中东地区路基防护MSE挡墙施工技术

2018-01-26吴飞

湖南工业职业技术学院学报 2017年6期

吴飞

（中铁十八局国际工程有限公司，天津，300222）

近些年来，中东地区一些国家随着外来务工人口的不断增加和城市规模的扩大，城市交通面临的压力越来越大，因此新建公路立交桥和平交路口改立交等市政基础建设项目越来越多。由于中东地区国家国土面积狭小，一些能够节约占地面积，稳定性高且美观的施工工艺如采用MSE挡墙的路基防护设计应用非常广泛。

1 MSE挡墙的定义及特点

MSE挡墙，又称加筋土挡墙，是在路基回填土中加入拉筋，利用拉筋与回填土之间的摩擦作用，减少土体的变形和提高土体的力学性能，同时通过拉筋和面板之间的拉应力和土体的自重力，从而达到稳定土体和路基支护的目的。MSE挡墙由回填土、拉筋带、面板和护栏四部分组成。

加筋土挡土墙对地基承载力要求低，属于轻型支挡结构，尤其适合在中东地区砂性土等软弱地基上建造，该工法具有节约占地、造型美观、施工速度快、造价比较低且稳定性高等优点，目前在国际公路、铁路工程特别是国土面积小的国家市政工程上应用非常广泛。

2 MSE挡墙在RA211项目的应用

RA211路桥项目是现有快速路的更新和改造工程，项目包括80号高速公路和DOHA公路上新建的四座跨越式连续梁桥（IC15&IC18）及相关路基路面、涵洞及附属工程等，其中IC18桥路基段穿过高速公路两侧居民区。项目路基段总长1430米，其中1310米设计为加筋土挡墙结构。IC18桥和IC15桥路基宽度分别为33.4米和38.4米，路基回填最高8米，纵向坡度分别为为±3.5%和±4.5%。

2.1 RA211项目MSE挡墙的设计

本项目采用欧洲设计标准，设计单位通过对稳定性、美观等方面的论证分析后，90%路基段（回填土高1.5-8米）设计采用垂直MSE路肩式加筋土结构，回填土低于1.5米路基段采用重力挡墙形式。该MSE挡墙设计通过面板自身的重量和其后加筋土体重量来达到稳定的目的，无需砂浆勾缝，依靠板与板之间嵌挤作用、墙身重量和加筋土重量来防止滑动和倾复失稳。

面板设计：面板是MSE挡墙最重要的受力构件，单个面板重力和抗压强度必须满足设计要求。根据施工规范[1-2]，面板混凝土强度不低于主体结构混凝土，采用K415标号混凝土，主筋采用HRC335Φ25螺纹钢筋。为了保持环境美观，挡墙采用景观式钢筋砼面板。面板正面设计成竖条状光、毛面交错的花纹，竖条宽15cm，面板背面预留圆弧形穿筋孔，间距1.0m*0.8m，面板边缘预留连接错台和连接孔，用于面板的安装和临时固定。

面板形状分为标准型（A型）和异型（BCD）五种类型（如图1示）。标准A型面板呈T形，外形尺寸2.3m*1.6m*1.8m,厚180mm，单块重1.5吨；异型面板位于挡墙顶部、底部和周边，用于调整墙顶坡度和拐角处构造，其中B型面板用于挡墙底部找平，C型面板用于挡墙两头及拐角处，D型面板用于挡墙顶部不同高度的调整。不同的位置其外形尺寸和重量也略有不同。标准型面板和异形面板各占MSE挡墙设计总面积的50%。

图1 面板形状示意图

拉筋设计：拉筋带是MSE挡墙能否稳定不倾覆的另一种非常重要材料，除需要自身满足抗拉强度要求外，拉筋带的材质也决定了它与回填土之间的摩擦力，也应符合设计要求。本项目拉筋采用柔性拉筋带FS70（E）型复合土工带，该型筋带具有摩擦力大，受力变形小，抗腐蚀性强等的特点。筋带宽100mm，厚5mm，最大抗拉强度70KN。拉筋的固定：在填料中插入60cm长、Φ20钢筋环并穿设直筋，拉筋通过预留的穿筋孔和埋置的钢筋呈W型交错穿设布置。穿筋孔横向间距1000mm，层与层间距800mm，钢筋环按1m间距插入填料，插入深度不宜低于50cm，钢筋环插入应按照筋带设计宽度布置。

拉筋设计布置宽度随着路基回填的高度的增加不断增加，从基底向上大致按照3m-6m分布（如图2示），满足MSE挡墙抗倾覆和整体稳定性的要求。

图2 拉筋分布断面图

填料设计：填料采用原状砂性土，该类回填料在中东地区沙漠型国家非常普遍，价格低廉。砂性土颗粒小，不含腐蚀性物质和尖锐的石块，对拉筋的破坏和腐蚀性小，与拉筋间摩擦也能满足要求。

2.2 MSE挡墙的施工

2.2.1 MSE挡墙施工工艺流程

工艺流程：施工准备及挡墙基础施工→安装底层面板→内侧防水处理分层→回填至第一层拉筋位置→穿设第一层拉筋带→回填至第二层拉筋位置→穿设第二层拉筋带→安装上层面板→面板内防水处理→回填至上层拉筋位置→穿设上层拉筋→……→分层回填至路基设计标高→浇筑路基顶面找平层→浇筑砼护栏基础→安装护栏[3]。

