談機械穩(wěn)定土橋臺施工工藝

孟祥竹 王 亮

(1.遼寧省交通高等?？茖W校，遼寧 沈陽 110122； 2.遼寧省交通工程質(zhì)量與安全監(jiān)督局，遼寧 沈陽 110005)

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談機械穩(wěn)定土橋臺施工工藝

孟祥竹1王 亮2

(1.遼寧省交通高等?？茖W校，遼寧 沈陽 110122； 2.遼寧省交通工程質(zhì)量與安全監(jiān)督局，遼寧 沈陽 110005)

對機械穩(wěn)定土橋臺進行了簡單介紹，通過遼寧某內(nèi)置式加筋土橋臺的計算及施工案例，探討了機械穩(wěn)定土橋臺施工工藝及注意事項，為今后同類型結(jié)構(gòu)施工提供參考。

加筋土，位移，橋臺，機械穩(wěn)定土

0 引言

機械穩(wěn)定土橋臺又叫加筋土橋臺，英文名稱為MSE Abutments[1]，在中國通常稱為MSE橋臺。MSE是力學穩(wěn)定土(Mechanically Stabilized Earth)的英文縮寫，是加筋土(Reinforced Earth)的通用名稱。

國內(nèi)加筋土應(yīng)用在邊坡防護、高填方路基擋土墻等工程較多，針對內(nèi)置式加筋土橋臺這種三面直立支擋的加筋土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較少，施工經(jīng)驗也相對缺乏。目前國內(nèi)針對加筋土橋臺研究較少，本文借助以往的有限元數(shù)值模擬[4]計算并結(jié)合工程施工監(jiān)測總結(jié)，來對加筋土橋臺施工工藝及注意事項進行探討。

1 依托項目情況

新開工建設(shè)的某跨鐵路橋梁，橋臺結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)的雙側(cè)對稱加筋的基礎(chǔ)上，在橋臺前墻與兩側(cè)墻的轉(zhuǎn)角處也按照扇形布設(shè)了一定數(shù)量的筋帶。橋墩暗埋在橋臺里面，墩身用塑料膜進行包裹。筋帶采用CAT鋼塑復合拉筋帶，選擇砂性土為填料。面板規(guī)格：100 cm(寬)×50 cm(高)×25 cm(肋厚)，混凝土強度等級C25，預(yù)制拼裝。

2 加筋土橋臺施工

2.1 面板基礎(chǔ)施工

面板基礎(chǔ)為現(xiàn)澆混凝土條形基礎(chǔ)。采取分段開挖、處理，分段進行驗收和澆筑。對于地下水豐富地區(qū)，做好地下排水工作，推薦采用鋪設(shè)排水墊層，既可以起到排水作用，也可以進一步使得上部荷載均勻傳導，確保橋臺的穩(wěn)定。

2.2 面板預(yù)制和砌筑

面板應(yīng)采用鋼模預(yù)制，模板要有足夠的強度和剛度。面板預(yù)留的穿筋孔要圓滑，易于穿筋，位置無偏差。面板設(shè)置插銷孔時，插銷位置應(yīng)準確通暢。

在干凈的條形基礎(chǔ)頂面上，用全站儀來確定混凝土預(yù)制面板的安裝軸線，布設(shè)安裝面板的外側(cè)邊緣線，按照控制精度的要求預(yù)設(shè)垂向坡度掛線，方向統(tǒng)一，從伸縮縫處開始砌筑。砌筑面板從沉降縫兩側(cè)開始，相鄰面板間的豎向錯位，用M7.5砂漿砌筑調(diào)平。

排水縫豎向每間隔2層面板設(shè)置1層，水平方向間距2 m設(shè)置一道，全墻呈梅花狀布置，用干砌的豎縫代替。排水縫處按設(shè)計要求粘貼濾水土工布(規(guī)格為300 g/m2)，排水縫和水平縫應(yīng)采用砂漿砌筑，以防止填料流失(見圖1)。土工布粘貼時一定要緊貼面板。面板沉降縫后應(yīng)通長掛貼土工布。面板上的排水孔設(shè)置見圖2。

