淺談加筋土擋土墻的設(shè)計與施工

摘要：加筋土擋土墻是依靠拉筋與填料之間的摩擦力來拉住墻面，用來支擋路基填土或山坡坡體的墻式結(jié)構(gòu)物。熟悉及了解加筋土擋土墻的形式、構(gòu)造、特點和工作原理，將能夠準(zhǔn)確地布置和使用加筋土擋土墻，為路基的防護(hù)增添一種選擇。

關(guān)鍵詞：加筋土擋土墻;要求;設(shè)計與施工

1、引言

近年來，隨著我國建設(shè)行業(yè)的迅猛發(fā)展，加筋土擋土墻憑借其工期短、節(jié)約用地、質(zhì)量可靠、造價低廉等方面的綜合優(yōu)勢，在工程建設(shè)中得到越來越多的推廣和應(yīng)用。

2、加筋土擋土墻的設(shè)計

2.1加筋土擋土墻原理

加筋土技術(shù)是以土為填料，通過布置適量的加筋土帶，與土結(jié)合成為一種復(fù)合結(jié)構(gòu)。加筋土擋土墻是利用填土與加筋土帶之間所產(chǎn)生的摩擦力，使土體成為復(fù)合體，提高土體強(qiáng)度，抵抗墻后填土產(chǎn)生的側(cè)壓力。

作用機(jī)理是填料中的水平方向按設(shè)計要求埋置加筋土帶，加筋土帶之間的土層按要求已經(jīng)夯壓密實，土和加筋土帶之間將產(chǎn)生摩擦力，如果這個結(jié)構(gòu)內(nèi)部有摩擦力發(fā)生作用而不產(chǎn)生滑移，那么填土的顆粒將與加筋土帶通過摩擦連在一起共同作用，從而改良土體的力學(xué)特性。當(dāng)填土與加筋土帶之間的摩擦條件成立時，則加筋土帶上的拉力由填土與加筋土帶表面直接接觸的土體傳遞給沒有相鄰的土體而消散，因而可以把加筋土土結(jié)構(gòu)看做是土和加筋土帶所組成的一個整體結(jié)構(gòu)物。根據(jù)需要，為避免在加筋土帶的外墻部分，兩加筋土帶之間的土體發(fā)生坍塌，必須設(shè)置墻面板或其它相應(yīng)的措施。

2.2加筋土擋土墻構(gòu)造設(shè)計

1. 墻身。加筋土擋土墻的墻面一般采用混凝土預(yù)制板構(gòu)件拼裝。拉筋可用鋼帶、鋼筋混凝土帶、聚丙烯土工帶和多孔廢鋼片等。一般拉筋的橫向間距為0.5～1.0m，最大不超過1.5m，豎向間距為0.25～0.75m。前面構(gòu)件（面板）與拉筋之間可通過連接件（如螺栓、錨頭、銷釘?shù)龋┗蚱渌绞剑ㄈ缫Э?、焊接、膠合等）連接起來。此外還可采用化纖無紡布作為墻面和拉筋材料，實現(xiàn)柔性聯(lián)結(jié)一體化。

（2）基礎(chǔ)。加筋土擋土墻基礎(chǔ)，應(yīng)視地形、地質(zhì)條件，埋設(shè)足夠的深度，以保證擋土墻的穩(wěn)定性。對于土質(zhì)地基，基地埋設(shè)深度一般應(yīng)在天然地面以下不小于0.5m;受水流沖刷時，應(yīng)在沖刷線以下不小于1.0m。對于巖石地基，應(yīng)消除表面風(fēng)化層。當(dāng)墻趾前地面橫坡較大時，基礎(chǔ)除嵌入巖層一定深度外，還應(yīng)留出足夠的襟邊寬度，以防止墻趾前地基剪切破壞。地基中如發(fā)現(xiàn)有軟土層，當(dāng)埋深較淺時可通過換填處理提高基底的承載力，埋深較深時可通過施打CFG樁或水泥攪拌樁等來提高擋土墻基底的地基承載力。

