公路與城市道路加筋擋土墻施工技術的探究

曾念貴

(福建建工集團有限責任公司，福建 福州 350001)

隨著中國公路的不斷發(fā)展，對未來公路建設提出更高的要求，公路環(huán)保技術也得到了更多的發(fā)展和應用。受地形、陡峭溝谷、地物等限制，且加筋擋土墻少占地、節(jié)約造價、外在美觀等特點，因此，在公路與城市道路中將較為廣泛應用。加筋擋土墻是一種由拉筋、填土和混凝土基礎、預制塊鑲面等共同組成的用來承擔邊坡土體側壓力的加筋土結構。在進行施工建設時，加筋擋土墻技術主要是通過在傳統(tǒng)擋土墻中插入拉筋的方式來增強墻體的支撐受力，憑借拉筋和土體之間存在的摩擦力來提高土體結構的受力能力，進而為道路的安全施工和運行提供安全保障。

1 工程案例

以國道G355永泰葛嶺瀨下至溪尾段(公路兼城市道路)項目為例，K16+380～K16+500施工路段位于道路右側大樟溪河畔，地形陡峭，采用加筋擋土墻施工，全長120m，加筋擋土墻面板采用混凝土預制件，其強度等級為C25，面板長1000mm，面板寬500mm，板厚160mm，面板外行采用L形槽板，加筋擋土墻筋帶采用混凝土預制件，其強度等級為C20，帶寬160mm，帶厚80mm，筋帶結點的水平間距0.5m，垂直間距0.5m。

2 加筋擋土墻的基本原理與特點

2.1 基本原理

加筋擋土墻是一種由拉筋帶、填土和混凝土基礎及預制塊面板共同組成的復合體結構。土體在自重或上部建筑物的共同作用下，會產(chǎn)生嚴重的沉降和變形，從而導致土體邊坡的失穩(wěn)，但是在土體中沿著垂直于應變的方向加入具有一定的撓性的筋帶構筑物，會明顯地改善土體的力學性質，在土體變形過程中，壓縮的土體與筋帶構筑物之間產(chǎn)生摩擦，限制土體的變形，并為拉筋帶提供拉力。由于自重和外力作用的原因，填土會產(chǎn)生作用于擋土墻面板的側壓力，面板又會將側壓力傳遞給筋帶，筋帶受拉力的作用，會產(chǎn)生沿著面板運動方向的移動趨勢，但是由于筋帶和土體之間的摩擦力存在，筋帶的運動會受到限制，進而達到結構穩(wěn)定的目的。所以只要抗拉筋帶具有足夠的強度和摩擦力，加筋擋土墻結構就可以保持穩(wěn)定。

2.2 特點

加筋擋土墻主要憑借土體和筋帶之間產(chǎn)生的摩擦力來改善土體的受力和工程性能，能夠大幅度地提高土體的抗剪強度，進而保證土體結構的穩(wěn)定和安全。加筋擋土墻包括混凝土基礎、預制面板、拉筋和填料。拉筋依靠摩擦力和抗拉強度維持土體的穩(wěn)定，土體和拉筋之間的摩擦會逐漸形成咬合，使土體內(nèi)的垂直應力和水平應力擴散在水平面上，進而實現(xiàn)提高土體抗剪強度的目的。和普通的污工擋土墻相比，加筋擋土墻制作簡單，施工方便，并且具有較高的強度和較低的施工成本，因此，被廣泛地應用到道路擋土墻施工項目中。

3 加筋擋土墻施工技術要點

3.1 施工放樣

在完成測量放樣之后，要進行實地放樣。不精確的施工放樣會嚴重影響公路施工的質量，所以，要十分重視施工放樣階段的工作，盡最大可能保證面板外觀質量的一致性。在進行曲線放樣時，樁位間距一般控制在5m內(nèi)，并將十字樁埋設在轉角的位置；在進行直線放樣時，樁位之間的間距控制在10m～18m之間。所以，我們需要對現(xiàn)場情況進行全方位的了解，在施工前做好現(xiàn)場調查、搜集資料等工作，并結合工況條件選擇合適的施工方法和工藝，科學地部署施工計劃，合理地配備施工材料和施工機械。

