高速公路土工格柵加筋土擋土墻施工技術(shù)

駱 和 亮

（廣東協(xié)立工程咨詢監(jiān)理有限公司，廣東 中山 528447）

高速公路建設(shè)項(xiàng)目施工過(guò)程中，施工單位常用的擋土墻類型包括：片石混凝土擋土墻、加筋土擋土墻和錨桿擋土墻。其中，加筋土擋土墻使用最為頻繁，主要是因?yàn)榇祟愋偷膿跬翂κ┕け憬?、施工效率高，能夠有效縮短施工工期，降低施工成本。加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單，主要是由回填土、拉帶、砌塊構(gòu)成，其作用是抵擋土體傳遞來(lái)的側(cè)向壓力。加筋土擋土墻與傳統(tǒng)型的擋土墻存在一定相似之處，只是其在土體中額外加設(shè)了拉筋，利用拉筋與土體之前的摩擦力提高土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1 工程概況

惠州惠城至惠陽(yáng)霞涌高速公路(簡(jiǎn)稱惠霞高速)，本施工監(jiān)理JL3 標(biāo)段起止樁號(hào)K30+650～K64+642.946，施工沿線總長(zhǎng)度為33.993 km。其中，路基長(zhǎng)度為23.368 km（其中挖方867.44 萬(wàn)m3，填方710.75 萬(wàn)m3），橋梁總長(zhǎng)度為9 086.17 m，該項(xiàng)目的施工內(nèi)容包括：主線特大橋、大橋17 座，中橋9 座，其中特大橋、大橋?yàn)槲髦卮髽?、宏達(dá)特大橋、良井水特大橋、良湖特大橋、永湖大橋、矮光大橋、老良大橋、梅豐大橋、田屋大橋、隆興大橋、七渡河大橋、白花大橋、湖東大橋、田心大橋、徑尾大橋、魷魚(yú)灣大橋、義聯(lián)大橋。

2 施工材料的參數(shù)與選擇

加筋土擋土墻施工需要配備的原材料：回填材料、墻面板、筋帶?；靥畈牧吓c筋帶應(yīng)該分層交替進(jìn)行回填，這樣能夠保證回填材料形成一種高性能的復(fù)合型材料，加強(qiáng)土體與筋帶之間的摩擦作用力，以此達(dá)到強(qiáng)化土體穩(wěn)定性的作用，因此，施工單位需要保證原材料的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

1）回填料：回填料為擋土墻的關(guān)鍵性原材料，該項(xiàng)目中使用的回填料為含水量非常低、穩(wěn)定性比較強(qiáng)的山渣土，回填料的粒徑控制在10 cm 以內(nèi)，滿足現(xiàn)行管理規(guī)范的要求。

2）筋帶：筋帶的作用是承載外部作用力與回填料之間產(chǎn)生的摩擦力，本質(zhì)上是為了提高土體的穩(wěn)定性。該項(xiàng)目選用具備良好的防潮性能、防水性能、耐腐蝕的CAT30020B 筋帶，這種規(guī)格的筋帶變形量非常小，不會(huì)輕易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，筋帶的寬度為30 mm，筋帶的厚度為2 mm。破斷拉力＞9 kN，極限抗拉強(qiáng)度＞150 MPa、設(shè)計(jì)允許拉力6 kN、強(qiáng)度100 MPa、破壞伸長(zhǎng)率≤3%。

3 加筋土擋土墻工藝

3.1 基底處理

施工前按照施工圖設(shè)計(jì)測(cè)量放樣，開(kāi)挖至基底并夯實(shí)后，檢測(cè)地層是否滿足設(shè)計(jì)承載力。如果施工時(shí)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況變化較大，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，以便給出相應(yīng)的處理措施。為保證后期排水通暢，將基底設(shè)置為1%～3%的橫坡。如若路基位于斜坡路段，需要采用分層方式對(duì)路基進(jìn)行處理，以此保證路基符合鋪設(shè)筋帶的施工需求，且可以有效地消除路基滑動(dòng)現(xiàn)象。如若基底分布有巖帶，需要在地基表面額外鋪設(shè)一層土體[1]。

3.2 面板基礎(chǔ)施工

在面板基礎(chǔ)施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注基坑底部的承載力及埋設(shè)的深度，保證路基處理后的質(zhì)量滿足施工需求。為了避免結(jié)構(gòu)物因荷載或者地基承載力不均勻而發(fā)生不均勻的沉陷、不規(guī)則的裂縫，要求基礎(chǔ)與面板同步設(shè)置沉降縫。根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)按照20 m 設(shè)置1 道沉降縫。

