加筋土擋土墻施工技術(shù)

劉天良

( 中鐵一局第五工程有限公司，陜西 寶雞 721006)

1 工程概況

黑大高速公路榆樹至大口欽段工程地處吉林省吉林市大口欽境內(nèi)，本合同段起訖里程K71 ＋000 ～K74 ＋271.581，總長3.271Km，設(shè)計(jì)采用一級公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)車速100km/h，路基全幅寬度25.5m。主要工程數(shù)量為:路基挖方6264.4m3，路基填方305832m3，其中加筋擋土墻砂性土填筑161780m3，砂礫填筑14818m3，普通路基填筑129234m3。

1.1 加筋土擋墻概況

加筋土擋墻是利用加筋土技術(shù)修建的一種支擋構(gòu)筑物，加筋土是一種在土中加入拉筋帶的復(fù)合土，它利用拉筋帶與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程性能，從而達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋墻是由面板、拉筋帶和填土三部分組成的。

1.2 加筋土擋墻在國內(nèi)外的應(yīng)用發(fā)展情況

1.2.1 加筋土擋墻在國外的發(fā)展情況

該技術(shù)由法國工程師亨利·維達(dá)爾(Henri Vidal)在模型試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土中摻有纖維材料后，其強(qiáng)度可明顯提高，據(jù)此提出了加筋土的概念。并于1963 年首先公布了其研究成果，提出了土的加筋方法和設(shè)計(jì)理論。法國于1965 年在比利牛斯山的普拉聶爾斯修建了世界上第一座加筋土擋墻。1967—1968 年在法—意高速公路上將大量的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)改為加筋土結(jié)構(gòu)，墻的最大高度達(dá)23m。

1.2.2 加筋土擋墻在國內(nèi)的發(fā)展情況

我國是在70 年代末才開始的，并于1979 年建造了第一座加筋土擋墻。經(jīng)過近30 年的研究和應(yīng)用，加筋土結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，墻高和規(guī)模也都在不斷地創(chuàng)造著新的紀(jì)錄。由于加筋土在技術(shù)上的優(yōu)越性、顯著的經(jīng)濟(jì)性和廣泛的適用性加筋土技術(shù)了國內(nèi)外更多的青睞。

1.3 加筋土擋墻的特點(diǎn)

1.3.1 組成加筋土的墻面板和拉筋可以預(yù)先制作，在現(xiàn)場用機(jī)械(或人工)

分層鋪設(shè)。這種裝配式的方法，施工簡便、快速，并且節(jié)省勞力和縮短工期。

1.3.2 加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基輕微的變形。在軟弱地基上修筑時(shí)，

由于拉筋在填筑過程中逐層埋設(shè)，所以，因填土引起的地基變形對加筋土擋墻的穩(wěn)定性影響比對其他結(jié)構(gòu)物小，地基的處理也較簡便。

1.3.3 加筋土擋墻具有一定的柔性，抗振動性強(qiáng)，因此，它也是一種很好的抗振結(jié)構(gòu)物。

1.3.4 加筋土擋墻節(jié)約占地，造型美觀。由于墻面板可以垂直砌筑，可大量減少占地。擋墻的總體布設(shè)和墻面板的形式圖案可根據(jù)周圍環(huán)境特點(diǎn)和需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.4 適用范圍

加筋土擋墻是柔性結(jié)構(gòu)，可承受地基較大的變形，對于地基承載力的要求相對較低，同是它又是重力式結(jié)構(gòu)，可承受荷載的沖擊、振動作用。因加筋土擋墻可做成直立式擋墻，可適用于占地受限的高大支擋結(jié)構(gòu)物中，加筋土擋墻主要應(yīng)用如下:

公路:路堤、路塹、橋臺、引道、匝道

鐵路:路基、路堤、橋臺

水利:內(nèi)河港口碼頭、防洪堤、水壩、導(dǎo)堤、護(hù)岸、河岸整治

其他:尾礦壩、碴場、滑坡治理以及廠礦企業(yè)、城市建設(shè)中各種支擋建筑

2 施工工藝

2.1 施工方法

2.1.1 施工前的準(zhǔn)備工作

(1)施工測量:施工前認(rèn)真組織好線路的中線和路基的邊線測量，測定加筋土工程的墻面板基線和基礎(chǔ)標(biāo)高，并埋設(shè)施工用固定樁。

(2)施工場地的處理:?施工前仔細(xì)對施工現(xiàn)場進(jìn)行勘查，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定地基處理方案。對于特殊地基，根據(jù)設(shè)計(jì)和施工規(guī)范的要求，認(rèn)真組織采取相關(guān)措施進(jìn)行處理，對于一般原地面，先將原地面樹木雜草及腐植土清除，并疏干積水、涼曬、平整，然后用壓路機(jī)碾壓到規(guī)范要求的壓實(shí)度。

