钢塑格栅在预制混凝土砌块挡墙中的应用

赵鹏

钢塑格栅在预制混凝土砌块挡墙中的应用

赵鹏

土工格栅在我国应用发展已有20多年，作为具有划时代意义的新型材料，已被广泛应用于工程建设领域。其中的钢塑土工格栅由于产品的材质特性，具有抗拉强度大、延伸率低（不大于3%）、蠕变小，以及对土体有较强的嵌锁、咬合等作用，能有效处理软土地基，约束土体的侧向位移，克服土体的不均匀沉降，极大程度地增强地基的承载能力，提高基础的整体性能，被广泛应用于工业、民用建筑和水利工程建设。

作者参与的江苏航道整治工程中的箱式绿化挡墙和湖北武汉新港进港道路混凝土预制块挡墙工程施工中成功应用了钢塑土工格栅，简化了施工工艺，使挡墙的混凝土用量大大减少，降低了建设和施工成本，实现了大面积、高大挡墙混凝土制成品规模化、工厂化生产。

一、工程材料的选择

江苏航道整治工程中箱式绿化挡墙墙高1.8m，墙垂直坡比1∶0.25，干砌，混凝土预制块规格为30cm× 30cm×45cm，为中空腔体内填无砂混凝土，成墙后临空面墙体铺植狗牙根、马尼拉等草皮。墙身填土加筋采用纵、横筋间距10cm×10cm，纵、横向抗拉强度40kN，节点剥离力400N的钢塑格栅。

湖北武汉新港进港道路两侧混凝土预制块挡墙均高6m，浆砌，墙下浇筑30cm×60cm钢筋混凝土基础，挡墙砖块为异型混凝土预制块，墙内填土加筋采用纵、横间距 170cm× 110cm，纵、横向抗强度40kN×80kN，节点剥离力800N的钢塑格栅。

墙身回填土采用施工区域内的自然用土，其中江苏航道整治为近海淤质砂壤土，透水性较强；湖北武汉新港为黄色粘性土，透水性较差。墙身设30cm级配碎石导滤层。

二、钢塑格栅特性和施工工艺

1.特性

（1）钢塑复合格栅的拉力由经纬编织的高强钢丝承担，在低应变能力下产生极高的抗拉模量，纵横向肋条协同作用，充分发挥格栅对土体的嵌锁作用。

（2）钢塑复合格栅的纵横向肋条的钢丝经纬编织成网，外包裹层一次成型，钢丝与外包裹层能协调作用，破坏伸长率很低（不大于3%）。钢塑复合土工格栅的主要受力单元为钢丝，蠕变量极低。

（3）通过生产过程中塑料表面的处理，压制有粗糙的花纹，以增强格栅表面的粗糙程度，提高钢塑复合土工格栅与土体的摩擦系数。

（4）钢塑复合格栅的幅宽可达6m，实现高效、经济的加筋效果。

（5）钢塑复合格栅采用的高密度聚乙烯可以确保：在常温下不会受到酸碱及盐溶液，或油类的侵蚀；不会受到水溶解或微生物的侵害；聚乙烯的高分子性能也足以抵抗紫外线辐射所造成的老化；格栅受力后纵横肋条协同作用，不会产生结点的拉裂或破损；而实际工程中，在填料的压实后，不会受到紫外线光和氧的侵蚀。因此完全可以满足永久性工程建设的要求。

钢塑格栅具有强度大、蠕变小，适应各类环境土壤，满足各类工程挡墙，尤其是高大挡墙的使用。它能有效提高加筋承载面的嵌锁、咬合作用、极大程度地增强地基的承载力、有效约束土体的侧向位移，增强地基稳固性能。同时更具有强度大、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、孔眼均匀、施工方便、使用寿命长等特点。能有效避免在施工过程中被机具碾压、破坏而造成的施工损伤。