2.2.2 MSE加筋挡墙施工技术要点

施工准备：根据设计图纸，测量放线挡墙基础位置及标高，并对基础地基进行压实处理至设计要求，地基宽度应大于基础宽度20cm左右。地基验收合格后，浇筑混凝土垫层，垫层厚度为50mm，宽度大于基础宽度10cm。垫层应做好覆盖并洒水养护，防止开裂。

基础施工技术要点：（1）在垫层上用墨线弹好基础轴线和边线，作为模板立设的边线。（2）模板采用竹胶板和方木拼成，尺寸应符合设计要求，采用拉杆和斜支撑进行加固，模板沿口应预留塑料倒角，倒角线性平顺。（3）钢筋加工和绑扎应符合设计要求，搭接长度不低于50D。（4）混凝土浇筑必须使用振捣棒振捣，基础表面平整，光面处理，便于底层面板的安装。混凝土初凝后应覆盖，并洒水养护不少于48小时。

面板生产技术要点：（1）MSE挡墙面板数量大、形状各异且表面质量要求严格，应采用工厂化预制生产。模板宜采用定制钢模板，模板表面纹路形状应符合设计要求。本项目挡墙面板全部采用外包预制场生产，模板全为定制钢模板。（2）穿筋孔、连接孔、错台等应严格按照编号及图纸尺寸预留。穿筋孔应预留为半圆形，便于穿设拉筋同时避免施工时对拉筋的损坏；孔柱位置严禁设置钢筋搭接，混凝土应浇筑密实。（3）模板在浇筑混凝土前应均匀涂刷脱模剂，为保持面板表面颜色一致和美观，严禁使用柴油或机油充当脱模剂；采用细骨料硅酸盐混凝土，标号不应低于主体结构混凝土强度。（4）混凝土浇筑宜选用平板振捣器振捣，以保证面板混凝土密实，花纹颜色一致。浇筑完成应按照图纸编码进行编号，确保面板正确安装。

面板安装技术要点：（1）面板安装前应清理基础，并在基础顶面画出面板外缘线，曲线部位应加密控制点。一层面板安装时，应进行水平测量，通过砂浆找平，找平厚度1cm左右。（2）面板应按照图纸编号对号安装，采用机械吊装就位，吊装过程应防止磕碰掉面板棱角。面板安装应向内有约100-200%的倾斜度，作为填料压实时面板外倾的预留度。每层面板均应使用钢管斜撑临时固定，通过挂线锤复核面板垂直度，待路基回填压实至设计标高护栏安装完毕后拆除。（3）面板应水平安装，上层面板安装通过2cm厚的塑料板找平，确保面板缝隙保持线性平直不起伏，缝隙均匀。面板连接错台应相互咬扣紧密，连接孔用采用钢筋或硬质PVC管连接，通过临时对角木夹和拉杆的方式，保证面板层层之间不错位，外表面平整。（4）面板安装完，回填之前，面板内侧应进行防水沥青施工。防水施工时，应注意面板接缝的处理，在面板缝隙粘结一层毡布对面板接缝覆盖，防止回填土挤入缝隙。

筋带铺设技术要点：（1）路基填土不宜含有大粒径的碎石、树枝等，特别是筋带附近不得含有锋利的碎砾石。安装筋带前，填土标高应达到穿筋孔上口位置，穿筋时可手动刨开，这样有利于筋带的固定。（2）筋带从穿筋孔中穿过时，应绑扎防止卷动，避免绕成死结。筋带应铺在平整的填料上，不得卷曲或折曲，不得重叠。（3）拉筋呈W型交错穿设，回填前应保持拉紧状态，并人工用少量填料覆盖筋带，使之固定并保持正确位置。拉筋不得与硬质棱角填料直接接触。（4）拉筋穿设完毕，验收合格后，应及时回填覆盖，避免高温对拉筋强度的影响。

护栏除满足道路两侧防撞墙的功能之外，也起到了MSE挡墙帽石的作用，对挡墙的稳定性也起着很重要的作用。护栏施工时应注意以下技术要点：（1）护栏施工采用现场预制，为保证护栏表面质量和美观，宜采用定制钢模板。本项目护栏均采用钢模板现场预制生产。（2）预制护栏时，底部与基础连接处预留钢筋间距和尺寸应严格控制，护栏存放时应注意覆盖保护，避免连接钢筋的锈蚀和变形。护栏顶部应预留2个预埋螺帽，用于护栏的后期吊装，预埋螺帽通过马凳筋焊接在主筋上，马凳筋直径不小于16mm。（3）护栏安装之前，应提前完成护栏基础和垫层，施工方法如挡墙基础施工。基础施工时，应预留和护栏连接的箍筋，箍筋间距按个按照图纸尺寸，便于后期护栏的安装。（4）护栏安装采用机械吊装就位，通过挂线锤复核垂直度。护栏安装时，通过作用于基础和护栏上的拉杆调整垂直度，拉杆和护栏通过自制U型槽钢卡固定。调整到位后，预留钢筋和基础连接箍筋焊接通过临时焊接固定，并穿设纵筋连接。护栏安装临时固定如右图示。（5）护栏安装一定长度后，应尽快浇筑连接处混凝土。连接处混凝土应浇筑密实并覆盖洒水养护。连接处混凝土和护栏混凝土标号一致。