土工格柵加筋土擋墻在建筑邊坡中的應(yīng)用

李承海

(廣州市市政工程設(shè)計研究院，廣東廣州　510060)

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土工格柵加筋土擋墻在建筑邊坡中的應(yīng)用

李承海

(廣州市市政工程設(shè)計研究院，廣東廣州510060)

摘要:結(jié)合某工程的地質(zhì)條件，確定了加筋土擋墻的邊坡整治方案，根據(jù)土工格柵加筋土擋墻的工程特性及作用機理，介紹了其設(shè)計方法與施工工藝，經(jīng)實踐證明，土工格柵加筋土擋墻取得了良好的實施效果。

關(guān)鍵詞:土工格柵，加筋擋土墻，邊坡，地質(zhì)條件

土工合成材料相對于傳統(tǒng)的鋼筋、水泥和木材，是一種新型材料，工程師在巖土開發(fā)設(shè)計中將之布設(shè)于土體之中或填筑土層之間，可以發(fā)揮其加筋、防護、排水、隔離、過濾等功能，從而解決巖土工程中涉及穩(wěn)定、變形等方面問題。作為土工合成材料之一的土工格柵在工程中的應(yīng)用也越來越廣泛，相對于混凝土結(jié)構(gòu)工程而言，土工格柵應(yīng)用于工程中具有簡單快捷、經(jīng)濟適用的效果。本文介紹土工格柵加筋土擋墻在丘陵臺坎地形中應(yīng)用。

1　工程概況及地質(zhì)條件

1．1工程概況

場地原始地形地貌為斜坡與沖溝，在斜坡臺坎上除了新建一座4層辦公樓外，還需要對辦公樓東側(cè)斜坡進行整治，斜坡高差8．0 m～10．0 m。

1．2地質(zhì)條件

場區(qū)原始地形地貌為斜坡與沖溝，斜坡高差8．0 m～10．0 m，斜坡坡度30°～35°，坡體前緣為農(nóng)田及苗圃，臺坎地形，臺坎平臺寬度10．0 m～20．0 m，坎高2．0 m～3．0 m。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查及鉆探結(jié)果，場地自上而下分布以下巖土層:

①第四系全新統(tǒng)人工填土層:紫紅色，為新近填土，填土成分為開山土石，主要由砂巖石塊和粘性土組成，厚度1．0 m～8．5 m，局部厚度達10．0 m。

②第四系殘坡積層:巖性為粉質(zhì)粘土，紫紅色，黃褐色，可塑偏硬塑，含少量未完全風(fēng)化的砂巖石塊，粒徑2．0 cm。該層厚度1．0 m～2．0 m。

③白堊系白龍組碎屑巖:巖性組合為粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖，分布廣泛，局部陡坎處量測巖層產(chǎn)狀為280°∠4°，為逆坡近水平沉積。青灰色，灰白色，中風(fēng)化為主，少量強風(fēng)化。

各巖土層基本物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

表1　各巖土層基本物理力學(xué)指標(biāo)表

1．3支擋方案選擇

本工程對比了坡率法、扶壁式擋墻、樁板式擋墻、加筋土擋墻整治邊坡的經(jīng)濟性、安全穩(wěn)定性及各自實施的優(yōu)缺點:由于坡率法比較經(jīng)濟，場地原擬定該方法進行邊坡整治，但坡率法實施時需涉及占地問題，故未采取該方法。扶壁式擋墻及樁板式擋墻技術(shù)可靠，占地少，整體穩(wěn)定性好，但造價偏高，故也未采取該方法。最后確定了加筋土擋墻作為本工程邊坡整治方法，加筋材料采用性能較為可靠的土工格柵。

2　土工格柵工程特性及作用機理

土工格柵是在擠壓成型的聚合物板上沖孔，再在拉伸機上單項或雙向拉伸，促使分子定向而形成帶孔的平面板柵，具有拉伸強度高、模量高等特點。由于土工格柵在制作過程中經(jīng)過了定向

3　土工格柵加筋擋土墻設(shè)計及施工

3．1土工格柵加筋擋土墻設(shè)計

先對斜坡進行填筑改造，改造整平后修建球場和綠地，填筑坡高約9．00 m。結(jié)合場地地形、地質(zhì)條件以及方案比選，擬采用土工格柵加筋體擋墻結(jié)構(gòu)，該擋墻結(jié)構(gòu)采用反包式填筑，即直接采用土工格柵包裹一定厚度的填料壓實構(gòu)成，不需要混凝土面板以及混凝土基礎(chǔ)。土工格柵加筋擋土墻設(shè)計計算分別進行內(nèi)部穩(wěn)定計算和外部穩(wěn)定計算［1］，見圖1。

