房建工程基礎(chǔ)中模塊擋土墻結(jié)構(gòu)的技術(shù)應(yīng)用

范昌渝

摘 要：加筋土擋土墻由基礎(chǔ)、墻面板、帽石拉筋和填料等組成，其利用填料和拉筋間的摩擦力來平衡墻面所受到的水平推力，并由上述材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)來消除拉筋尾部產(chǎn)生的壓力，進(jìn)而確保擋土墻的穩(wěn)定性。在加筋土擋土墻中，模塊擋土墻是目前使用較多的一種，在房建工程中應(yīng)用廣泛。探討了房建工程中模塊擋土墻的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：房建工程基礎(chǔ)；模塊擋土墻結(jié)構(gòu)；砌筑；澆筑

中圖分類號：TU476+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0081-02

加筋土擋土墻的特點(diǎn)，包括：①對地基承載力的要求不高。加筋土擋土墻是輕型支擋結(jié)構(gòu)，多數(shù)情況下在軟土地基中應(yīng)用，其施工簡單、施工速度快、資金投入少、占地面積小、外形美觀。②一般用于填土工程中。因該種擋土墻的特點(diǎn)，因此多被應(yīng)用于公路、鐵路、煤礦和房建工程中。

1 模塊擋土墻的加固原理

模塊擋土墻的運(yùn)用原理為：在土中順著應(yīng)變方向埋設(shè)具有撓性的拉筋材料，土和拉筋材料間會生成摩擦力，使加筋土具有了一定程度的黏聚性，從而改善了其土力學(xué)性能。由于填土自重和外力生成的土壓力作用于墻面板上，并通過墻面板連接件把這兩種力傳給拉筋，所以，填土和拉筋間的摩擦力會阻礙拉筋的拔出。拉筋材料應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度，并和土生成足夠的摩擦力，這樣加筋土體就能保持穩(wěn)定。加筋土結(jié)構(gòu)常被看作異性復(fù)合材料，一般采用的拉筋，其彈性模量比填土要大得多，在拉筋和填土同時作用時，填土的抗剪力、拉筋的摩擦阻力和拉筋的抗拉力共同作用，使加筋土的強(qiáng)度顯著提高。

2 房建工程中模塊擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計

在某住宅房建工程中，路基邊線和建筑物的距離為2 m，考慮到拆遷和占地的問題，并在綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和外觀等方面后，選擇了模塊式格柵擋土墻。

2.1 墻面板設(shè)計

墻面板的設(shè)計要使拉筋、填料和墻面板組成一個整體，并具有一定的強(qiáng)度，以確保拉筋端部的穩(wěn)定。擋土墻的高度>12 m時，在其中部應(yīng)設(shè)計>2 m的錯臺。錯臺頂部要設(shè)計>20%的排水橫波，并使用混凝土板進(jìn)行防護(hù)。使用細(xì)粒填料時，在上級墻的基礎(chǔ)下應(yīng)設(shè)置寬度>1 m，高度>0.5 m的砂礫層或灰墊層。墻面板設(shè)計通常只需確定其厚度，可根據(jù)墻面板承受的外力和最大彎矩進(jìn)行估算，當(dāng)墻高<6 m時，可以對面板厚度進(jìn)行不分段設(shè)計而選擇相同的厚度。面板的外形包括十字形、槽形和六角形等，為了符合頂部和角隅處的構(gòu)造要求，還要設(shè)計出異型面板和角隅面板。板邊通常有楔口和小孔，安裝過程中要確保楔口的銜接，并使用短鋼筋插進(jìn)小孔，把墻面板在上、下、左、右方向串成墻面。填筑細(xì)粒土?xí)r，還要設(shè)置反濾層。面板四周的設(shè)計為錯臺楔口，方便了面板間的相互銜接。當(dāng)插銷鋼筋時，鋼筋的直徑要>10 mm，面板上的拉筋節(jié)點(diǎn)可選擇預(yù)埋鋼拉環(huán)、鋼板錨頭或預(yù)留穿孔等。另外，還要對露在混凝土外的鋼拉環(huán)和鋼板錨頭進(jìn)行防銹處理，對土工帶和鋼拉環(huán)的接觸面進(jìn)行隔離處理。

2.2 拉筋設(shè)計

拉筋應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度較高、韌性合適、變形小、和填土間的摩擦阻力大、抗腐蝕性強(qiáng)、制作方便、價格較低等特點(diǎn)。具體包括以下幾方面：①拉筋按材質(zhì)可以分為金屬、混凝土、CAT塑鋼材料、竹片、土工帶和土工格柵等。②需要有較高的抗拉強(qiáng)度，以確保結(jié)構(gòu)安全，還要有較好的柔韌性和適應(yīng)變形的能力。③拉筋和填土間要有較大的摩擦系數(shù)。在拉筋受到拉力作用時，只能產(chǎn)生允許范圍內(nèi)的變形量。④要有較好的抗疲勞特性，有抗老化、耐腐蝕和較好的化學(xué)穩(wěn)定性特征。⑤拉筋和面板的連接一定要牢固、可靠，要求拉筋斷面的加工、制作方便，適合成批生產(chǎn)。