（3）填料。填料是加筋土體的主體材料，由它與筋帶產(chǎn)生摩擦力，宜采用透水性好的砂礫或碎石材料。為增加拉筋與填料間的摩擦力，宜選用飽水內(nèi)摩擦角大于25°的砂礫等材料，但最大顆粒的尺寸不應(yīng)超過25cm，其中料徑大于15cm的顆粒不得超過25%。對采用聚丙烯土工帶的填料，不宜含有二價以上銅、錳、鐵離子及氯化鈣、碳酸鈉、硫化物等化學(xué)物質(zhì)，因它們會加速聚丙烯土工帶的老化和融解。

（4）排水。加筋土體內(nèi)部的填料被水飽和時，將在水壓力作用下使筋帶所受拉力增加，而且當(dāng)填料中含有細(xì)料土?xí)r還會降低土與筋帶之間的摩擦力。因此應(yīng)設(shè)置必要的排水或防水工程。擋土墻墻身左右及上下每2～3m設(shè)置泄水孔，孔眼尺寸為?10cm，采用硬質(zhì)空心管，孔眼應(yīng)高出墻腋頂邊線或地面線0.3m以上。擋土墻泄水孔管伸入墻背10cm，泄水管內(nèi)管口端部20cm處采用兩層土工布包裹。泄水孔墻背入口處附近以具有反濾作用的粗顆粒材料蓋之，以免淤塞。

（5）沉降縫。為避免地基不均勻沉降而給墻身受力帶來不利影響，在地基性質(zhì)和墻高等情況突變處，應(yīng)設(shè)置沉降縫。對于非巖石地基，宜每隔10～15m設(shè)置一道沉降縫;對于巖石地基，其沉降縫間距可適當(dāng)增大。沉降縫縫寬約2至3cm。

3、加筋土擋土墻的施工技術(shù)與方法

3.1施工技術(shù)

加筋土擋土墻的施工技術(shù)主要包括：

（1）基槽挖土方。挖基槽土方采用挖掘挖機(jī)及人工配合進(jìn)行開挖，在施工過程中，應(yīng)根據(jù)實際需要設(shè)置排水溝及集水坑進(jìn)行施工排水，保證工作面干燥以及基底不被水浸。

（2）地基處理。如果挖基發(fā)現(xiàn)有淤泥層或軟土層，當(dāng)埋深較淺時可通過換填處理提高基底的承載力，埋深較深時可通過施打CFG樁或水泥攪拌樁等來提高擋土墻基底的地基承載力。

（3）碎石墊層施工。根據(jù)設(shè)計圖紙現(xiàn)澆鋼筋砼擋土墻，預(yù)制擋土墻的基礎(chǔ)墊層為C10砼墊層10公分厚。

（4）鋼筋安裝。現(xiàn)澆鋼筋基礎(chǔ)先安裝基礎(chǔ)鋼筋，預(yù)理墻身豎向鋼筋，待基礎(chǔ)澆灌砼完后且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計指定要求后，進(jìn)行墻身鋼筋安裝。預(yù)制鋼筋砼擋土墻的基礎(chǔ)鋼筋分二次安裝，第一次安裝最底層的鋼筋，基礎(chǔ)達(dá)到一定強(qiáng)度，安裝好預(yù)制墻身后，再安裝第二階的基礎(chǔ)鋼筋。

（5）現(xiàn)澆砼基礎(chǔ)。在清理好的墊層表面測量放線，按設(shè)計圖紙中擋土墻的分段長度，整段進(jìn)行一次性澆灌，立模澆灌。

（6）現(xiàn)澆墻身砼。現(xiàn)澆鋼筋砼擋土墻與基礎(chǔ)的結(jié)合面，應(yīng)按施工縫處理，即先進(jìn)行鑿毛，將松散部分的砼及浮漿鑿除，然后架立墻身模板，砼開始澆灌時，先在結(jié)合面上刷一層水泥漿或墊一層2-3公分厚的1：2水泥砂漿再澆灌墻身砼。

