农村公路中加筋土生态挡墙的应用

2020-12-01王丽芳

四川建材 2020年11期

王丽芳

(山西省大同市云冈区公路管理站，山西大同 037000)

0 前言

农村公路作为我国公路交通网络体系中的关键部分之一，是国家“三农”建设的核心基础设施。根据交通运输部公布的数据可知，到2018年底我国农村公路建设里程已经达到了405万km，未来10年农村公路建设里程将会达到了500万km，在公路交通网络体系中占比达到85%，所以农村公路工程建设工作与养护任务尤为繁重[1]。现阶段，农村公路工程的主要特点是运行线路长、建设与养护成本高，尤其是路堤防护形式的影响更大。选择传统意义上的浆砌片石挡土墙砌筑形式，涉及的工程量比较大，需要支付高昂的人力成本，加之人力资源又很匮乏，浆砌片石挡土墙渐渐地退出了历史舞台。与此同时，传统加筋土挡墙基本是以混凝土预制块面墙为主，其工艺复杂、要求严格，且在出现病害之后难以进行维修。在此背景下，加筋土生态挡墙就应运而生，其是一种新型结构，具有生态环保性、成本低等优势，墙面采用的是土工格栅+反包填土麻袋，而在麻袋内掺拌与当地环境相适应的草籽或者是灌木籽等，在施工结束的数月后就自然形成了生态墙面。

1 工程介绍

某农村公路项目是旅游公路，设计速度：主线60 km/h，支线30 km/h，最大纵坡分别不高于7%、9%。挡土墙工程施工位置处于高速公路交接位置，由于受到道路两边用地环境与条件等因素的影响，对此应把挡土墙设计在公路的两侧，其中挡土墙的最大高度是7.5 m。该农村公路工程项目地面下0.5～6 m基本由粉质黏土组成，地基承载力在120 kPa以上。

2 加筋土生态挡墙工艺原理与流程

加筋土挡土墙指的是在土中置入拉筋，通过拉筋和土间的摩擦力，有效改善土体变形条件，进一步增强土体工程特性，从而切实保证土体的结构性与稳定性[2]。加筋土挡土墙主要由填料、拉筋与墙面板构成，通常主要应用在地形相对平坦、宽阔的填方路段，而挖方路段或者是陡峭的山坡，因为布置拉筋比较困难，所以不宜应用。

而加筋土生态挡墙的墙面主要是由土工格栅反包填土麻袋组成，具体如图1所示。每一层土工格栅选择专用连接棒组成为一个整体，如图1所示。

图1 土工格栅生态挡墙

将土工格栅有效铺设于路堤填料的内分层，然后通过土工格栅和填料之间的摩擦力，使侧向变形力传递至筋带，而筋带的拉伸模量相对比较大，就可以实现对土体侧向变形的有效约束，同时随着竖向应力的不断增加，也会进一步增大侧向约束力。通过土工格栅加筋实现了土力学特性的改善，增强了土体自身承载力，也控制了土体出现侧向位移问题，切实保证了路基的稳定性与安全性[3]。此外，在麻袋中掺入与当地环境相适应的草籽或者是灌木籽等，在施工结束的数月后就自然形成生态墙面。

通过分析加筋土生态挡墙的工艺原理，总结出其工艺流程具体见图2所示。

图2 工艺流程

3 加筋土生态挡墙工艺要点

3.1 地基处理

首先需要对地基进行清理，保证洁净，然后完成地基压实处理，并建立排水沟，及时地排出地表积水，最后进行天然砂砾垫层的有序铺筑，其厚度应控制在20～30 cm。

3.2 铺设土工格栅

土工格栅的第一层铺设需要从水平方向进行，同时保证铺设方向与施工墙面相垂直，然后选择U型骑马钉将土工格栅末端进行固定，而反包段应建立在坡面位置，各个土工格栅的两边应预留大约15 cm的搭接缝[4]。

