加筋擋土墻在公路工程中的設(shè)計與施工

李鵬杰

(灤州市交通運輸局,河北 灤州 063700)

1 加筋擋土墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢和特點

利用工廠化生產(chǎn)對拉筋帶和面板進(jìn)行預(yù)制，利用人工或機械進(jìn)行現(xiàn)場分層填筑，加筋擋土墻裝配式施工技術(shù)具有快捷、施工簡單、工期縮短、勞動力減少的優(yōu)勢；對填料無特殊的要求，可采用就地取材的方式，利用建筑垃圾、回填土、粉煤灰等作為工程填料；通過逐層回填并壓實的工藝制作的柔性結(jié)構(gòu)體具有較好的抗振動性，對地基變形能夠較好地適應(yīng)，可作為良好的抗振結(jié)構(gòu)物，同進(jìn)也適用于軟土地基；具有造型美觀，節(jié)省用地的特點，采用垂直砌筑的墻面板能夠有效減少耕地占用，根據(jù)環(huán)境和相關(guān)設(shè)計要求，可對加筋土結(jié)構(gòu)面板進(jìn)行各種圖案和造型設(shè)計，使其與橋梁、公路周圍建筑物和環(huán)境保持協(xié)調(diào)一致，成為獨特新穎的景觀；與普通擋墻相比，此類結(jié)構(gòu)具有造價低的應(yīng)用優(yōu)勢，并且墻體越高，其經(jīng)濟性越明顯。

2 加筋土原理分析

土體通常容易在外力作用或自重影響下發(fā)生倒塌或嚴(yán)重變形，在土體中沿應(yīng)變方向進(jìn)行撓性筋帶材料的埋置，作為面板、拉筋帶和填料構(gòu)成的復(fù)合體的加筋體，筋帶材料和土體之間因摩擦而增加了粘著性，使土體的力學(xué)性質(zhì)得以有效改善。

在加筋土墻體結(jié)構(gòu)中，外力所產(chǎn)生的側(cè)壓力和填土自重作用下，面板將承載的壓力傳遞給拉筋帶，拉筋帶被土體緊固，筋帶與填土之間的摩擦阻力使其無法從土體中拔出，因此增加筋帶材料的強度，就能使摩擦阻力提高，并達(dá)到不產(chǎn)生滑移的強度條件，通過加筋帶使土體力學(xué)性能提高并得到改善，形成能夠?qū)Τ休d自重和外力的結(jié)構(gòu)體。

3 加筋擋土墻設(shè)計

3.1 結(jié)構(gòu)內(nèi)部穩(wěn)定性驗算

筋帶所承受的拉力通過荷載、水平間距以及垂直間距的情況進(jìn)行計算；筋帶的抗拉強度通過筋帶的容許拉應(yīng)力進(jìn)行驗算，如無法滿足抗拉強度，需要采用更高強度的筋帶進(jìn)行更換或?qū)顜?shù)量進(jìn)行增加，直到強度達(dá)到相關(guān)強度設(shè)計要求；對筋帶的抗拔穩(wěn)定性通過筋帶的寬度、長度等進(jìn)行驗算，當(dāng)不能滿足需求時，需要增加筋帶數(shù)量或筋帶長度，或者用摩擦系數(shù)大的填料進(jìn)行更換，需要重新進(jìn)行驗算，直到達(dá)到設(shè)計強度要求；對筋帶進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使其更利于施工開展和進(jìn)行。

3.2 結(jié)構(gòu)外部穩(wěn)定性驗算

加筋土擋墻結(jié)構(gòu)的加筋體主要采用梯形布筋和矩形布筋兩大類，其計算方法和內(nèi)容與重力式擋墻相似或相同。

4 施工工藝

4.1 基礎(chǔ)工程

基礎(chǔ)工程主要包括測量放線、基槽開挖和處理、基礎(chǔ)澆筑。在開挖前需要對標(biāo)示的開挖線進(jìn)行詳細(xì)測量和定位；根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行挖掘并達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，槽坑邊緣一般小于底面平面尺寸30 cm，并進(jìn)行排水、防水處理；對于風(fēng)化巖石的地基基礎(chǔ)，對風(fēng)化部分應(yīng)先進(jìn)行清除；若為粘性土、砂性土、碎石土等土質(zhì)時，應(yīng)進(jìn)行夯實整平；若是未風(fēng)化的巖石，需要對巖面進(jìn)行鑿平處理，臺階長度一般大于3 m，寬度一般要大于0.50 m，其寬高保持一定的比例；當(dāng)?shù)鼗休d力不足時，需要采取相應(yīng)的措施予以提高，使其滿足相應(yīng)的設(shè)計強度要求；混凝土澆筑是加筋土擋墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，需要在澆筑時對基礎(chǔ)頂面標(biāo)高進(jìn)行控制。

