加筋土挡土墙在公路工程中的应用

GXF360 2017-05-26

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加筋土挡土墙在公路工程中的应用

罗铮*

(闽西职业技术学院土建系，福建龙岩364000)

摘要：加筋土挡土墙是由面板、拉筋、填土三者组成的一种新型柔性支挡结构物，它利用面板后的填土与拉筋带之间产生的摩擦力，拉住面板，使面板、筋带、填土形成一个整体的复合结构支挡着背后填土。作为支挡结构物，与传统的浆砌片石挡土墙相比具有受力科学合理、占地少、省工、省时、省钱、施工简便快速、对地基强度要求不高、能够适应地基小的变形、抗震、美观的特点。面板可采用工厂化集中生产。具有良好的综合效益和实用价值。可广泛应用于城市道路、公路、铁路、建筑等工程中。

关键词：加筋土;挡土墙;公路工程；应用

1 概述

加筋土挡土墙是一种新型柔性支挡构造物。20世纪60年代初法国成功修建了世界上第一座加筋土挡土墙，我国在1979年在云南首次应用该技术建成了加筋土挡土墙。加筋土挡土墙具有受力科学合理、造型美观、采用装配式施工简单快捷、节约用地、节省材料、节省造价等诸多优点，具有较高的实用价值。由于填土与筋带相互作用的加筋体为各向异性的复合体，故受力复杂。当前尚无形成一整套完善而统一的设计施工方法。目前该技术在工程领域的应用还不广泛。

2 作用机理

加筋土挡土墙是由面板、筋带、填料三者组成的结合体[1]。该结合体中一方面，是通过筋带—填土之间的产生的摩擦力，这种摩擦力约束了面板的侧向位移，起到面板阻止板后填料塌落挤出的作用，迫使面板、筋带、填料三者成为一个类似于重力式挡土墙的复合体，以抵挡加筋体后方的填土压力。另一方面，在筋带与填料形成的结合体中，一般情况下筋带的弹性模量远大于填料的弹性模量，这样在筋带与填料的共同作用下，筋带在填方中又起了加筋的作用，大大提高了填料的强度。

3 施工注意事项

加筋土挡土墙的面板、筋带可在预制厂中定型加工制造。在工地现场面板采用装配式的方法，机械分层碾压填筑面板后填料。施工现场工作主要包括：面板安装、筋带布设、填料的摊铺与压实等。筋带的质量和填料的压实是加筋土工程施工的关键，在施工过程应注意。

3.1 工种间协作

加筋土挡土墙是由面板、筋带、填土组成的一个整体的复合结构。在施工中需由面板安装、筋带铺设、填土摊铺与碾压等工序按顺序交替组成。需要各班组之间相互配合相互兼顾照应，才能完成好这项工程。

3.2 面板安装

避免面板在存放、安装过程的碰损。在安装过程中注意平面、标高及垂直度，在直线段宜20m设一个控制点，在弯道处宜每10m布设一个控制点。面板在板后填土前可先采用斜撑或夹木螺栓固定，须逐层调整面板的水平、高度及倾斜误差，以免产生较大的累积误差。当安装缝（水平、竖向缝）较宽时，可用低标号砂浆或沥青软木板衬垫。也可在面板与填料之间铺设砂砾反滤层或铺土工织物，以预防面板后涂料挤出。在不受海水影响的也可在安装缝中嵌入聚氨酯泡沫塑料。

3.3 筋带铺设

筋带的运输、安装、储存、防锈及裁料应按相关规定操作，避免造成筋带的损伤，影响工程质量。混凝土面板的钢拉环、筋带的外露钢筋均应作防锈处理，可采用镀锌、涂刷防锈漆、裹缠沥青布、涂塑等方法。筋带应铺成辐射状（扇形），在填料中不宜重叠、卷曲或弯折，以免降低筋带的拉力[2]。如采用聚丙烯土工带还应注意与筋带直接接触的填料不得有硬质棱角，在第一层填料碾压时，应用夹具将筋带拉紧，避免筋带在压路机的碾压下卷曲或弯折。

3.4 填料碾压

填料选择、压实作业及压实度标准应满足交通部《公路路基规范》和设计图纸要求，且对拉筋没有腐蚀性，一般情况优先采用有一定级配的砾类土或砂类土。在碾压筋带上部的填料时，应采用先碾压中间，后逐步往筋带尾端，最后碾压靠近面板的顺序进行，碾压时应先轻后重。且压实机械距离面板不得小于1.0m，防止损坏面板或造成面板错位。在距面板1.0m的墙背范围内，填料应选用透水性较好的较易被压实的材料填筑，应采用小型机械碾压。特别困难部位可采用人工夯实。

以上各项工序完成后，均应按照《公路工程质量检验评定标准》要求的检查项目、检查频度和规定值标准进行评定，经验收检查合格后方可开展下一工序施工。如不合格则必须返工，使其达到要求。

4 应用实例

4.1 工程概况

某二级公路，路基宽12.0m，路面9.0m，在K5+ 500～560段路基填土高度10m，原设计采用传统浆砌片石重力式挡土墙（图1）。工程施工在基础开挖后发现地基承载力低于500kPa的设计要求，需要进行基础变更设计，增加基础工程量，追加工程造价。且原设计方案在挡墙未砌筑之前，路基填方工作无法进行，接下去又进入雨季，将影响整个工程的工期。

对其进行设计变更，取消原设计的浆砌片石挡土墙方案，采用加筋土挡土墙方案（图2）。

方案具体如下：

面板采用C20混凝土，面板尺寸：0.8m×0.8m混凝土正方形槽形板，板厚18cm（考虑施工方便）；筋带采用聚丙烯土工带，带宽50mm，厚1.0mm，允许拉应力［δL］=50m Pa，摩擦系数?′=0.4，筋带结点水平间距Sx= 0.8m，垂直间距Sy=0.8m；墙体采用矩形断面，加筋体宽8.0m，墙高10m；挡土墙纵向每15m设置一道沉降缝（沉降缝与伸缩缝一缝两用）。

4.2 工程比较

浆砌挡土墙方案工程造价约为47万元（按公路概算定额基价），计划完成工期40d。加筋土挡土墙方案工程造价约为19.8万元，实际完成工期30d，节省工程造价约27万元（57%），工期缩短10d。加筋土挡土墙方案采用垂直墙面减少工程占用土地150m2。