土工格柵加筋在高邊陂施工中的應(yīng)用

紀(jì)福春，岳景喆，陳明非

（1.四平市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,吉林四平136000；2.黃河水利委員會(huì)勘察設(shè)計(jì)研究院,河南鄭州450003）

1 工程概況

錦屏國(guó)家一級(jí)水電站，位于四川省涼山彝族自治州境內(nèi)，是四川省水電重點(diǎn)開發(fā)雅礱江干流河段的龍頭梯級(jí)，屬一等大（Ⅰ）型工程，永久性建筑物為Ⅰ級(jí)建筑物，總裝機(jī)容量8 000 MW，屬國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目。

2 設(shè)計(jì)中要考慮的問題

1號(hào)公路棉沙溝段為高填方路基邊坡，路基邊坡高度達(dá)52 m，如按設(shè)計(jì)邊坡自然堆放，所占場(chǎng)地水平距離達(dá)120.5 m，因雅礱江干流緊臨路基邊坡，自然放坡受到限制，設(shè)計(jì)要求將邊坡做陡。因此對(duì)該邊坡采取何種加固防護(hù)方案成為設(shè)計(jì)人員考慮的重點(diǎn)問題。

1）該工程對(duì)施工工期的要求。棉沙溝高填方路基邊坡段屬場(chǎng)內(nèi)主要公路1號(hào)路工程的一部分。作為錦屏一級(jí)水電站工程對(duì)外交通線路和施工運(yùn)輸線路，首先要解決對(duì)場(chǎng)內(nèi)1號(hào)公路的修建，才能進(jìn)行混凝土拱壩、引水發(fā)電系統(tǒng)等主體工程施工和主要工區(qū)的建設(shè)，因此根據(jù)施工總進(jìn)度及計(jì)劃，1號(hào)公路的修建是錦屏一級(jí)水電站主體工程的前期工程，工期要求嚴(yán)格。

另外，雅礱江流域每年11月至次年的4月為干季，每年5月至10月為雨季，降水集中，降雨占全年的90%～95%。所以，根據(jù)要求，棉沙溝高填方路基邊坡工程應(yīng)確保在雨季來(lái)臨之前完工，否則因該工程緊鄰雅礱江干流，雨季來(lái)臨會(huì)嚴(yán)重影響到路基邊坡工程的施工。

2）該工程對(duì)地基承載力的要求。根據(jù)鉆孔資料上部12.8 m為第四系坡積的塊碎石夾土，坡積物以下基巖巖性為灰色厚層—巨厚層變質(zhì)砂巖夾板巖。根據(jù)地勘資料，該工點(diǎn)處軟弱覆蓋層較厚。因該工程為高填方路基工程，所以方案對(duì)地基承載力有一定的要求。

3）該工程對(duì)抗震性能的要求。根據(jù)2001年發(fā)布的1∶400萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》及《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，線路區(qū)的地震水平峰值加速度為0.10 g。所以設(shè)計(jì)邊坡方案要具有較好的抗震性能。

3 設(shè)計(jì)方案的比選

棉沙溝路基邊坡加固防護(hù)方案比較階段，設(shè)計(jì)人員考慮了石砌擋墻、鋼筋混凝土擋墻、土工格柵加筋三種方案，對(duì)其經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性進(jìn)行綜合比較。

從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等方面比較來(lái)看，石砌擋墻、鋼筋混凝土擋墻、土工格柵加筋3種方案存在以下幾個(gè)方面的差別：

1）結(jié)構(gòu)計(jì)算。石砌擋墻、鋼筋混凝土擋墻兩種處理方案，由于對(duì)基礎(chǔ)承載力要求較高，地勘資料表明軟弱覆蓋層太厚，地基基礎(chǔ)承載力滿足不了設(shè)計(jì)要求，若采用樁基處理地基不經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，墻背填土的壓實(shí)很難得到保證，給工程的使用帶來(lái)了隱患。而土工格柵處理方案，由于不需要較大的斷面尺寸，對(duì)地基承載力要求不高，目前地基整體穩(wěn)定計(jì)算滿足要求，承載力也完全滿足格柵處理設(shè)計(jì)要求。

