綠色加筋格賓擋墻在軟基拓寬工程中的應(yīng)用

呂錫嶺

（浙江省大成建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江杭州 310012）

0 引言

伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國各地區(qū)的交通量都在不斷增長。特別是在沿海地區(qū)許多高速公路通行能力已經(jīng)不能滿足社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，迫切需要進(jìn)行拓寬改造。自1997年來，我國先后有廣佛、滬杭甬、滬寧、合寧、沈大等多條高速公路進(jìn)行拓寬。然而沿海地區(qū)高速公路拓寬工程存在兩方面的突出問題：一是沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，征地困難；二是新老路基差異沉降明顯，拓寬工程病害多。

自1965年法國工程師HenriVidal提出現(xiàn)代加筋土理論以來，加筋土擋墻在巖土工程領(lǐng)域內(nèi)得到迅速發(fā)展[1]。將加筋土擋墻應(yīng)用到高速公路拓寬工程中有以下優(yōu)勢：減小征地面積，甚至實(shí)現(xiàn)零征地；提高路基的整體性、減小新老路基差異沉降；施工簡單，工期短，對交通影響小。目前它已成為國內(nèi)高速公路拓寬工程首選技術(shù)[2]-[5]。

本文結(jié)合上三高速拓寬工程的建設(shè)，對加筋技術(shù)的最新發(fā)展——綠色加筋格賓擋墻在軟基拓寬工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

1 軟基地區(qū)拓寬工程的病害分析

在軟基地區(qū)拓寬工程中，由于經(jīng)過長期的車輛荷載和自重作用，老路基及地基已基本完成固結(jié)過程，變形趨于穩(wěn)定；而新填路基對地基產(chǎn)生新的附加應(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)生新的固結(jié)沉降，且其自身的壓實(shí)變形也不可忽視，這種新老路基的差異沉降會(huì)給拓寬后的高速公路帶來巨大影響。研究表明，因新老路基差異沉降帶來的拓寬工程病害主要有四個(gè)方面[6][7]：

一是路基破壞。拓寬路基易沿新老路基結(jié)合面發(fā)生滑移破壞，甚至整體坍塌。

二是支擋結(jié)構(gòu)破壞。如擋墻墻面開裂、整體滑移、傾覆。

三是路面損壞。如路面面層破碎、結(jié)合料松散、道路橫坡改變、產(chǎn)生沿結(jié)合面走向的裂縫。

四是路面整體性能下降，路面功能逐漸喪失。

采取有效的技術(shù)措施保證新老路基的良好銜接，避免或減小差異沉降是拓寬工程的關(guān)鍵。目前已有多種控制差異沉降的技術(shù)措施，其中加筋土擋墻技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。

2 綠色加筋格賓擋墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

綠色加筋格賓擋墻[8][9]是一種生態(tài)型的加筋土技術(shù)，采用表面鍍鋅（鉻）并覆塑處理的冷拔鋼絲為筋材，鋼絲經(jīng)機(jī)器編織成雙絞合六邊形網(wǎng)片。圖1為綠色加筋格賓單元的結(jié)構(gòu)示意圖，采用與全包裹式加筋擋墻類似的結(jié)構(gòu)，將下層拉筋網(wǎng)面向上反包以形成面墻，在面墻后加設(shè)鋼筋網(wǎng)板以增加剛度，并采用三腳支撐架固定，一般以65°或70°形成坡面；通常加筋網(wǎng)面幅寬2m，豎向間距0.58m或0.76m，網(wǎng)面長度根據(jù)設(shè)計(jì)確定。綠色加筋格賓單元一般采用工廠化生產(chǎn)，在施工現(xiàn)場只需進(jìn)行簡單裝配即可在加筋網(wǎng)面上分層填筑、壓實(shí)。在面墻鋼絲網(wǎng)和鋼筋網(wǎng)板間鋪設(shè)有椰棕植生墊。擋墻施工完后只需人工植入枝條或藤曼草種，稍加養(yǎng)護(hù)，坡面綠化即可自然形成，見圖2。

綠色加筋格賓擋墻是一種生態(tài)柔性支擋結(jié)構(gòu)，用于軟基地區(qū)的高速公路拓寬工程有著明顯的優(yōu)點(diǎn)：

（1）加筋性能強(qiáng)：綠色加筋格賓單元以雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)為筋材，與土工格柵相比，不僅加筋效果好、能有效的提高填料的力學(xué)性能和拓寬路基的整體性[10]，而且筋土界面特性與應(yīng)力分配性能也占有優(yōu)勢。擋墻面板和加筋網(wǎng)面均為工廠化無縫連接生產(chǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加筋土擋墻筋材和面板連接點(diǎn)為結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)的不足，整體安全性高。

圖1 綠色加筋格賓單元

圖2 綠色加筋格賓擋墻

（2）適應(yīng)性強(qiáng)：對軟土地基變形的適應(yīng)性強(qiáng)，可與多種地基處理方式（如管樁處理、塑料排水板處理）相結(jié)合形成復(fù)合地基，提高地基承載力。

（3）滲透性好：由于擋墻面板非傳統(tǒng)加筋土擋墻的混凝土剛性面板，墻面可以自然透水，利于填土中地下水排出，保證了結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定。

