新型路基懸錨式擋土墻及其施工技術(shù)

羅占業(yè)

（中交二公局第四工程有限公司 洛陽 471013）

隨著我國高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，高速公路逐步由平原區(qū)向山區(qū)不斷擴(kuò)展，對(duì)路基工程設(shè)計(jì)提出了許多關(guān)鍵技術(shù)問題。由于山區(qū)溝壑縱橫，高填深挖在所難免，需要修筑大量的支擋構(gòu)造物，開發(fā)研究新型高大支擋構(gòu)造物成為道路工程技術(shù)人員所面臨的一個(gè)具有廣闊應(yīng)用前景的研究課題［1－2］。延志吳高速公路是陜西省“2637”高速公路規(guī)劃中7條東西橫向線之一的延水關(guān)至吳起高速公路的重要組成部分，延安安塞經(jīng)志丹至吳起的高速公路起點(diǎn)與建成通車的包茂高速公路銜接，終點(diǎn)位于吳起縣走馬臺(tái)，路線全長110km。由于輕型擋土墻對(duì)地基承載力要求較低，并且能承受一定的不均勻沉降，其抗震性能明顯優(yōu)于重力式擋土墻，無論在經(jīng)濟(jì)上，還是結(jié)構(gòu)、造型上都具有一定的優(yōu)越性。本文介紹一種新型的路基懸錨式擋土墻，在山區(qū)公路建設(shè)中有較好的應(yīng)用前景。

1 懸錨式擋土墻工作原理

懸錨式擋土墻是由鋼筋混凝土墻身、錨定板、錨拉桿及填料組合而成的一種復(fù)合式結(jié)構(gòu)。懸錨式擋土墻對(duì)地基承載力要求低，通過錨定板對(duì)墻身的約束作用，減少懸臂根部的彎矩，有效增加了擋土墻墻身的高度，其整體性及抗震性也大大增加。由于錨定板對(duì)墻體的約束作用，可有效減少懸臂根部的彎矩，增加墻體的高度，且能保證路基填料的密實(shí)度以及其工后穩(wěn)定性，從而使懸錨式擋土墻整體性、抗震性大大增強(qiáng)。適用于填方或半填半挖路段做為路堤墻或路肩墻使用。懸錨式擋土墻設(shè)計(jì)見圖1。

圖1 懸錨式擋土墻示意圖

2 懸錨式擋土墻特點(diǎn)

（1）懸錨式擋土墻墻體所受的部分土壓力通過錨定板承受，減少了墻體立壁根部處的受拉彎矩，使墻體處于一種較為合理的受力狀態(tài)。

（2）懸錨式擋土墻充分利用了錨定板的抗拔力以及墻后踵板以上土體的自重力，以維持墻體的穩(wěn)定性，從而達(dá)到支撐和穩(wěn)定路基的目的，大大縮減了墻身的截面面積，這對(duì)缺少砂石料的地區(qū)具有重要意義。

（3）懸錨式擋土墻主要利用墻后土體對(duì)錨定板的被動(dòng)土壓力來獲得所需抗拔力，對(duì)墻后的填料類型要求不高。

（4）懸錨式擋土墻通過拉桿的連接，使土體、錨定板與鋼筋混凝土墻身形成一個(gè)整體。

（5）懸錨式擋土墻墻身一般可做成直立狀，大大節(jié)約了占地面積，這對(duì)于耕地矛盾突出的地區(qū)具有重要意義。

3 施工工藝流程

3.1 基坑開挖

放樁位時(shí)，應(yīng)測(cè)定中心和擋土墻的基礎(chǔ)地面標(biāo)高，臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在施工干擾范圍以外，施測(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)符合精度要求并且與相鄰路段水準(zhǔn)點(diǎn)相閉合［3］。

當(dāng)基礎(chǔ)開挖后，如果發(fā)現(xiàn)基底土質(zhì)和設(shè)計(jì)情況有出入時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整設(shè)計(jì)［4］。

根據(jù)地質(zhì)資料，本段擋墻基底往下約2.5 m是黃土狀土，下伏沙礫層，將擋墻基底下黃土層清除，回填灰土至墻底設(shè)計(jì)高，然后修筑擋墻。若擋土墻基底開挖后，其承載力低于要求承載力時(shí)，應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行處理，確保達(dá)到要求。