加筋土擋土墻采用分段方法進(jìn)行施工，要求每一段加筋土擋土墻的頂面保持在同一個(gè)平面上。若基礎(chǔ)分布在坡面上，則應(yīng)將路基整理為臺(tái)階狀，臺(tái)階的高度、寬度比例不得低于1/2，一般情況下，臺(tái)階的寬度不宜＜2 m。若基礎(chǔ)分布在土層上，則應(yīng)設(shè)置混凝土墊層，混凝土墊層的強(qiáng)度不得＜C15，墊層的厚度不得＜20 cm。面板基礎(chǔ)施工時(shí)，將地面的雜物、樹(shù)根及腐殖土清理干凈，對(duì)原土進(jìn)行夯實(shí)處理，保證原土的壓實(shí)度不低于90%。地面的橫坡保持在1：5～1：2.5 時(shí)，將地面開(kāi)挖為臺(tái)階狀，臺(tái)階的寬度不得低于2 m。若基巖表面的覆蓋層厚度較小，則應(yīng)將覆蓋層挖除，再開(kāi)挖臺(tái)階。但是若覆蓋層的厚度較大，則應(yīng)該保留[2]。

3.3 面板的安裝

面板應(yīng)集中進(jìn)行預(yù)制，預(yù)制面板時(shí)需保證模板的質(zhì)量，質(zhì)量員應(yīng)加大面板質(zhì)量的檢測(cè)頻率，著重對(duì)面板的尺寸、平整度、光潔度進(jìn)行檢查。結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙分析，部分面板需要設(shè)置一定數(shù)量的泄水孔，在進(jìn)行安裝作業(yè)時(shí)，需要對(duì)以下問(wèn)題予以重視。

1）沿地面邊緣進(jìn)行測(cè)量放線，結(jié)合間距要求合理布設(shè)標(biāo)高控制點(diǎn)，再結(jié)合標(biāo)高控制點(diǎn)安裝面板。

2）對(duì)砌筑材料進(jìn)行篩選，在砌筑面板過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制砂漿的用量。砂漿層的厚度應(yīng)保持一致，且保證砂漿必須飽滿。

3）對(duì)插銷進(jìn)行防銹處理，保證插銷不會(huì)產(chǎn)生銹蝕。在安裝插銷時(shí)，不應(yīng)出現(xiàn)漏插現(xiàn)象，同時(shí)保證插銷插入的深度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

4）在對(duì)曲線路段進(jìn)行施工時(shí)，第一層的砌塊應(yīng)該留置施工縫。

5）在砌筑涵洞兩側(cè)的面板時(shí)，需保證同一個(gè)層中的面板高度保持一致，當(dāng)砌筑至涵洞的頂部時(shí)，需保證施工縫相互對(duì)齊。

6）下層回填作業(yè)結(jié)束后，方可安裝上層板面。

7）沉降縫應(yīng)上下貫通，且寬度必須符合設(shè)計(jì)圖紙要求，再選擇合適的防腐材料回填沉降縫。

8）面板表面需均勻布設(shè)泄水孔[3]。

應(yīng)保證底層面板的位置符合設(shè)計(jì)圖紙要求，并保證其垂直度符合規(guī)范要求。同時(shí)加大對(duì)面板基準(zhǔn)線的控制力度，以保證其施工質(zhì)量。使用水泥砂漿對(duì)其進(jìn)行找平，確定面板的外緣線，如若遇到曲線路段，可適當(dāng)?shù)貙?duì)其進(jìn)行加密處理。使用專用工具對(duì)面板的外緣線進(jìn)行測(cè)量核準(zhǔn)。面板應(yīng)該向內(nèi)傾斜1%，在將水泥砂漿作為回填料進(jìn)行碾壓作業(yè)過(guò)程中，面板承受著側(cè)向作用時(shí)產(chǎn)生的變形值。需要注意的是，應(yīng)保證面板不會(huì)出現(xiàn)向外傾斜的問(wèn)題。施工單位使用8 t 規(guī)格的汽車(chē)吊，逐層安裝面板，若面板的高程存在差異，則應(yīng)使用水泥砂漿進(jìn)行找平。面板下側(cè)不得存在堅(jiān)硬物質(zhì)，避免損壞面板，同一層內(nèi)的相鄰面板之間水平差值不得＞10 mm，軸線偏差應(yīng)控制在10 mm～20 mm。待回填作業(yè)完成后，才能夠?qū)ο乱粚拥拿姘暹M(jìn)行施工。上下層面板間的插鎖孔采用Φ20 mm 鋼筋進(jìn)行連接，保證面板間的垂直度，連接的鋼筋需進(jìn)行防銹涂瀝青處理，避免產(chǎn)生銹水流出面板而影響外觀。

