裝精度和穩定性，應沿模塊縱向每5 m設置標樁，有助于進行精確的定位和校正。每層安裝時都應使用垂球進行核對，確保模塊的垂直度符合設計要求。每完成三層模塊的安裝后，測量標高和軸線，與設計值的偏差不超過第一層所允許的范圍。為防止相鄰模塊之間發生錯位，應采用夾木螺栓或斜撐進行固定。對于水平誤差的調整，應使用低強度砂漿進行找平。水平和傾斜的誤差應逐層進行調整，以避免將誤差累積到最后一層再進行總調整。安裝縫的處理方面，應確保安裝縫的均勻、平順、美觀，以提高結構的整體外觀質量。此外，在未完成填土作業的模塊上，不得安裝上一層模塊，在安裝過程中，應嚴禁使用堅硬石子及鐵片作為支墊，以免造成應力集中而損壞模塊。模塊基礎工程實測項目見表2所示：

4 結論

土工格柵加筋擋墻是一種高效、經濟、環保的擋墻結構，通過土工格柵的加入，顯著提高了擋墻的整體強度和穩定性。經過探究，土工格柵加筋擋墻對地基條件的要求相對較低，可以在不同的土壤和地質條件下應用。此外，其模塊化的設計使得施工更為靈活，可以根據具體的工程需求進行定制，從而滿足各種復雜的工程環境。在實際應用中，其維護和修復的成本也相對較低，有望為土木工程行業帶來更多的技術突破和經濟效益。

參考文獻

[1]張觀宇.陡坡區加筋土擋墻基底不良地質處理[J].科學技術創新，2024（4）：114-117.

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[3]頊玫.輕型加筋擋土墻結構設計[J].山西建筑，2023，49（23）：86-89+94.

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[5]喬麗平，楊超.土工格柵加筋土擋墻設計中幾個問題的討論[J].廣東土木與建筑，2023（5）：12-14.