2.钢塑格栅施工工艺

（1）挡墙基础浇筑完成，在混凝土的保养期后进行第一层预制块砌筑，砌筑完成后（浆砌需要等到砂浆保养期后）进行土方回填，回填宽度以开挖的基坑宽度为准，满足设计钢塑格栅铺设宽度即可。如有不足，需要在回填土达到基础面层高度时将回填宽度扩展至设计铺设宽度。用机械或人工进行夯实，土石方填筑碾压应符合路基土石方压实的规范要求。

（2）回填土料碾压合格后，进行钢塑格栅铺筑，将格栅按纵向长度展开，纵、横径间距及抗拉强度相同的不分纵横向按设计铺设宽度进行剪裁，纵、横向间距及抗拉强度不同的按抗拉强度小的方向进行剪裁，裁前宽度较设计铺设宽度大1～1.5m，如铺设宽度为6m，裁剪后的格栅长度为7～7.5m，裁剪后的格栅按设计要求进行回折，回折部分伸入墙体，并进行下层预制块砌筑，将格栅固定在墙体内，对钢塑格栅进行整理。整理后铺筑面应较为平整，为防止纵向歪斜现象，可按幅宽在铺筑层画出白线或挂线，即可开始铺筑；然后用铁钉固定格栅的端部（每米宽用钉8根，均匀距离固定），铺筑层经验收合格后，进行墙后第一层土方填筑，填筑厚度按碾机械的大小进行控制，压路机小于15t的填土厚度不超过30cm，重型压路机控制在40cm以内。压路机选用钢辊或胶辊两种，不宜采用振动压路机。

表1 江苏航道整治工程效益对比

表2 武汉新港进场道路效益对比

（3）依次类推，操作要求同前。以卷长为单位作为铺设的段长，在应铺格栅的段长内铺满以后，再整体检查一次铺筑质量，然后接着铺筑下一段。下一段铺筑时，格栅与格栅可以用10～15cm的搭接长度，并用铁钉或木楔固定后继续向前进方向铺第二段，墙内1m范围内采用人工铺设上土填料，1m以外采用机械填土。施工中要求钢塑格栅铺设完成后要及时铺筑土料加以覆盖，避免长期曝晒。碾压沿墙轴线由墙边向远高墙的方向进行，压实度保持规范要求。填料要求:在距土工格栅层8cm以内的路堤土石混填路堤料其最大料径不得大于6cm，土工格栅第一层填土石摊铺应沿路堤的轴线方向行驶进行压实，填筑压实厚度大于60cm。为了避免运输车辆碾压或调头时对土工格栅造成一定破坏，可采用滚填的方式进行土石方填筑，推土机推平。

（4）注意事项。首先精确放设格栅铺设线，格栅铺设时底面应平整、密实，一般应平铺，拉直，不得重叠，不得卷曲、扭结，相邻的两幅土工格栅需搭接0.2m，并沿路基横向对土工格栅搭接部分每隔1m用8号铁丝进行穿插连接，并在铺设的格栅上，每隔1.5～2m用U型钉固定于地面。

三、成果及效益

1.效益

（1）江苏航道整治工程效益对比（表1）

从劳动效率方面，每天10人砌筑挡墙完成长度为100m，传统的现浇混凝土及浆砌石挡墙仅完成40m和12m。

（2）武汉新港进场道路效益对比（表2）

从劳动效率方面，每天10人砌筑挡墙完成长度为40m，传统的现浇混凝土及浆砌石挡墙仅完成12m和3m。

2.成果

采用钢塑格栅配合混凝土预制块砌筑挡墙较传统的现浇混凝土及浆砌石挡墙，投资减少，用料节省，对施工场地的要求较低。劳动效率大为提高，工期成倍的缩短。

以上两项工程建成投入使用至今，墙体无位移、偏离和沉降发生，工程外观尺寸及线型保持良好，工程的整体稳定性和安全性满足要求。

四、结语

现代工程对建设技术和手段的要求越来越高，根据工程对筋材强度和延伸率的要求选择不同的加筋材料是工程应用成功的关键。钢塑格栅的应用解决了市政、公路、水利等挡墙施工中难以解决或解决不理想的问题，也使工程设计和施工在环保、减少施工难度、减少投资方面有了更多的选择

（作者单位：怀远淮河河道管理局233400）