3.2 懸錨式擋土墻施工

3.2.1 鋼筋綁扎

底板（前趾板和后踵板）鋼筋綁扎時(shí)，應(yīng)預(yù)埋高度不等的錨固鋼筋，并與立壁的豎向鋼筋逐根對(duì)應(yīng)焊接。焊接接頭應(yīng)設(shè)于內(nèi)力較小處，且應(yīng)交錯(cuò)布置，同一鋼筋的任一焊接接頭中心沿豎向延伸35倍鋼筋直徑的長度區(qū)，且不小于500mm 的區(qū)段內(nèi)不應(yīng)有2個(gè)接頭，有接頭處的焊接鋼筋的面積之和占受力鋼筋的總截面積不應(yīng)超過50%。

3.2.2 混凝土澆筑

模板采用組合鋼模板，在擋土墻立壁的正面選擇剛度、面積大的模板，以保證墻體表面模板接縫少、平整光滑。

混凝土澆筑宜分2次進(jìn)行澆筑，先澆筑墻底板（墻趾板和墻踵板），然后澆筑立壁?；炷翝仓?，必須對(duì)各項(xiàng)目進(jìn)行反復(fù)檢查，如模板標(biāo)高、截面尺寸、支撐、接縫、鋼筋直徑、數(shù)量、錨固構(gòu)件、預(yù)埋件及預(yù)留孔位置等是否正確。采用吊車配合串筒澆筑混凝土，混凝土振搗要均勻，不能因過分振搗而產(chǎn)生骨料離析，振搗器應(yīng)與模板保持5～10cm 距離，不能因搗實(shí)振動(dòng)而使模板產(chǎn)生位移。

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底板（趾板及踵板）強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后，應(yīng)及時(shí)澆筑立壁，減少收縮差。接縫處的底板面上宜做成凹凸不平的糙面，以增強(qiáng)粘結(jié)，并應(yīng)按施工縫處理，要求如下：

（1）應(yīng)鑿除混凝土表面的水泥砂漿及松弱層，鑿毛后用水沖洗干凈。

（2）垂直縫應(yīng)刷一層水泥凈漿，水平縫應(yīng)鋪一層高度10～20 mm、配合比1∶2的水泥砂漿。當(dāng)采用界面劑涂刷時(shí)，可免去鑿毛工序。

（3）施工縫處理后，應(yīng)待前層混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa時(shí)才能進(jìn)行澆筑。

（4）應(yīng)根據(jù)水泥凝結(jié)時(shí)間、水灰比及混凝土的硬化條件，并通過工地試驗(yàn)，確定容許的澆筑間歇時(shí)間。

3.2.3 注意事項(xiàng)

從高處向模板內(nèi)傾卸混凝土?xí)r，需防止離析，并應(yīng)符合以下規(guī)定：

（1）從高處直接傾卸時(shí)，自由傾卸高度不應(yīng)超過2.0m。

（3）在串筒出料口下面，混凝土的堆積高度不宜超過1.0m。

（4）擋土墻每隔10～15m 應(yīng)設(shè)置伸縮縫，縫寬2～3cm，地形地質(zhì)變化及墻高變化較大處設(shè)置沉降縫。

3.2.4 養(yǎng)生

拆除模板后，宜用草簾、塑料布、帆布等遮蓋在混凝土表面，繼續(xù)澆水養(yǎng)護(hù)。不宜直接以冷水噴澆混凝土外露面。當(dāng)使用養(yǎng)護(hù)劑時(shí)，應(yīng)均勻噴涂，可不再灑水養(yǎng)護(hù)。在潮濕氣候條件下，濕潤養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。