3.2 地基開挖

在施工開挖過程中，一般采用機械開挖為主、人工開挖為輔的施工方式，嚴格按照施工要求進行開挖，確保滿足工程施工的要求。在松軟底層施工的路段，一般采用跳槽法進行開挖以防基坑上部出現(xiàn)土體失穩(wěn)，在基坑開挖深度滿足設計要求后，進行基坑的平整工作，并將其夯實；需要置換坑底土地段時要先將置換土體挖除，將優(yōu)質的透水性材料分層鋪設在基坑底部并進行夯實。需要注意的是，換填后的寬度要比原基坑寬度大1m～1.5m。同時，在進行基坑開挖時，要綜合考慮基坑邊坡的穩(wěn)定性，嚴格按照施工設計要求進行擋土墻的放坡。對于地下水位以下的基坑部分，基坑開挖施工后，要及時排出基坑中的水以防長時間的浸泡造成基坑坍塌。在機械施工深度超過標高30cm時，要立刻停止機械挖掘，進行人工開挖以免擾動原土體或出現(xiàn)超挖情況。基坑開挖深度滿足設計要求后，要及時開展基地的處理工作，以避免地基土因長時間暴露而削弱土體的承載力，同時，要及時復核斷面的幾何尺寸，監(jiān)測地基承載力和基坑變形，滿足施工要求后再進行后續(xù)的施工。

3.3 擋墻基礎施工

由于擋土墻的基礎對于墻體的穩(wěn)定性十分重要，在墻體的施工過程中，本項目主要采用C15石砼墊層，并在開挖好的基坑中進行現(xiàn)場澆筑，結合分段施工的施工方式，先將墊層清理干凈，并在每一段上進行放線測量，利用C20混凝土條形基礎，保證基礎埋深不低于1.2m?？紤]到基礎混凝土的質量要求，該處施工選擇的是耐久性混凝土。完成混凝土基礎的澆筑工作后，要進行基礎的強度檢測，強度滿足設計要求后進行拆模和內(nèi)側回填，選用透水性好的砂礫土材料進行回填，禁止摻雜膨脹土等材料，避免對加筋擋土墻造成不良影響。

3.4 面板的預制與安裝

預制面板時，由于過高的加筋擋土墻需要安裝一定數(shù)量的面板，因此，要花費大量的時間用于預制面板的預制。預制面板需要注意以下幾點。

(1)結合施工工期、施工方法和面板數(shù)量等因素綜合考慮場地面積，考慮到面板數(shù)量較多的緣故，為了加快面板的生產(chǎn)效率，本項目采用易成型、易操作的模板。

(2)面板形狀是L形槽板，正面需要使用混凝土或硬化底膜。

(3)要將插進孔設置在面板側壁的位置，并把定位銷設置在剛模板側壁。可以起到穿筋孔的作用，但是這樣也容易對邊角或者裂縫造成損壞，可以在混凝土中添加早強劑，提前拆模時間，或者在預留穿筋孔位置設置光圓鋼筋。

(4)定期檢查和維修面板鋼模和地板避免面板尺寸變形的問題。

(5)對鋼筋保護層進行檢查后再開展混凝土澆筑工作,澆筑完成達到規(guī)定養(yǎng)護時間后要及時養(yǎng)護。

面板預制后需進行安裝，在面板的安裝過程中，首先，應從伸縮縫往兩側開始安裝面板；其次，嚴格控制面板的安裝時間，混凝土強度超過80%才能安裝；再者，采用掛線方式進行墻端和沉降縫的安裝，嚴格控制軸線偏差和水平線誤差，確保水平誤差控制在8mm范圍內(nèi)，軸線偏差控制在10mm范圍內(nèi)；最后，面板安裝完成后，要做好檢查和傾斜度核對工作。

3.5 筋帶鋪設

(1)該項目采用混凝土預制件作為加筋擋土墻的抗拉筋帶。該材料具有較高的抗滑性能，能夠充分發(fā)揮與土體之間的摩擦力，符合施工的實際需要。

(2)在進行面板拉環(huán)的筋帶穿插工作時，要根據(jù)拉筋的設計基礎完成，這樣可以有效地保證拉環(huán)測量長度的一致性。在施工過程中，若出現(xiàn)填料不平的問題，要在鋪設拉筋時避免拉筋太緊，否則，會造成拉筋受力不均勻。若拉筋過松，會導致后期墻體面板位移時，拉筋不能夠提供足夠的拉力，進而可能導致墻體由于拉筋的拉力不足而失穩(wěn)，最好采用均衡自調式拉帶張緊器進行拉直。拉筋的拉緊程度直接關系到填土碾壓后面板的豎直度和墻體的穩(wěn)定性。