（7）伸縮縫、沉降縫及泄水孔的處理。以上技術(shù)，需要施工人員熟練掌握并按照一定的工序進(jìn)行施工。

3.2施工方法

在具體施工中，應(yīng)根據(jù)“開挖基坑-處理基底-砂漿的制作與運(yùn)輸-填筑墻背-現(xiàn)澆擋土墻-模板制作與安裝-鋼筋綁扎-拌制混凝土-澆筑-養(yǎng)生-墻背填料且壓實”的工藝流程進(jìn)行有組織、有步驟地施工作業(yè)?，F(xiàn)以漿砌重力式擋土墻為例分析其操作方法：

（1）對于基坑的開挖，首先要做好場地排水工作，挖至標(biāo)高后不得長時間將坑底暴露、浸泡，避免消減基底的承載能力。在基坑開挖時不應(yīng)破壞基底土的結(jié)構(gòu)，若出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，必須采用原土回填，且必須夯實或換填處理。

（2）對于基底的處理，若基底為土質(zhì)，應(yīng)將其整平夯實;如是巖石地基，應(yīng)根據(jù)空洞的大小用水泥混凝土或者碎石子來做填充處理;如是基底巖層有外露的軟弱夾層時，宜在墻趾前對此面層做特殊保護(hù)及處理，保證擋土墻基底的承載力能滿足設(shè)計的要求。

（3）對于砂漿的拌制，應(yīng)以均勻、充分為準(zhǔn)，配置精度不宜超過相應(yīng)規(guī)定，如水泥、外加劑等以質(zhì)量比為上下2%;對于砂漿的運(yùn)輸，應(yīng)檢查其稠度和是否分層。

（4）對于砌筑，在砌筑前應(yīng)進(jìn)行基底表面風(fēng)化、松散土層予以清除干凈，在砌筑第一層砌塊時，應(yīng)將表面洗凈、潤濕、再坐漿砌筑，以此保證砌體與基層間的抗拉彎能力和抗剪能力。若采用臺階式基礎(chǔ)時，臺階轉(zhuǎn)彎處不應(yīng)砌筑成通縫，砌體與臺階壁間的縫隙應(yīng)當(dāng)插滿漿塞滿?；A(chǔ)完成后，應(yīng)立即做回填處理，應(yīng)以小型機(jī)械進(jìn)行壓實，并在表面留下3%的向外傾斜坡，以防積水滲入基底。

（5）對于沉降縫、伸縮縫等的砌筑，一般為2至3cm，兩種接縫應(yīng)當(dāng)垂直，并且在兩側(cè)的砌體表面需要平整，不能搭接，必要時需要加修槽工序。接縫中若需要做防水處理，當(dāng)采用膠泥做填充材料時，應(yīng)該沿著墻內(nèi)、外、頂三邊填塞并搗實。但是無論采用任何一種填塞材料時，其填塞深度不得小于15cm，以此來滿足防水要求。

4、加筋土擋土墻的注意事項

由于加筋土擋土墻施工較傳統(tǒng)重力式擋土墻簡單便捷，往往不被重視，只是將其作為一般填方施工，這樣就造成施工質(zhì)量的降低，常常在驗收上達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，甚至還會導(dǎo)致嚴(yán)重的工程質(zhì)量隱患，因此要在施工中注意以下幾個方面的內(nèi)容：

（1）基礎(chǔ)處理問題

基礎(chǔ)處理中加筋土土工程都是在土基之上的，然而，面板基礎(chǔ)往往都是進(jìn)行了處理的。這就使得筋床基礎(chǔ)與面板不同造成基礎(chǔ)不均勻的沉降發(fā)生。因此，常常采用灰土加固處理或碎石墊層處理的方法等，造價低，而且效果較好。

（2）填料橫坡問題

填料的橫坡問題往往會被施工單位忽視掉。施工規(guī)范要求填料必須保持3%的橫坡，這樣就保證了面板和填料發(fā)生不均勻沉降時產(chǎn)生附加壓力的出現(xiàn)，還會避免施工中出現(xiàn)積水的情況。因此，施工中要按照施工規(guī)范進(jìn)行施工。