3.4 土工格柵的鋪設(shè)

在鋪設(shè)土工格柵之前，施工人員應(yīng)該對(duì)土工格柵的質(zhì)量性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的項(xiàng)目包括：抗老化性能、抗拉強(qiáng)度等，具體情況可以參照表1 中的信息，在檢測(cè)合格的情況下，才能將其使用到項(xiàng)目中。

表1 筋帶拉力和抗拔力的關(guān)系

在鋪設(shè)土工格柵過(guò)程中，需保證拉筋相互之間不得出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，但是構(gòu)造拉筋與受力拉筋相互可以重疊布設(shè)。應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求在拉筋間設(shè)置回填料隔層，從而提高拉筋的受力長(zhǎng)度。固定面板的插銷必須穿過(guò)格柵。土工格柵鋪設(shè)應(yīng)保持平整，不得出現(xiàn)扭結(jié)現(xiàn)象。如若需要對(duì)拉筋進(jìn)行接長(zhǎng)處理時(shí)，則應(yīng)保證連接部位的拉筋強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。尚未進(jìn)行覆蓋處理的拉筋，嚴(yán)禁重型車(chē)輛、設(shè)備通過(guò)，同時(shí)不得將重物堆在其上面。為保證土工格柵的質(zhì)量不受影響，在存儲(chǔ)過(guò)程中，需保證其不會(huì)受到日曬、雨淋，且土工格柵不宜長(zhǎng)時(shí)間存放。

3.5 填筑材料

正常情況下，加筋土擋土墻的壓實(shí)度易達(dá)標(biāo)，回填料能夠與拉筋之間形成較大的摩擦系數(shù)，選擇使用級(jí)配良好的砂礫土即可，但是需保證砂礫土中不得含有水和雜質(zhì)。

回填作業(yè)之前，施工人員應(yīng)進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)，結(jié)合壓實(shí)試驗(yàn)的結(jié)果確定出合理的施工技術(shù)參數(shù)。當(dāng)拉筋布設(shè)完成后，施工人員開(kāi)始回填路基料。為提高施工效率，可使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行回填作業(yè)，嚴(yán)禁推土機(jī)沿著路基的橫斷面方向進(jìn)行作業(yè)。當(dāng)拉筋表面覆蓋回填料后，且回填料的厚度≤20 cm 時(shí)，嚴(yán)禁使用推土機(jī)進(jìn)行平整處理。未經(jīng)過(guò)壓實(shí)處理的回填料表面不得行駛機(jī)動(dòng)車(chē)。以該項(xiàng)目而言，可以使用光輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓處理，壓路機(jī)沿著筋帶的中間部位向兩側(cè)有序作業(yè)，先使用輕型壓力機(jī)進(jìn)行碾壓，再換用重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。面板周邊1 m 范圍內(nèi)不得使用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，可使用小型夯實(shí)設(shè)備進(jìn)行夯實(shí)處理?；靥盍显诮?jīng)過(guò)壓實(shí)處理后，其表面應(yīng)形成1%～3%的人字形橫坡。

3.6 填料的攤鋪與碾壓

1）填料的攤鋪：回填料攤鋪可以使用機(jī)械+人工的方式完成。首先，人工灑布5 cm 厚的回填料，保證首層回填料的厚度均勻一致，再使用推土機(jī)進(jìn)行攤鋪。攤鋪機(jī)與面板之間的間距不得＜1.5 m，面板周邊1 m 范圍內(nèi)應(yīng)使用透水性良好的材料進(jìn)行回填。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，回填料的單層厚度不得＜20 cm，每層的橫坡不宜＜3%。正式攤鋪之前，施工人員應(yīng)該設(shè)置明顯的標(biāo)識(shí)[4]。

回填料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)：沿筋帶的垂直方向進(jìn)行攤鋪，以筋帶的中間部位作為起點(diǎn)，向兩端進(jìn)行作業(yè)。回填料攤鋪必須保證其厚度均勻一致，不得出現(xiàn)變形現(xiàn)象。

2）碾壓：壓路機(jī)選擇使用20 t 的振動(dòng)壓路機(jī)與小型夯實(shí)設(shè)備。碾壓之前，應(yīng)進(jìn)行試作業(yè)，結(jié)合試作業(yè)的狀況確定出合理的施工技術(shù)參數(shù)。