(3)完成拉筋的穿孔工作后，可以先臨時固定筋帶，然后在壓實填料之后，再將筋帶在上方鋪設平整。

(4)筋帶鋪設前，需預先填一層厚度為20cm土，壓實反開挖槽后再鋪設筋帶；鋪設時面板和筋帶要保持垂直，筋帶之間不能出現(xiàn)重疊，鋪設完畢后再進行填土作業(yè)。筋帶的鋪設如圖1所示。

圖1 筋帶的鋪設

3.6 填料施工

3.6.1 填料的選擇

加筋土路堤填料要選用水穩(wěn)定性好的透水性材料，保證填料中沒有腐植土、草皮、凍土和其他有機雜質，本項目優(yōu)先選用有一定級配、透水性較好的砂類土、碎(礫)石類土，以保證筋帶與填料之間能發(fā)揮較大的摩擦力，同時也可以避免土體膨脹導致的加筋擋土墻受擠壓現(xiàn)象。填料最大粒徑不得超過15cm。筋帶在向外傾斜1%的壓實平整填料上進行鋪設，保證筋帶與面板相互垂直，防止筋帶間相互重疊，用自均衡自調式拉帶緊張器進行拉直。

3.6.2 填方區(qū)上料

運用挖掘機和裝載機進行裝車，自卸式汽車運輸?shù)教罘絽^(qū)。卸料由遠及近進行鋪填，邊卸邊平整，禁止機械、設備在未覆蓋的筋帶上行駛，卸料時，汽車和面板的距離保持在1.5m以上。

3.6.3 鋪設整平

用推土機進行路基中部的平整，邊卸料邊攤鋪，隨后采用平地機進行平整，距離面板1.5m范圍內(nèi)的土體采用人工攤鋪的方式進行施工，避免機械對面板造成損壞。機械攤鋪時，推土機和平地機距離面板的施工間距不得小于1.5m，在進行攤鋪時，在地面上設立標桿和石灰線供駕駛員觀察施工。

3.6.4 填料壓實

每一層填料在經(jīng)過平地機整平后要及時進行碾壓，在距離面板1m范圍外采用中振壓路機碾壓，1m范圍內(nèi)的區(qū)域采用靜振、微振及輔以1t內(nèi)小型夯機進行壓實。

3.6.5 壓實度檢測

采用灌砂法進行土體壓實度的檢測。不同區(qū)域的檢測頻率不同：距離面板1m范圍以外的土體，每500m2或50延米不得少于3個測點；1m范圍以內(nèi)，每100延米不得小于3個測點，若壓實區(qū)域小于上述規(guī)定，仍需取3個測點，且壓實度必須達到設計要求后，才能進行下道工序施工。

3.6.6 外觀檢測

墻面上出現(xiàn)的破壞主要有強頂及墻面開裂、面板沉降錯動、填土材料外溢、墻面傾斜等形式。其中，對加筋擋土墻影響較大的破壞是面板錯動沉降、墻面傾斜和填土材料外溢。外觀上，要求墻體面板無破損、板縫連接均勻，沉降縫上下貫通順直。在長期的檢測工程中，要求垂直的墻體向外傾斜不超過墻體高度的0.5%且不超過5cm，向內(nèi)傾斜不超過墻體高度的1%且不超過10cm；用2m的直尺檢測墻面的平整度，每間隔20m測量3處的平整度，每處都要進行豎直和墻長兩個方向的測量；填土材料會因為面板的錯動沉降出現(xiàn)外溢，這會對擋土墻的安全性造成極大的影響。因此，只要存在大的錯動，加筋擋土墻面板就要進行重新安裝。

3.6.7 加筋材料質量及鋪設檢測

按規(guī)定的頻率對加筋材料抽檢檢測其物理、力學性能，出具正規(guī)的檢測報告。加筋材料鋪設時，在現(xiàn)場建立完整有效的質檢體系，質量檢查的內(nèi)容包括筋帶鋪設的長度、寬度(或根數(shù))、均勻程度、平展度、連接方式、與面板連接處的松緊情況等。

4 結 論

相比普通的邊坡施工技術，加筋擋土墻能有效地降低施工時間和成本，提高了生態(tài)環(huán)境保護。加筋擋土墻越來越廣泛地應用于工程界的各個領域。合理的施工方法是保證結構安全、穩(wěn)定和耐久性的重要前提。好的填料能夠增加拉筋摩擦力和抗拉強度，筋帶的松緊度與碾壓的控制直接關系到面板的豎直度及墻體的穩(wěn)定性。