4.2 面板預(yù)制

面板預(yù)制需要保證易于安裝、方便運輸、堅固美觀；利用混凝土和鋼筋混凝土進(jìn)行面板預(yù)制，其強度應(yīng)高于C20；利于鋼模對工程面板進(jìn)行預(yù)制，面板尺寸應(yīng)符合相關(guān)設(shè)計要求；面板應(yīng)確保尺寸準(zhǔn)確、內(nèi)實外光、表面平整，不能出現(xiàn)啃邊、掉角、 翹曲以及露筋等現(xiàn)象；面板的種類和尺寸規(guī)格應(yīng)進(jìn)行控制，外棱角和尺寸對面板安砌時的難度造成影響，同時也影響結(jié)構(gòu)外觀，以及解決接縫處漏沙或面板應(yīng)力分布不均勻的情況；面板尺寸對砌成的墻面整體性造成直接影響，尺寸越大，整體性越好，施工速度越快，側(cè)向變形也較小，但增加搬運和安砌方面難度。

4.3 面板安砌

面板的安砌流程主要為；面板外緣線利用經(jīng)緯儀在條形基礎(chǔ)上進(jìn)行操作，在曲線部分利用加密畫線點進(jìn)行處理；在外緣線上進(jìn)行定點確定，并進(jìn)行水平測量，分割時按照板長畫線進(jìn)行操作，對板基底進(jìn)行整平；從變開縫開始進(jìn)行安裝，再向兩邊延伸；采用M7.5或M5的水泥砂漿在安砌時進(jìn)行勾縫和調(diào)平；采用機械或人工按照相關(guān)要求的坡度和垂度進(jìn)行吊裝和安砌，應(yīng)防止面板出現(xiàn)外傾；利用砂漿進(jìn)行水平誤差的調(diào)整，嚴(yán)禁使用鐵片或石子進(jìn)行支墊；在小于0.3 cm范圍內(nèi)的面板誤差，可利用碎石或回填砂礫石進(jìn)行處理。

全墻基線的設(shè)計要求得以保證的關(guān)鍵在于第一層面板的安砌，在基礎(chǔ)面上進(jìn)行面板外緣線上標(biāo)畫，通過經(jīng)緯儀器進(jìn)行控制，并應(yīng)在完成后進(jìn)行復(fù)查。

4.4 鋪設(shè)筋帶

根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計長度確定加筋材料的下料長度，并不得低于設(shè)計長度；在保管和運輸中應(yīng)避免日光照射；加筋材料應(yīng)保證整實、平整；硬質(zhì)尖銳棱角的填料不能與筋帶直接接觸；面板與筋帶之間的連接應(yīng)保證可靠、牢固；為確保筋帶均勻受力，應(yīng)保證鋪設(shè)筋帶縱向和主方向垂直，使其加筋性能能夠充分發(fā)揮作用。

4.5 現(xiàn)澆段澆筑

采用鋼模板時，為確?；炷翝仓筮_(dá)到曲線圓滑、直線平順的要求，需要做好加固處理；嚴(yán)格按照相關(guān)工藝要求作業(yè)，以確?；炷撩軐?、表面平整，避免出現(xiàn)麻面等不合格的現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

在公路工程中，加筋擋土墻結(jié)構(gòu)作為新型的結(jié)構(gòu)物得到廣泛應(yīng)用，在節(jié)省耕地方面具備一定的應(yīng)用優(yōu)勢，另外應(yīng)根據(jù)工程實際情況，使經(jīng)濟性和技術(shù)性更好地融合，隨著技術(shù)研究的深入進(jìn)行，在技術(shù)工藝、成本費用以及造型外觀等方面不斷進(jìn)行探索和研究，使加筋土擋墻技術(shù)越來越成熟，其未來的應(yīng)用領(lǐng)域也更為廣闊。