施工中，面板發(fā)生外側(cè)傾斜時，人工挖開面板后1 m范圍內(nèi)的回填土，露出加筋后，用鋼筋絲絞緊加筋帶，直到混凝土面板恢復至要求的垂直度，回填填料壓實；如向內(nèi)傾斜，采用一長為1 m，直徑5 cm以上的木棒，木棒一端頂在已夯實的土體上并固定，另一端頂在面板的中間位置，然后人工用木槌向下輕輕敲打木棒頂住面板的一端，直到面板恢復施工控制的垂直度。混凝土面板與橋臺其他現(xiàn)澆構(gòu)造之間不得固結(jié)，為了防止不均勻沉降對連接處產(chǎn)生破壞。

2.3 筋帶鋪設(shè)

筋帶的鋪設(shè)采用一根通長筋帶穿過穿筋孔后對折分開，并且平鋪在回填土上。筋帶鋪設(shè)前，回填土需壓實并找平，筋帶鋪設(shè)確保每根筋帶順直平鋪，筋帶尾部要求張緊并固定在回填土上，采用鋼釘固定。每個穿筋孔的筋帶以輻射狀鋪設(shè)，不得出現(xiàn)筋帶松緊程度不一致，筋帶有折斷、彎曲重疊、筋帶下部掏空等等現(xiàn)象(見圖3)。

筋帶交叉處，筋帶之間用細砂隔開(見圖4)，隔層厚度5 cm，為了防止筋帶在穿筋孔處由于摩擦而破壞，穿孔前，對于穿孔預(yù)留的鋼筋環(huán)做好防銹處理并套上PVC塑料管。

筋帶繞過暗埋在橋臺內(nèi)部的墩柱時，加筋帶與墻面面板的垂線夾角小于15°。筋帶繞過水平向障礙物時在水平方向的夾角不應(yīng)超過15°。筋帶形成一個光滑的曲線繞過障礙物，不允許有折痕。筋帶和障礙物之間至少有10 cm的隔離層(如圖5，圖6所示)。

圖6中Y為筋帶偏移距離；X為筋帶過渡長度。本文借鑒美國的相關(guān)標準，提出對X，Y的建議值，見表1。

表1 筋帶繞過水平障礙物的偏移距離及過渡長度 mm

2.4 回填料施工

填料容易壓實，顆粒表面粗糙，不得有尖銳的棱角，不得含有凍塊、有機料以及生活垃圾，不應(yīng)含有對筋帶產(chǎn)生腐蝕作用的化學物質(zhì)。填料的最大粒徑不得大于5 cm，最大粒徑的總含量不大于15%。填料的內(nèi)摩擦角不小于35°。墻高超過12 m時，應(yīng)該慎重選擇填料。以回填料的最佳含水量、最大干密度作為壓實度控制指標。

防止施工對墻面板造成傾斜位移，各種設(shè)備保持與墻面板至少1.5 m的距離，在1.5 m范圍內(nèi)，采用人工攤鋪。采用大型推土機攤鋪時，筋帶上填料的覆蓋厚度大于20 cm，防止推土機對筋帶的擾動。在距離墻面板1.0 m范圍內(nèi)，采用人工夯實。為了保證壓實效果，建議回填料分層壓實的厚度不大于18 cm，碾壓厚度標記在三面擋墻上，及時檢測壓實度及回填土的含水量。

各層筋帶施工工序如下：

擋墻面板基礎(chǔ)澆筑→安裝砌筑混凝土面板→鋪設(shè)加筋帶→回填1層填料并壓實→安裝砌筑面板→鋪設(shè)加筋帶→回填填料→擋 墻面板后方1.0 m范圍內(nèi)人工回填并壓實。