(3)在工地附近選擇一場地進(jìn)行面板的預(yù)制，組織技術(shù)部門進(jìn)行場地的布置與建設(shè)，組織物資部門進(jìn)行材料的采購工作。

2.1.2 擋墻基礎(chǔ)的施工?；硬捎猛诰驒C(jī)開挖，人工清理基坑，其基底土質(zhì)及地層情況經(jīng)檢驗(yàn)合格后，按設(shè)計(jì)和《橋涵施工技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

2.1.3 面板安裝施工。鋼筋混凝土面板由預(yù)制場集中預(yù)制，汽車運(yùn)往工地現(xiàn)場，運(yùn)輸過程中要輕搬輕放，防止損傷。面板安裝時(shí)按以下原則進(jìn)行:

(1)安裝第一層面板時(shí)，先清除基礎(chǔ)上的雜物，準(zhǔn)確畫出面板外緣線。

(2)采用人工安裝，施工時(shí)，用人工將面板就位，用低強(qiáng)度砂漿砌筑調(diào)平，沿面板縱向每5m 間距設(shè)標(biāo)樁，每層安裝時(shí)用垂球或掛線核對，每三層面板安裝完畢后，測量一次標(biāo)高和軸線，其誤差控制為同層相鄰面板水平誤差不大于10mm，軸線偏差每20 延米不大于10mm。

(3)按設(shè)計(jì)要求處理安裝縫，當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時(shí)，安裝縫不作處理，但安裝必須做到均勻、平順、美觀。

(4)按設(shè)計(jì)要求作好沉降縫的施工，縫寬一致，上下貫通，縫內(nèi)填塞瀝青麻絮。

2.1.4 筋帶鋪設(shè)。每安裝完一層面板后，及時(shí)進(jìn)行筋帶鋪設(shè)。將拉筋帶的一端從面板預(yù)留拉環(huán)中穿過，折回與另一端對齊，并綁扎以防抽動。將連接好的拉筋帶對稱拉成扇形輻射狀鋪設(shè)在壓實(shí)平整的填料上并不得卷曲或折曲，再用少量填料壓住筋帶，使之固定并保持正確位置。

2.1.5 路基填筑。每鋪完一層筋帶，進(jìn)行一次路基填筑，填筑時(shí)分層進(jìn)行，每層厚度25 ～30cm，且不得小于20cm，一次填筑的層數(shù)由筋帶間的豎向間距確定，可以是一層，也可以是多層。填筑按以下方法進(jìn)行:

(1)填料選擇:根據(jù)挖方地段填料情況，優(yōu)先選用礫類土及砂類土，浸水加筋土路堤的填料，選用水穩(wěn)性好的透水性材料，所用的填料不得含有腐植土、草皮、凍塊和其他有機(jī)雜物。

(2)填方區(qū)上料:采用挖掘機(jī)或裝載機(jī)裝車，自卸汽車運(yùn)輸?shù)教罘絽^(qū)。汽車卸料由近及遠(yuǎn)進(jìn)行，邊卸邊整平，避免汽車在未覆蓋的筋帶上行駛，卸料時(shí)汽車離面板間的距離不小于1.5m。

(3)攤鋪和平整:路基中部用推土機(jī)邊卸料邊攤鋪，然后采用平地機(jī)整平，距面板1.5m 的部分采用人工攤鋪。機(jī)械攤鋪時(shí)，推土機(jī)和平地機(jī)攤鋪距面板的距離不小于1.5m，攤鋪時(shí)在地面上畫出石灰線或設(shè)立標(biāo)桿易于駕駛員觀察。

(4)填料壓實(shí):每填筑一層填料在經(jīng)過平地機(jī)精平后及時(shí)進(jìn)行碾壓，距面板1m 以外的填料采用振動式壓路機(jī)碾壓，1m范圍以內(nèi)由人工采用電動沖擊夯和杵子等工具夯實(shí)。

