某工程进场道路（右岸）项目加筋土挡墙施工控制要点浅析

吴 宏

（陕西省东庄水利枢纽工程建设有限责任公司,陕西 咸阳 713208）

0 引言

现代加筋土概念和设计理论是20 世纪法国工程师Henri Vidal首创的根据他的设计理论于1965 年在法国普拉聂耳斯成功修建了世界上第一座加筋土公路挡土墙,被誉之为仅次于钢筋混凝土、预应力混凝土的又一次发明。加筋土技术在我国的发展和应用是在20 世纪70 年代末才开始的,从理论研究、模型试验和现场试验到机理分析,都取得了较好的成果。自1978 年~1979 年完成了我国第一座试验性加筋土挡墙,迄今为止,全国已建成数千座加筋土工程,据统计：公路占85%,铁路占6%,林区、矿区占3%,其他行业占6%。重庆长江滨江路工程是目前世界上规模最大的加筋土工程,三峡库区已建成了防护高度达55 m的加筋土挡墙。加筋土结构已在全国公路等行业中被广泛应用,技术在不断试验实践中逐渐趋于成熟。

加筋土挡墙属于柔性结构,抗震性好,适用于柔软地基,对地基承载力要求较低,造价相对低廉,施工速度快,自重轻、造型美观、适应性强,较大程度减少占地面积等。但在施工过程中,往往由于施工人员技术要求较高,施工组织协调管理难度大,工序多且繁杂,施工技术检查、监测要求较多等因素,不同程度地制约其优点最大化。

1 工程概况

某工程进场道路（右岸）项目四段填方路段采用土工格栅加筋边坡防护,防护总长度602 m,设计：最大长度206 m,最小长度92 m；最大填土高度为23 m,最小填土高度2.93 m；填料采用8%~12%的碎石土；基础承载力根据防护高度和基础处理方式可分为：150 kPa~250 kPa区,250 kPa~320 kPa区；基础换填下层3∶7灰土,深度1 m,分层厚度33 cm,分层压实度≥97%；基础换填上层碎石,深度1 m,分层碾压厚度＜30 cm,分层压实度≥95%；墙顶坡坡率与公路纵坡一致,一般不大于7%；墙面采用C30 模块面板式,坡率为1∶0.1,每5 m高设置2 m宽平台,筋带采用EG高密度聚乙烯土工格栅,格栅规格分别为：单向EG170 R、单向EG130 R、单向EG90R、双向EG3030,双向EG3030 格栅用于基础碎石换填中,不同规格单向格栅按照应力大小铺设于路基碎石土中。

2 施工准备阶段

加筋土挡墙施工准备阶段除了熟悉设计文件、编制实施性施工组织设计、测量放样、面板模块模板制作等工作外,应提前做好原材料及配合比的试验检测工作,这里特别强调筋带材料的试验检测,在满足相关规范要求指标前提下,还应满足设计提出其他指标。本项目所用EG型土工格栅除满足《土工合成材料应用技术规范》（GB 50290-98）、《交通工程土工合成材料土工格栅》（JT/T 480-2002）、《土工合成材料塑料土工格栅》（BT/T 17689-2008）等规范的要求外,设计从格栅制作原料、格栅制作拉伸工艺、质量控制抗拉强度、蠕变强度、格栅节点强度、炭黑含量等方面提出了具体要求。现阶段具有满足土工格栅所有检测指标资质的机构较少,且检测周期较长,施工准备阶段应尽早做好材料检测工作,避免影响后续工作进展。

3 施工工艺及技术控制要点

3.1 模块面板预制

预制模板应采用钢模（根据设计模块尺寸定制）,预制过程除常规注意事项外,针对带筋模块预制还应注意以下几点：①模板制作：按设计尺寸及形状要求定作预制块模板,且要拆装方便；②预制带筋模块：预埋格栅尺寸裁剪要求宽度为模块正面宽度,长度应留有两整孔长度,插筋前应用最大粗粒径为2 cm的C30 混凝土浇筑振捣密实,插筋后应采用最大粒径为0.5 cm的C30 混凝土浇筑振捣密实；③无筋及预埋排水孔模块制作：此类模块预制较为简单,但要按照设计图纸计算无筋模块、排水模块数量,避免超量预制导致浪费；④脱模养生,不少于设计及规范要求的天数。