2.5 沉降縫設(shè)置及防排水工程

基礎(chǔ)和墻體及帽石按設(shè)計要求長度分段設(shè)置沉降縫，沉降縫寬2 cm，用瀝青木絲板嵌滿縫，內(nèi)貼土工布。

確保擋墻內(nèi)部無積水。遇到雨季施工，要求每天施工結(jié)束后，將回填料表面做成兩側(cè)傾斜的形式，同時設(shè)置臨時排水管等。

保證回填料攤鋪后及時碾壓完畢，當天不可出現(xiàn)填料攤鋪未碾壓的情況。

3 注意事項

1)墻面板基礎(chǔ)施工完畢后要及時回填，確保面板安裝的穩(wěn)定及防止雨水侵入結(jié)構(gòu)內(nèi)部。結(jié)構(gòu)內(nèi)部含水量過大，嚴重影響筋帶與回填料之間的摩阻力，直接導致墻面板發(fā)生過大的水平位移甚至墻面破壞或傾倒。

2)預(yù)制面板與筋帶的連接要絞緊，可以有效的避免筋帶擾動摩擦而損壞，影響筋帶受力，同時保證在外荷載作用下，避免面板在回填土擠壓下，水平位移過大。在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)與預(yù)制面板之間要使用防粘結(jié)材料，避免剛性固結(jié)在一起。

3)整個加筋土橋臺施工期間，要充分考慮擋墻面板兩側(cè)其他工種施工對擋墻面板以及面板基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響。建議施工期間全過程進行擋墻面板的水平位移與沉降位移的觀測，做好記錄，及時與設(shè)計控制要求比對。

4)加筋土橋臺中的墩柱要用2層獨立的0.15 mm厚的塑料膜包裹，并且在這兩層塑料之間要涂抹潤滑油。避免墩柱外表面在墩柱與回填土差異性沉降中對橋臺內(nèi)部填料產(chǎn)生擾動。

4 結(jié)語

1)對于加筋土填料，建議采用砂礫或粗砂。如果采用其他填料，在回填前必須考慮其物理性質(zhì)對結(jié)構(gòu)的影響，各項指標必須通過試驗驗證。

2)針對內(nèi)置式加筋土橋臺，在橋臺樁柱周圍的筋帶鋪設(shè)、回填碾壓施工是施工的重點。前墻面板距離臺樁柱的間距取決于筋帶的布設(shè)方式、布設(shè)角度，同時也與柱直徑有關(guān)，可采用鋼樁，直徑大大減小，從而縮短前墻向橋孔方向延伸的距離，但前墻面板背側(cè)與樁柱外緣間最小凈距不得小于50 cm。

3)水危害對加筋土橋臺構(gòu)成嚴重威脅，加強橋臺排水系統(tǒng)施工，加筋體內(nèi)的存水過多，會降低似摩擦系數(shù)，由室內(nèi)試驗結(jié)果來看可以降低60%以上，導致土體粘結(jié)力不足，影響土體與筋帶的摩擦作用，直接導致筋帶抗拔力的降低，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及安全性。

[1] 歐陽中春.現(xiàn)代加筋土技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,1991.

[2] 何光春.加筋土工程設(shè)計與施工[M].北京：人民交通出版社，2000.

[3] 楊果林.現(xiàn)代加筋土技術(shù)與研究進展[J].力學與實踐,2002,24(1):9-17.

[4] 唐孟雄,趙錫宏.基坑開挖擋土墻的有限元模型[J].同濟大學學報,1998,26(5):516-521.

[5] MECHANICALLLY STABILIZED EARTH WALLS AND REINFORCED SOIL SLOPES DESIGN & CONSTRUCTION GUIDELINES，F(xiàn)HWA NHI-00-043，March 2001.

Discussion on the construction technology of mechanical soil-stabilizing bridge deck

Meng Xiangzhu1Wang Liang2

(1.LiaoningHigherCollegeofTraffic,Shenyang110122,China;2.LiaoningBureauofTrafficEngineeringQuality&SafetySupervision,Shenyang110005,China)

Introduces mechanical soil-stabilizing bridge deck, in light of the built-in reinforced soil bridge deck calculation and construction case in Liaoning, the paper explores construction technologies and matters of mechanical soil-stabilizing bridge deck, which has provided some guidance for similar structure construction in future.

reinforced soil, displacement, bridge deck, mechanical soil-stabilization

2015-05-28

孟祥竹(1986- )，男，博士，講師

1009-6825(2015)22-0163-02

U443.21

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