针对加筋土生态挡墙的墙体转弯位置铺设，需要根据图3完成铺设。

图3 加筋土生态挡墙的墙体转弯处铺设示意图

3.3 包裹体施工

包裹体施工主要选择麻袋或者是生态袋，结合设计基本要求掺入与当地环境相适应的草籽或者是灌木籽等，比如大叶黄杨、沙地柏、紫穗槐。在搅拌均匀之后装入袋内，并将袋口进行缝紧。该农村公路工程选择的是麻袋，压实宽度是0.5 m、厚度是0.25 m，采用“两层麻袋+一层土工格栅”的方式，通过放样架和边线实现麻袋具体位置的控制，紧接着完成土工格栅的回折反包[5]。为了能够使土工格栅和包裹体融为一体，必须选择专用缝合棒完成反包段土工格栅的缝合，具体见图4。

图4 专用塑料棒缝合

针对土工格栅自由端应选择张拉设备有效施加拉力，当坡面反包段中的土工格栅绷紧后撤掉拉力。然后选择U型骑马钉完成土工格栅的固定，其中骑马钉应采用梅花式布置，骑马钉的间距控制在1.0 m。

3.4 预埋泄水孔

在建立挡水墙的泄水孔时，需要将泄水孔之间的间距控制在2 m，布置方式呈现梅花形，同时最底层的泄水孔与地面之间的距离必须严格地控制在0.3 m之上。针对泄水孔应选择半径为2.5 cm的PVC管，需要在填筑分层过程中完成泄水孔的预埋工作，同时保证向外横坡至少高于3%，也要高于包裹体面板0.1 m。除此之外，进水口位置应用水土工布进行包裹。

3.5 摊铺压实

根据农村公路工程设计要求的压实厚度完成第一层填料的填筑施工，而填料必须保证无尖锐棱角，且最大粒径不能高于15 cm。在进行填料运输与推土时务必将轮子、履带与土工格栅之间的距离控制在15 cm之上，没有进行填料摊铺的筋带是不允许机具行驶的，以免影响到土工格栅的性能。在摊铺填料的过程中，必须将卸料机具和面板之间的距离控制在1.0 m以上[6]。首先选择推土机完成初步整平处理，然后通过人工进行终平，若是工程条件允许也可以选择平地机进行整平处理，并通过水准仪有效控制每一层的摊铺厚度，各个填筑层都要建立倾斜度高于3%的双向排水坡，最后根据设计要求进行整幅填筑。

结合工程设计要求的压实度完成各层路基碾压施工，需要严格贯彻“由边至中”的基本碾压原则，在碾压的过程中由土工格栅的中部至尾部有序施工，最后进行挡墙墙面的碾压。除此之外，碾压机械与包裹体之间的距离至少控制在1.0 m以上，而余下的部分需要选择小型机械设备完成碾压施工，或者是采用人工夯实方法，从而保证压实度可以达到设计基本要求。

4 质量控制

首先，土工格栅的材料应选择高密度聚乙烯，且抗拉强度至少要高于120 kN/m。同时，土工格栅进场之前需要进行严格检验，不合格的土工格栅不允许进场，施工时避免土工格栅遭受暴晒、污染等。

其次，保证填料整平压实，并完成土工格栅以垂直于墙面的方向铺设，回折长度至少大于1.5 m，且顶部二层的回折长度至少大于2.5 m，而幅间搭接量控制在0.15 m。针对成型之后的土工格栅必须展平、伸直，在进行填土之前需要进行张拉，将土工格栅形成伸长量，并选择U型骑马钉完成填土内部的定位。与此同时，土工格栅必须保证连续性、完整性，土工格栅之间需要无破损对接。

最后，在土工格栅摊铺施工结束之后必须及时地进行填料填筑，根据设计密实度要求进行碾压，其中填料最大粒径不可大于15 cm，而且每一层需要完成二次填筑碾压。