（3）填料壓實密度及厚度問題

要按照設(shè)計要求和施工規(guī)范，嚴(yán)格進(jìn)行分層壓實。壓實的厚度要在施工現(xiàn)場標(biāo)明，有違反規(guī)定的要給與處罰。密實度要一層一層檢測，沒有達(dá)標(biāo)的要進(jìn)行返工，對級配差的填料造成壓實及檢測上的難度加大的問題，要根據(jù)實際情況，進(jìn)行反復(fù)的碾壓和檢測。

（4）填料內(nèi)摩擦角C值問題

施工時，對使用填料內(nèi)摩擦角進(jìn)行檢測，看是否與設(shè)計值相符，如果不符合，要告知設(shè)計單位進(jìn)行修改。內(nèi)摩擦角是加筋土工程設(shè)計中一項極為重要的設(shè)計參數(shù)，對筋帶的數(shù)量與長度有直接影響，還影響著擋土墻內(nèi)、外部的穩(wěn)定驗算，設(shè)計階段，由于難以對填料的內(nèi)摩擦角C值進(jìn)行檢測，因此采用設(shè)計規(guī)范推薦值來設(shè)計。

5、結(jié)束語

加筋土擋土墻是利用加筋土技術(shù)修建的一種支擋結(jié)構(gòu)物，加筋土具有一定的柔性，能適應(yīng)一定的變形，它與傳統(tǒng)的重力式擋土墻以自重等因素抵抗墻后土壓力和保護(hù)自身穩(wěn)定不同，有廣闊的發(fā)展空間。其節(jié)約用地、因地制宜、施工簡便、造型美觀、造價較低和適應(yīng)性強(qiáng)的特征，在工程建設(shè)中應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫永祥.關(guān)于擋土墻的設(shè)計與施工淺析[J].城市建設(shè)理論研究，2011.12

[2]陸健.擋土墻的設(shè)計優(yōu)化[J].中國市政工程，2006.5

[3]趙亮.擋土墻的設(shè)計及建議[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012.11

3、不可預(yù)見事件引發(fā)的變更

在項目的實施過程中地質(zhì)條件的變化使得原先的設(shè)計方案不能滿足要求，需要進(jìn)行設(shè)計變更，如公路工程施工過程中，設(shè)計路基基底出現(xiàn)軟土層，為保證工程建設(shè)質(zhì)量，通常采用換土或打樁等工程技術(shù)措施，從而產(chǎn)生設(shè)計變更和相應(yīng)的施工措施變更。如果出現(xiàn)罕見的暴風(fēng)雨就會延緩項目實施過程，則需要進(jìn)行進(jìn)度變更。

4、工程合同引發(fā)的變更

市政工程合同外費(fèi)用所占比例較高，包含在大多數(shù)合同中的正常的變更價款大約是合同價的10%，這類合同的運(yùn)行情況相當(dāng)不錯，此時，業(yè)主能迅速按進(jìn)度支付款項，雙方都能滿意協(xié)商。當(dāng)變更價款超過合同價的大約15%"時，變更的效應(yīng)將基于承包商的管理技能和每一個不同項目的獨(dú)特條件開始影響變更工程和未變更工程的進(jìn)度和成本費(fèi)用。當(dāng)變更總量超過合同價的大約20%時，無論是變更工程還是未發(fā)生變更的工程都會經(jīng)受變更的潛在影響在持續(xù)的變更環(huán)境中，變更工程和未變更工程的成本估價將變得非常困難。

四、加強(qiáng)對變更的各方面控制措施

1、做好工程設(shè)計

首先，擇優(yōu)選擇設(shè)計單位，可以進(jìn)行設(shè)計招投標(biāo)和設(shè)計方案競選，按照經(jīng)濟(jì)、合理、先進(jìn)等要求，綜合評定設(shè)計方案的優(yōu)劣，擇優(yōu)確定設(shè)計單位。

其次，可推行限額設(shè)計，按照批準(zhǔn)的可行性研究報告及其投資估算確定初步設(shè)計限額，然后根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計及其投資估算確定施工圖設(shè)計限額。設(shè)計過程中要求設(shè)計人員與經(jīng)濟(jì)管理人員密切配合，設(shè)計人員在設(shè)計時以造價為出發(fā)點，進(jìn)行多方案比較，優(yōu)化設(shè)計;經(jīng)濟(jì)管理人員及時進(jìn)