(5)壓實(shí)度檢測:采用灌砂法進(jìn)行壓實(shí)度檢測。其檢測頻率為:距面板1m 范圍外，每一壓實(shí)層每500m2或50 延米不少于3 個(gè)測點(diǎn)，距面板1m 范圍內(nèi)，每一壓實(shí)層每100 延米不小于3 個(gè)點(diǎn)，若壓實(shí)段落小于上述規(guī)定時(shí)仍取3 個(gè)點(diǎn)。其試驗(yàn)方法按土工試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行。

2.1.6 防水、排水和其他工程的施工。加筋土施工時(shí)，從以下幾方面做好防水、排水和其他工程的施工:

(1)施工前先完成場地排水，以保證正常施工。

(2)當(dāng)加筋土工程區(qū)內(nèi)出現(xiàn)層間水、裂隙水、涌泉時(shí)，先修筑排水構(gòu)造物，再做加筋土工程。

(3)加筋土工程中的反濾層、透水層、隔水層等防排水設(shè)施按設(shè)計(jì)要求與加筋土體同步施工，路肩式加筋土擋墻，對路肩部分進(jìn)行封閉。

(4)加筋土體完工后，按設(shè)計(jì)要求及時(shí)修筑護(hù)腳，其質(zhì)量必須符合施工規(guī)范要求。

3 質(zhì)量控制

3.1 加筋土路堤填料壓實(shí)度要求表

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3.2 質(zhì)量措施

3.2.1 嚴(yán)格控制填筑材料、面板和筋帶等構(gòu)件的質(zhì)量。對于填筑材料，先按規(guī)范要求作好土工試驗(yàn)，合格后才能使用;對于墻面板，預(yù)制時(shí)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求布置鋼筋，采用機(jī)械拌和混凝土，嚴(yán)格控制配合比，混凝土采用插入式振搗器振搗密實(shí)，做到內(nèi)實(shí)外美;對于拉筋帶，選擇有出廠試驗(yàn)報(bào)告和質(zhì)量可靠的產(chǎn)品，并進(jìn)行必要的試驗(yàn)，經(jīng)確認(rèn)合格后才能使用。

3.2.2 對于加筋土工程構(gòu)件外露部分的鋼筋，均按要求作好防銹處理。

3.2.3 合理安排各工序的施工，使各道工序緊密結(jié)合，互相協(xié)調(diào)。

3.2.4 路堤填筑時(shí)，做到工地現(xiàn)場隨時(shí)有領(lǐng)工員值班，對路堤填筑進(jìn)行實(shí)行全過程指揮，避免填筑時(shí)機(jī)械損傷筋帶和面板，嚴(yán)格控制填料的壓實(shí)度，使筋帶與填料之間有足夠的摩擦力。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

加筋土擋墻與傳統(tǒng)的擋墻相比，具有基礎(chǔ)處理簡單，土石方開挖回填量較少，圬工數(shù)量、混凝土數(shù)量、鋼材用量相對較小，材料節(jié)約量大，填料一般就地取用，價(jià)格低廉，運(yùn)輸費(fèi)用少，施工簡單，速度快，人工費(fèi)用和機(jī)械費(fèi)用相對較少，。并且加筋土擋墻的工程直接費(fèi)用主要有基礎(chǔ)開挖和澆筑，鋼筋混凝土面板預(yù)制、運(yùn)輸和安砌，加筋材料的購置、加工和鋪設(shè)，填挖、運(yùn)、攤鋪和碾壓，壓頂澆筑，排水等附屬設(shè)施項(xiàng)目等。根據(jù)國內(nèi)外實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)和工程經(jīng)濟(jì)對比分析總結(jié)，墻高在3 -4m 時(shí)，加筋土擋墻的造價(jià)基本上與重力式擋墻持平，超過4m時(shí)，隨墻高的增加，其經(jīng)濟(jì)性越來越明顯。

5 結(jié)束語

目前，我國重力式擋土結(jié)構(gòu)還是占據(jù)著相當(dāng)大的份額，但是加筋土擋墻技術(shù)不僅造價(jià)底，施工方便，工期短，節(jié)約用地，而且能減少不均勻沉降，能抵御更大的地震災(zāi)害。可以預(yù)見，加筋土技術(shù)將會逐步取代傳統(tǒng)的重力式擋土結(jié)構(gòu)，而且也會大量地在非填土擋土結(jié)構(gòu)中起主導(dǎo)作用，也將為我國公路施工技術(shù)水平的提高打下良好的開端。