3.2.5 拉桿加工

鋼拉桿選用熱軋螺紋鋼筋，鋼拉桿的接頭采用兩側(cè)幫條電弧焊接頭，幫條鋼筋強(qiáng)度不應(yīng)小于拉桿鋼筋的強(qiáng)度，幫條鋼筋直徑與主筋相同，雙面焊接的焊縫長度不小于拉桿直徑的5 倍，4 條貼角焊縫的長度均不應(yīng)小于幫條鋼筋的長度。焊接強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)通過試驗(yàn)檢驗(yàn)，證明合格后，方可成批加工鋼拉桿焊接接頭。焊接質(zhì)量應(yīng)逐根檢查，并做好防銹處理，除涂以防銹漆2遍外，還應(yīng)包扎2層瀝青玻璃布或?yàn)r青麻絮。

3.2.6 拉桿安裝

拉桿安裝的關(guān)鍵在于確保拉桿順直，以及拉桿與墻身預(yù)埋鋼筋和錨板鋼筋的焊接質(zhì)量。當(dāng)填土壓實(shí)至拉桿標(biāo)高以上20cm 時(shí)，開挖拉桿槽和錨定板坑，按設(shè)計(jì)規(guī)定的拉桿傾斜度及位置，將拉桿及錨定板安裝就位。挖槽時(shí)一般使錨定板位置比設(shè)計(jì)位置抬高2～4cm，以免因填土沉降引起拉桿下垂。分層開挖的拉桿槽和錨定板坑的底面均應(yīng)平整無起伏。拉桿安裝完畢后，拉桿槽用石灰土回填，回填土可輕輕夯平，當(dāng)上部填土下沉?xí)r，拉桿上的回填土尚有壓縮的余地，可減小拉桿上的次應(yīng)力，且可使拉桿不致彎曲。

3.2.7 填土壓實(shí)及質(zhì)量控制

當(dāng)填料運(yùn)達(dá)工點(diǎn)卸料時(shí)，機(jī)具離墻背的距離不應(yīng)小于1.5m，機(jī)具不得在未覆蓋填料的拉桿和錨定板上行駛。攤鋪厚度應(yīng)均勻一致，表面平整，并應(yīng)設(shè)有不小于3%的橫坡。當(dāng)用機(jī)械碾壓時(shí)，每層填料厚度以20～30cm 為宜，碾壓次數(shù)應(yīng)根據(jù)壓實(shí)度要求通過試驗(yàn)確定。

3.2.8 預(yù)制、安裝錨定板

（1）錨定板預(yù)制按幾何尺寸及板內(nèi)配筋設(shè)計(jì)執(zhí)行。預(yù)制錨定板不應(yīng)有影響結(jié)構(gòu)性能和安裝、使用功能的尺寸偏差，允許偏差為：板長度＋10～－5mm，厚度±5mm，主筋保護(hù)層厚度＋5～－3 mm，表面平整度5mm。

（2）安裝錨定板質(zhì)量檢驗(yàn)。①錨定板應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)位置安裝，高度和距墻背距離的允許偏差為±20mm；②錨定板應(yīng)側(cè)立垂直，垂直度允許偏差為邊長的0.5%；③錨定板坑內(nèi)所有空隙均用路基填料灰土夯實(shí)密實(shí)。

（3）安裝拉桿質(zhì)量檢驗(yàn)。①錨定板拉桿防腐應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，拉桿溝槽內(nèi)的全部空隙要填筑密實(shí)；②拉桿埋設(shè)的角度以及與錨定板及立壁的連接角度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，允許偏差±0.2%。

4 結(jié)語

本文通過對(duì)懸錨式擋土墻施工技術(shù)的應(yīng)用，總結(jié)了新型路基懸錨式擋土墻的施工工藝、施工注意事項(xiàng)以及影響工程質(zhì)量因素的控制方法。該類新型路基懸錨式擋土墻比較適用于缺乏石料、地基承載力低及抗震性能要求較高的地區(qū)。通過本項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用，大大縮短了工期，提高了經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)因本地區(qū)相對(duì)缺乏較好石料，相比一般砌石擋土墻達(dá)到了很好的外觀效果，而且也豐富了公路支擋結(jié)構(gòu)物的類型。對(duì)于公路支擋工程的施工具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

［1］高江平，胡長順，陳忠達(dá)，等.土壓力計(jì)算原理與網(wǎng)狀加筋擋土墻設(shè)計(jì)理論［M］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］譚 悅.水泥混凝土路面路基永久變形預(yù)估［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2012，36（5）：1049－1053.

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