圖1　加筋擋土墻設(shè)計計算內(nèi)容

土工格柵加筋體擋墻整體邊坡坡率1∶0．3。土工格柵抗拉強度50 kN/m，格柵間距30 cm，共分為31層包裹;加筋體底部填筑0．30 m厚碎石，加筋體其他部位填土為粉質(zhì)粘土，天然重度18．0 kN/m3，c=15 kPa，=20°，分層壓實，壓實度0．95。經(jīng)計算該土工格柵加筋擋土墻整體穩(wěn)定最小安全系數(shù)1．47，其他驗算如:筋帶抗拉強度驗算、單個筋帶抗拔穩(wěn)定性計算、地基承載力及變形驗算、抗滑移穩(wěn)定性驗算、抗傾覆穩(wěn)定性驗算均滿足要求。土工格柵加筋擋墻結(jié)構(gòu)形式見圖2。

圖2　土工格柵加筋擋墻結(jié)構(gòu)形式

3．2土工格柵加筋擋土墻施工順序

土工格柵加筋體擋墻施工順序為:1)施工放樣。確定加筋體擋墻平面位置。2)基底開挖整平。將上覆填土挖除，將臺坎地形分臺階開挖，開挖至基底后，由于基底為強風(fēng)化巖，故清除雜質(zhì)后整平場地。3)鋪設(shè)土工格柵，分層填土壓實。在整平的地基上將土工格柵沿著邊坡縱向滿鋪(土工格柵強度大的方向應(yīng)垂直邊坡坡面)，土工格柵搭接長度不小于50 cm，在垂直邊坡方向不允許搭接，格柵下料長度為該層加筋土體理論計算長度+格柵間距+格柵折反包長度(折反包長度2．0 m)。首先將土工格柵鋪設(shè)在底層，在上面分兩次填筑(每次15 cm)并壓實填料，再將另一半土工格柵由外向內(nèi)側(cè)折反包裹填料，形成一層加筋土體，以此類推分層填筑至設(shè)計高度。填筑時需注意，距離擋墻邊2．0 m范圍采用人工夯實，其余范圍經(jīng)人工平整后再采用機械(壓路機)碾壓密實。4)綠化措施:將處理好的草籽、肥料、粘合劑等噴播于邊坡表面，起到綠化、固土作用。

3．3實施效果

本工程加筋擋土墻修建后，場地向外拓展，增加了約800 m2可利用面積，見圖3，圖3中虛線為原場地邊線，陰影部分為增加的場地面積。該土工格柵加筋擋土墻竣工2年，目前運營良好。加筋擋土墻實景見圖4。

圖3　場地整治前后對比圖

圖4　加筋擋土墻實景

4　結(jié)語

土工格柵鋪設(shè)每一道工序必須嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范操作施工，嚴(yán)控施工質(zhì)量。土工格柵加筋擋土墻結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，工期快，占地少，造價相對經(jīng)濟，具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻:

［1］GB 50290—98，土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范［S］．

中圖分類號:TU476．4

文獻標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0083-02

收稿日期:2016-04-02

作者簡介:李承海(1977-)，男，高級工程師，注冊土木工程師(巖土)拉伸，增加了分子的取向性，在相同條件下，土工格柵相比于土工織物具有更高的抗拉強度。土工格柵在初始應(yīng)變時依賴筋土界面摩擦力，隨著位移的增大，格柵橫肋的嵌鎖力逐漸發(fā)揮并占主導(dǎo)地位，承擔(dān)大部分的荷載。土工格柵主要依賴格柵對土體的嵌鎖力限制土體側(cè)向變形，土體通過與格柵網(wǎng)格間的互鎖作用將應(yīng)力轉(zhuǎn)移到格柵上，格柵利用其特有的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)起到應(yīng)力擴散作用，格柵的高抗拉剛度使它在很小應(yīng)變時就能發(fā)揮出應(yīng)有的強度，土顆粒與格柵之間獨特的互鎖作用的直接結(jié)果是可以形成多層加筋墊層系統(tǒng)，從而構(gòu)筑剛性承載平臺。

The application of geogrid reinforced soil retaining wall in building slope

Li Chenghai
(Guangzhou Municipal Engineering Design＆Research Institute，Guangzhou 510060，China)

Abstract:Combining with the geological conditions of some project，the paper identifies the slope treatment scheme of the reinforced retaining walls，introduces its design methods and construction craft according to the engineering features and role mechanism of the geogrid reinforced walls，and proves by the practice that the wall achieves better implementation effect．

Key words:geogrid，reinforced retaining wall，slope，geological condition