2.3 拉筋和面板的連接設(shè)計

面板和拉筋的連接要具有連接性和耐腐蝕性。混凝土拉筋和墻面板間、串聯(lián)式混凝土拉筋的節(jié)和節(jié)間的連接一般應(yīng)選擇焊接的方式。薄板拉筋和墻面板間通常選擇在圓孔中插進(jìn)螺栓的方法來連接。對聚丙烯拉筋和面板的連接可選擇拉環(huán)，也能串在面板的預(yù)留孔中。對埋在土中的拉環(huán)，應(yīng)用浸透瀝青的玻璃絲布作為防護(hù)層。

2.4 填料設(shè)計

填料一定要易于填筑和壓實(shí)，與拉筋間應(yīng)有足夠的摩擦阻力，且不能腐蝕拉筋。一般選擇有某種級配的砂類土和礫石類土。選擇黏性土和其他土作為填料時，一定要有相應(yīng)的防水和壓實(shí)措施。填料中不能含有較多的有機(jī)物，且禁止使用泥炭土、凍結(jié)土、白堊土和硅藻土等。

2.5 墻面板下的基礎(chǔ)設(shè)計

基礎(chǔ)一般選擇用混凝土澆筑或片石砌筑，呈矩形，高度在0.25～0.4 m之間，寬度在0.3～0.5 m之間，頂面可以設(shè)計一凹槽，方便底層面板的安裝。對于土質(zhì)地基，基礎(chǔ)埋深要>0.5 m，還要考慮凍結(jié)深度和沖刷深度等因素。

2.6 沉降縫和伸縮縫設(shè)計

擋土墻的地基沉陷和面板的收縮、膨脹會造成結(jié)構(gòu)變形、基礎(chǔ)沉降和面板開裂等問題，既損害了其外觀，也影響了墻體的使用年限。所以，一般在地基變化處和墻高變化處每隔10～20 m預(yù)留沉降縫。伸縮縫和沉降縫可以同時考慮。面板在設(shè)縫部位還要設(shè)計通縫，其寬度為2～3 cm，縫內(nèi)應(yīng)填塞瀝青麻布或?yàn)r青木板，并在縫兩端設(shè)計對稱的面板。

2.7 帽石和欄桿設(shè)計

模塊擋土墻的頂面通常會設(shè)置混凝土帽石。帽石要突出墻面3～5 cm，并用它來約束墻面板，同時也為確保人身安全提供了保障。欄桿高度為1.0～1.5 m，欄桿柱埋設(shè)在帽石中，以確保欄桿堅固、穩(wěn)定。

3 模塊擋土墻的施工

模塊式格柵擋土墻的具體施工步驟包括以下兩點(diǎn)。

3.1 基礎(chǔ)混凝土的澆筑

基礎(chǔ)混凝土的澆筑應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求澆筑模塊基礎(chǔ)，并確?；A(chǔ)預(yù)留槽達(dá)到模塊砌筑的要求。

3.2 模塊砌筑

砌筑模塊時，砌筑掛線水平縫應(yīng)選擇7.5號砂漿。砌筑24 h后連接單項格柵和碾壓墻內(nèi)的回填土，具體步驟分為以下幾點(diǎn)：①當(dāng)砌筑模塊超過上一層格柵的高度時，應(yīng)密切關(guān)注模塊面墻的水平和豎向順直度。②每層模塊都要結(jié)合下一層模塊的凸出或凹進(jìn)程度進(jìn)行細(xì)微調(diào)整。上、下層模塊的凸、凹槽內(nèi)應(yīng)填滿砂漿。③面墻內(nèi)的土應(yīng)壓實(shí)到比第一層格柵的高度低2～3 cm，以利用上一層填土不斷地拉緊格柵。④根據(jù)設(shè)計長度裁剪土工格柵。⑤使用連接棒連接格柵和預(yù)留格柵。⑥使用張拉梁將格柵拉緊，在自由端使用鐵楔將格柵固定在地面上，然后釋放張拉梁。在拉緊的格柵表面，禁止機(jī)械在上方行走或停車。格柵拉緊是確保擋土墻性能和面墻順直的重點(diǎn)。⑦使用裝載機(jī)將砂礫料倒在格柵上，再用挖掘機(jī)或推土機(jī)平整砂礫料，然后拋灑一定量的水，并用振動碾將砂礫料壓實(shí)，壓實(shí)密度應(yīng)>95%.在距模塊面墻2 m的范圍內(nèi)應(yīng)使用小型振動碾，避免對施工完成的模塊造成過大的擠壓。⑧根據(jù)設(shè)計和施工要求，應(yīng)對填土進(jìn)行分層碾壓，直到其至少比上一層格柵高度低2～3 cm。

4 結(jié)束語

模塊擋土墻在工程結(jié)構(gòu)中的作用是避免土體坍塌和失穩(wěn)。在建筑物兩側(cè)的土質(zhì)高度不一致時，較高的一側(cè)會施于結(jié)構(gòu)水平推力，為了保持建筑穩(wěn)定，就應(yīng)設(shè)置擋土墻。目前，模塊擋土墻是應(yīng)用比較廣泛的擋土墻之一。綜上所述，模塊擋土墻因工藝簡單、建造速度快和造型美觀等特點(diǎn)而具有很大的優(yōu)勢。這項技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)是房建工程在基礎(chǔ)施工時的主要模式之一，具有廣闊的發(fā)展前景。

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〔編輯：張思楠〕