碾壓過(guò)程中，應(yīng)以筋帶的中間部位作為起點(diǎn)進(jìn)行施工，依次碾壓至筋帶的端部，筋帶部分碾壓完成后，對(duì)面板周?chē)M(jìn)行碾壓，需保證面板周邊1 m范圍內(nèi)使用小型夯實(shí)設(shè)備進(jìn)行處理，保證面板不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，具體情況可參照?qǐng)D1。壓路機(jī)的碾壓方向應(yīng)該與筋帶保持垂直狀態(tài)，壓路機(jī)的碾壓重疊寬度不宜＜車(chē)輪寬度的1/3[5]。首次碾壓的速度不宜超過(guò)4 km/h，確保碾壓過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)擁包現(xiàn)象，第二遍碾壓作業(yè)可適當(dāng)加快碾壓速度。整個(gè)平面范圍分層回填、分層碾壓，每層碾壓作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)對(duì)回填料的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)不合格應(yīng)進(jìn)行復(fù)壓處理。壓路機(jī)碾壓過(guò)程中，嚴(yán)禁出現(xiàn)突然轉(zhuǎn)向、緊急剎車(chē)等現(xiàn)象，避免回填料出現(xiàn)變形、局部隆起等不良缺陷。

圖1 卸料及機(jī)械運(yùn)行作業(yè)平面示意圖（m）

碾壓作業(yè)的質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)：嚴(yán)格按照先慢后快、先輕后重原則進(jìn)行施工；壓路機(jī)的碾壓重疊寬度不宜＜車(chē)輪寬度的1/3；面板周邊1 m 范圍內(nèi)使用小型夯實(shí)設(shè)備進(jìn)行夯實(shí)處理。

3.7 反濾層填筑

使用砂礫作為反濾層，嚴(yán)格控制回填料中含泥量和有機(jī)雜質(zhì)。反濾層可以使用小型夯實(shí)設(shè)備進(jìn)行夯實(shí)處理，反濾層應(yīng)分層進(jìn)行回填、分層進(jìn)行夯實(shí)。需保證反濾層表面不得存在大粒徑的石塊。

3.8 隔水層填筑

隔水層選擇灰土，灰：土=2:8，灰土攪拌應(yīng)均勻，分層進(jìn)行回填。結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，該項(xiàng)目中需要設(shè)置2層隔水層，可使用壓路機(jī)與小型夯實(shí)設(shè)備進(jìn)行夯實(shí)處理。待碾壓作業(yè)完成后，對(duì)隔水層進(jìn)行平整處理，平整后的隔水層應(yīng)該形成4%的橫坡。

3.9 質(zhì)量檢測(cè)

質(zhì)量檢測(cè)要求：距面板1 m 范圍內(nèi)每一壓實(shí)層、每500 m2不少于3 個(gè)測(cè)點(diǎn)，若作業(yè)面的規(guī)模低于以上要求，則仍然按照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)不合格時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行二次碾壓，直至壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求為止。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

1）加筋土擋土墻土工布、反包土工布進(jìn)場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行覆蓋，鋪設(shè)反包土?xí)r工布應(yīng)順直、緊繃。同時(shí)嚴(yán)格控制包裹體砌體的坡率、平整度及U 形釘緊固程度，以減少后續(xù)施工運(yùn)營(yíng)中加筋擋土墻的變形。

2）袋裝的碎石飽和抗壓強(qiáng)度需＞30 MPa，其壓碎值、軟化系數(shù)等指標(biāo)應(yīng)滿足相關(guān)要求，提高袋裝碎石體的抗風(fēng)化能力及整體穩(wěn)定性。

3）錨筋依次進(jìn)行2 層防銹漆、1 層熱瀝青汁、麻筋纏緊及1 層熱瀝青汁的處理，減少錨桿與土工布的接觸摩擦系數(shù)，避免刺損土工布，減少對(duì)土工布力學(xué)性能的影響[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

加筋土擋土墻是主要由填土、拉帶及鑲面砌塊組成的加筋土結(jié)構(gòu)，主要起承擔(dān)土體側(cè)壓力的作用。它是在傳統(tǒng)的擋土墻結(jié)構(gòu)中植入拉筋，通過(guò)拉筋與土體之間的摩擦作用有效提高土體結(jié)構(gòu)的整體性，從而確保土體的穩(wěn)定。熟練掌握加筋土的施工工藝，不斷從實(shí)際的施工中積累經(jīng)驗(yàn)，以提升加筋土施工效率和質(zhì)量，同時(shí)有助于加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化施工效果，大力發(fā)揚(yáng)工匠精神，有利于打造出優(yōu)質(zhì)的新元改擴(kuò)建高速公路品質(zhì)工程、生態(tài)工程。