（4）環(huán)保性：可以進(jìn)行坡面綠化，快速恢復(fù)工程建設(shè)所造成的環(huán)境破壞，減少水土流失，美化公路景觀。

3 綠色加筋格賓擋墻在上三高速拓寬工程中的應(yīng)用

3.1 工程概況

上三高速SK1+260～SK4+494段，為上虞樞紐互通區(qū)被交路主線。由于上虞樞紐匝道接入上三線主線，該段需將主線進(jìn)行拓寬為6車道或8車道。

原上三線本路段采用了超載預(yù)壓、塑板+超載預(yù)壓、水泥攪拌樁的處理方式。自通車以來，已產(chǎn)生沉降7～20cm不等，在橋臺(tái)錐坡等處可見明顯的沉降痕跡。

地質(zhì)勘察表明，該路段表層為耕植土，厚度為0.3～0.6m，應(yīng)清除，下部為淤泥質(zhì)粉土厚約7.4～28.2m，分布不連續(xù)。軟土層強(qiáng)度低，應(yīng)進(jìn)行地基處理。

3.2 上三高速公路的拓寬方案

為了減少征地并控制新老路基的差異沉降，減小路面開裂破壞的可能性，并營造上虞樞紐的亮麗景觀，在SK1+260～SK1+420路段采用了綠色格賓擋墻。該路段填土高度在2.5～3.5m之間。先將1∶1.5的老路堤邊坡削為1∶1.2，以清除老路邊坡的表層植被土，再從土路肩邊緣往下挖成臺(tái)階，以增加新老路基的接觸面，保證新老路基之間的有效結(jié)合和整體性。拼寬前對軟土地基進(jìn)行采用管樁處理。圖3為上三高速公路拓寬路基的設(shè)計(jì)施工圖。

圖3 上三高速公路的拓寬方案（單位：cm）

4 綠色加筋格賓擋墻的施工技術(shù)

4.1 施工順序

軟土地區(qū)拓寬工程中綠色加筋格賓擋墻的施工順序見圖4。

圖4 軟基拓寬工程中綠色加筋格賓擋墻的施工順序

4.2 綠色加筋格賓擋墻的施工要點(diǎn)

（1）回填土選取時(shí)，應(yīng)在滿足質(zhì)量要求的前提下就地取材；回填土中應(yīng)不含腐殖質(zhì)以及對網(wǎng)面鋼絲具腐蝕性的化學(xué)及電化學(xué)成分等雜質(zhì)；硬骨料的最大粒徑小于15cm,且超過5cm粒徑的硬骨料的總含量不得大于15%。并通過擊實(shí)土工試驗(yàn)獲取回填土的最大干密度、最優(yōu)含水量等參數(shù)。

（2）相鄰綠色加筋格賓構(gòu)件面墻的所有相鄰邊均進(jìn)行絞合連接，所有的絞合方式均為按間隔10～15cm單圈纏繞-雙圈鎖緊間隔絞合，使面墻構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的整體面。連接方法見圖5。

（3）在填料未攤鋪到拉筋網(wǎng)面上以前，嚴(yán)禁交通車輛、運(yùn)料機(jī)械、攤鋪機(jī)械和壓實(shí)機(jī)械在裸露的拉筋網(wǎng)面上行駛和作業(yè)。填料必須分層攤鋪、壓實(shí)。每層的松鋪厚度以30cm為宜，攤鋪厚度應(yīng)均勻，壓實(shí)后的表面應(yīng)平整。攤鋪宜由面墻向加筋網(wǎng)面尾部順序?yàn)橐?。雨天不宜進(jìn)行填料的攤鋪和壓實(shí)作業(yè)。

圖5 邊緣絞合

（4）距離面墻1m范圍內(nèi)，宜用人工夯實(shí)或輕型機(jī)械壓實(shí)，重型壓實(shí)機(jī)械不得在距離面墻1m范圍內(nèi)作業(yè)，以免對格賓面墻擠壓造成破壞。

（5）綠色加筋格賓擋墻施工結(jié)束后應(yīng)及時(shí)對面墻進(jìn)噴播或插枝綠化并按綠化要求按時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)語

將綠色加筋格賓擋墻應(yīng)用到軟基地區(qū)的高速公路拓寬工程中不僅可以有效的提高填料的力學(xué)參數(shù)和路基的整體性，減小新老路基差異沉降，并且可以進(jìn)行坡面綠化，快速恢復(fù)工程建設(shè)帶來的環(huán)境破壞，具有明顯的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)保效益。

[1]楊果林,彭立,黃向京.加筋土結(jié)構(gòu)分析理論與工程應(yīng)用新技術(shù)[M].北京:中國鐵道出版社,2007.

[2]周志剛，鄭健龍，李強(qiáng).土工格網(wǎng)處理填挖交界路基非均勻沉降的機(jī)理分析[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2002，24(5)：576-579．

[3]鄭智能,凌天清,周濱.高速公路零征地加筋拓寬路堤監(jiān)測分析[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào),2010,27(3):38-43.

[4]邱清瓊.高速公路填砂路堤拓寬加筋土工程施工支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析[D].重慶交通大學(xué),2010.

[5]胡毅夫.土工格柵在拓寬路堤中的減沉防裂效果研究[D].中南大學(xué),2006.

[6]黃琴龍，凌建明，等.舊路拓寬工程的病害特征和機(jī)理[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004,32(2):197-201．

[7]周宇，肖裕民.新舊路基拓寬常見病害分析[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，25(1)：71-74．

[8]林宇亮,楊果林,李昀等.綠色加筋格賓擋墻工程特性試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，31(10):3113-3119.

[9]楊乃彬,龍浪波.新型綠色加筋格賓擋墻的特點(diǎn)及其應(yīng)用[J].四川建筑,2010,30(2):98-102.

[10]劉澤,楊果林,黃向京.鋼絲網(wǎng)筋材的加筋作用特性試驗(yàn)研究[J].工業(yè)建筑,2011,41(5):93-98.