2）抗震性能。石砌擋墻和鋼筋混凝土擋墻都屬于剛性結(jié)構(gòu)，不能很好地適應(yīng)地基的變形，抗震性能差；而土工格柵加筋體為柔性結(jié)構(gòu)，能很好地適應(yīng)地基的變形，具有良好的抗震性能。

3）經(jīng)濟(jì)性的比較。經(jīng)過對(duì)3種方案經(jīng)濟(jì)比較后可以看出，由于石砌擋墻方案需對(duì)地基進(jìn)行處理，鋼筋混凝土擋墻方案對(duì)鋼筋和混凝土的用量較大，采用此兩種處理方案的總費(fèi)用均高于土工格柵處理方案。

4）排水。由于此邊坡地處溝底，將來(lái)雨水滲入、山體滲水將會(huì)匯集在結(jié)構(gòu)底部，如果滲水不能及時(shí)排走，必將在結(jié)構(gòu)體中形成水壓力，造成邊坡失穩(wěn)。

石砌擋墻和鋼筋混凝土擋墻兩種處理方案，即使在砌筑時(shí)預(yù)埋排水管道或預(yù)留排水孔，也存在排水不暢、管道容易堵塞等問題，這是能否保證擋墻安全正常使用潛在的重大隱患。

土工格柵處理方案，由于格柵為網(wǎng)孔狀，結(jié)構(gòu)體內(nèi)水隨時(shí)可以滲出，排水通暢，不存在結(jié)構(gòu)體滲水過多而造成邊坡失穩(wěn)，并能在水下安全使用。

5）施工比較。石砌擋墻和鋼筋混凝土擋墻兩種處理方案，砌筑量較大，同時(shí)要求漿砌擋墻或混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后才能進(jìn)行回填，施工工期較長(zhǎng)。

土工格柵處理方案，施工工序簡(jiǎn)單，材料輕便搬運(yùn)方便，施工容易，工期較短。

總結(jié)上述幾個(gè)方面比較，土工格柵處理方案無(wú)論從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、施工等方面均比石砌擋墻和鋼筋混凝土擋墻處理方案具有優(yōu)勢(shì)。

4 土工格柵加筋邊坡的布置

該工程由黃河水利委員會(huì)設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，路基邊坡采用青島旭域土工材料股份有限公司E'Grid Plus軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性驗(yàn)算。

路基邊坡全高采用具有包裹式面層的塑料土工格柵加筋結(jié)構(gòu)，加筋邊坡高度為52 m，設(shè)置4級(jí)錯(cuò)臺(tái)，下部3個(gè)臺(tái)階的高度均為15 m，上部一個(gè)臺(tái)階的高度為7 m。低于30 m高度的邊坡外緣坡度為1∶0.58，30 m高度以上的部分邊坡外緣坡度為1∶0.8，土工格柵鋪設(shè)寬度為24 m。

在15 m，30 m和45 m三高度處的外緣分別設(shè)置2 m寬的馬道，馬道處單向格柵反包長(zhǎng)度增加為3 m。在每?jī)蓪又鹘罡駯胖g布置兩層長(zhǎng)度為2 m的雙向次筋格柵，次筋采用EG3030型，長(zhǎng)2 m，雙向格柵間距為33 cm以利于壓實(shí)，提高加筋效果。

5 結(jié)語(yǔ)

土工格柵加筋土結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)重力式砌石擋土墻和混凝土擋土墻相比，具有以下優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：

1）土工格柵加筋土工程屬柔性結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)的剛性結(jié)構(gòu)工程能更好的適應(yīng)地基變形，在不良地基處采用尤能顯示其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)。加筋土工程的這種柔性結(jié)構(gòu)比剛性擋土墻有更好的抗地震能力，因此，它也是一種很好的抗震結(jié)構(gòu)物。

2）土工格柵加筋土結(jié)構(gòu)能節(jié)省工程投資，邊坡可以做的高且陡，能有效的節(jié)約用地和填筑用料，地基的處理也較簡(jiǎn)便，具有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。

3）土工格柵包裹式的加筋結(jié)構(gòu)，可以在其坡面采用綠化防護(hù)，對(duì)綠化、美化環(huán)境，恢復(fù)自然生態(tài)，有效地融入周邊環(huán)境，有著較好的社會(huì)效益。

4）土工格柵加筋土結(jié)構(gòu)施工方便快捷，能縮短施工工期。

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