预制混凝土板式拼装MSE挡土墙施工技术

2021-03-22卢萍

工程建设与设计 2021年3期

卢萍

（中铁七局集团郑州工程有限公司，郑州 450000）

1 引言

MSE挡土墙是柔性结构物，抗震动性强，节约占地，造型美观，挡土墙整体布设和面板形式图案可根据周围环境和需要进行设计，并是经济有效结构，与混凝土墙相比，它可以承受较大总沉降和不同沉降。此外，由于不需要支撑结构（如脚手架）和固化时间，它们施工更简单、更快，在连续和动态荷载（如地震）中也表现出高抵抗能力。在纳米比亚机场高速项目Robert路基工程中，就采用机械稳定土挡土墙。论文结合施工实际，探讨预制混凝土板式拼装MSE挡土墙施工技术。

2 MSE 挡土墙的结构形式

机械稳定土（MSE）挡土墙是一种组合结构，由压实回填土和钢筋带交替层组成，固定在挡土墙面板上。墙体系统稳定性是由回填土和钢筋相互作用，包括摩擦和张力。一个完整MSE墙是一个基于重力结构。它依靠自身质量来承受施加力，包括侧向土压力、水压力、地震荷载或与人类活动有关荷载。

3 MSE挡土墙的设计

MSE挡土墙采用C30十字形加筋预制混凝土板，拉筋采用5m长高附着力(HA)钢筋带。最大墙高10.2m，沿墙每0.25m铺设1层拉筋带。MSE挡土墙基础为C30素混凝土，顶部混凝土护栏及基础为C40钢筋混凝土。挡土墙伸缩缝处包裹土工布渗水土工材料反滤层，采用G7材料进行回填。

4 材料要求

1）钢筋带：钢筋带为高附着力(HA)钢筋带，强度高、受力后变形小，钢筋带与回填料之间可产生摩擦力大。筋带宽50mm，厚4mm，单根破断拉力不小于9kN，伸长率小于1%。筋带结点水平间距0.5m。

2）预制墙面板：预制墙面板采用C30混凝土。预制墙面板根据设计添加钢筋，混凝土强度满足设计评定要求，足够强度可以保证拉筋端部处土体稳定性。预制墙面板具有足够刚度，可抵抗预期冲击和震动作用。设计面板需具有足够柔性，以适应拉筋体在荷载作用下产生容许沉降所带来变形。

3）回填料：本项目MSE挡土墙回填料设计为G7砾石料，最大粒径不大于10cm。选用材料必须具有一定的透水性。为了保证加筋带与回填土能起到较大的摩擦力，保证结构的稳定性。回填料采用前先检测性能试验，级配等指标均要求满足规范要求。以验证回填材料在加固内适用性，还需检测材料电阻率和pH值。回填材料设计密度在18～20kN/m3，回填材料越重，垂直力（向下）越大，导致水平力增加，水平力越大，钢筋带和包层应力越大。填料应易于填充和压实，与钢筋带能产生足够的摩擦力，对钢筋材料无腐蚀性，水稳定性好。回款材料试验数据如表1所示。

表1 回填材料试验数据

5 MSE挡土墙施工工艺

MSE挡土墙施工流程，如图1所示。

5.1 MSE挡土墙基础施工

挡土墙基础开挖前，对基础位置进行放样定位，并标出2条开挖线，以便挡土墙基础开挖。基底平面尺寸大于基础外缘30cm，开挖完后进行基础处理，基底标高和压实度要满足设计要求。模板沿着轴线安装，浇筑C30混凝土，按设计要求预留沉降缝。

对压实度和土质不符合要求，进行地基换填及灰土改良。基础1m范围内挖除不合格材料，换填3∶7灰土，并进行分层碾压夯实。压实后回填表面要平整，无坚硬角砾暴露在外面，以便后续施工。换填至基础底面后处理基础以2∶8灰土改良，厚度0.3m，采用蹦蹦夯进行分层压实，直至满足设计承载力[1]。

5.2 混凝土墙面板预制

预制前进行模板安装，模板进行打磨抛光，施工作业人员进行培训，混凝土配比调试，预埋钢筋加工等准备工作。墙面板预制采用钢模板，安装完成后对钢模及底板进行检查及维修，清除模板上残留物，每次预制都要涂刷国内清水脱模剂或南非生产免检脱模剂，面板预留吊装孔要保证圆滑，预埋件位置要正确，预埋尺寸在混凝土浇筑时还需要复检。在批量预制施工前，先预制几块试验墙面板，查看墙面板外观质量，确保预制墙面板光洁平整。

5.3 预制板安装

预制板安装工艺如下：

1）第一层预制板安装。预制板安装使用吊车吊装人工配合安装就位。在清扫干净面板基础上，准确安装第一层预制板位置，然后进行水平测量。安装时用干硬性砂浆调平，砂浆厚度约1cm。按要求垂度挂线安装，安装缝宜小于10mm，同一层相邻面板水平误差不大于 10mm；每20m轴线偏差≤10mm。在安装时应防止角隅碰坏，安装时单块预制板倾斜度，本工程外倾在2cm内，作为填料压实时面板内倾预留度。在安装完成后，及时检测垂直度，根据现场检查结果调整倾斜度。

在第一层预制面板安装完成后，在预制面板外侧使用方木支架支撑预制板来防止向外倾斜。

2）以后各层预制板的安装。沿预制墙板纵向每隔5m设置1个标准桩。每层安装时，用立球检查，安装后测量标高和轴线，允许偏移量同第一层。为防止相邻面板错位，用夹紧螺栓和斜拉筋固定，注意安装曲线。预制板的安装水平和倾斜误差应逐层调整，误差不能累积到最后再调整。预制面板安装缝要均匀、平顺，要整体美观。在未完成填土作业挡土墙面板的段落，下一步无法进行，且上层预制板无法安装。上、下面板之间采用设计规定的橡胶垫，严禁用其他硬石或铁皮做垫层，以免应力集中对面板造成损伤。

5.4 钢筋带铺设

钢筋带与预制面板连接，将钢筋带预留孔与预制面板预埋筋带预留孔对中，用螺栓穿过预留孔并拧紧螺母；钢筋带铺设在压实平整回填料上，不能重叠，不能卷曲或折曲，发现变形钢筋带要及时更换。钢筋带不能与硬性棱角填料直接接触，因此，在钢筋带安装前需检查回填料压实后表面质量。在钢筋带铺设时，将钢筋带拉紧，再用少量填料压住钢筋带，将固定并保持正确位置。

5.5 填料的摊铺、压实

填料选用级配良好的G7砾石料，在存料区采用集中拌和的方式对填料进行翻拌均匀后，再用自卸车运至现场进行分层摊铺和压实，每层厚度不得大于25cm(设计要求)。距预制板1.5m范围内采用人工摊铺和小型压路机碾压。填料要严格进行分层碾压，碾压按照先轻后重的原则。压实作业先从筋带中部开始，逐步碾压至筋带尾部，在靠近预制板1.5m范围严禁使用大型碾压设备。碾压后应进行压实度检测，以确定最经济的碾压遍数等参数来指导现场施工。现场试验人员严格控制现场填料的含水率及摊铺厚度，及时现场取样进行各项指标的检测。