3.2 基础开挖及处理

加筋土挡墙虽为填方段防护结构,考虑开挖后高边坡安全等因素,一般基础开挖量较大,基础开挖前应合理规划基础开挖土方存放点,便于后期回填。按照设计坡比进行开挖至设计标高后,通过测量计算C30 混凝土条形基础是否满足埋深（≥0.6 m）及护脚宽度（≥1 m）要求,若不满足应及时联系设计进行基底标高调整。基地碾压整平后进行地基承载力检测,若地基承载力不满足设计要求应按边坡防护高度分类进行地基换填处理。设计文件根据防护高度的不同在回填料中铺设不同层数的双向EG3030 格栅,格栅应水平铺设,不宜重叠（以防减少拉筋与填土的摩擦力）,横向两自由端用U型钉或木楔固定一端后,进行张拉（格栅应拉直、拉紧,不得有卷曲、扭结等）,再将另一自由端进行固定,换填料摊铺碾压应从中间向两侧进行。

3.3 基础施工

最低层条形基础是受应力最大部位,确保基础施工质量是加筋土结构稳定的关键。条形基础模板安装加固后,经验收合格后方可进行混凝土浇筑施工。浇筑振捣振捣棒应快插慢提,以确保混凝土振捣密实；浇筑完成后,及时养护（一般养护时间不能少于7 天）；加筋土挡墙在与结构物相邻处设置沉降缝,其余部分应保证10 m~15 m范围设置一道沉降缝,并结合考虑混凝土条型基础错台要求。

3.4 模块面板安装

待预制模块及条形基础强度达到设计强度的75%后,砌筑所用砂浆砂子应过筛处理,避免模块与条形基础预留槽不能很好咬合。满足条件后,即可安装第一层面板模块,安装时应坐浆轻放,切忌碰撞,有裂缝、缺陷及外侧光洁度欠佳者严禁使用。模块安装就位后,根据竖向、横向坡比要求进行模块调整。相邻面板的错位用砂浆调整,严禁采用坚硬石子或铁片支垫；水平误差及前后错位应及时解决,不能累计安装若干层厚总调整。

3.5 格栅铺设

现场对于不同型号的土工格栅应分开堆放,并应在筋材上标明各自不同的标记,以防混用。格栅裁剪：必须保证格栅有效长度,满足设计长度要求。裁剪位置为格栅纵向肋条中央位置；铺设格栅与模块预留格栅链接：使用连接棒将铺设土工格栅,格栅与模块预留格栅链接,链接方式严格按照设计文件规定进行；格栅张拉：用张拉设备将格栅张拉后,用U型钉或木楔平行于墙面板方向,间距1.5 m将其自由端固定后,放开张拉设备。

3.6 回填料填筑碾压

回填料摊铺碾压应从中间向两侧进行,填料摊铺至墙面50 cm处应注意排水碎石填筑。摊铺设备应用橡胶轮胎式设备,填料厚度35 cm（按照试验段成果报告中松浦系数及层厚严格控制）。整平后进行碾压,碾压设备应采用光轮压路机,碾压过程遵循先轻后重原则,距离墙面2 m范围内应采用1.5 T小型压路机碾压,2 m以外使用大型压路机进行碾压。经现场压实度检测合格后,进行后续项目施工。

3.7 排水孔设置

墙面从地面线以上30 cm每隔2 m设置一排排水孔,在整个墙面排水孔呈交错分布,排水孔采用Φ100 PVC管预埋墙面模块中,孔内填塞满土工布等。按照设计要求进行排水孔施工。

3.8 浆砌石护脚砌筑

护脚施工应适时择机施工,不宜加筋土挡墙施工较高后进行。宜在墙面模块砌筑至与护脚标高一致时进行护脚浆砌石施工。施工过程严格按照砌体施工规范进行控制。

3.9 墙面模块顶处理

条形基础及模块均为水平施工与道路纵坡形成夹角,在每级边坡墙面模块砌筑完成后剩余夹角段应采用异形模块或现浇混凝土按照道路纵坡找平。找平混凝土强度应与预制模块强度一致,浇筑时应预埋钢筋等作为后续压顶施工模板安装支点。

3.10 墙面压顶浇筑

压顶模板以预埋钢筋等为支点进行安装,压顶为钢筋混凝土时,应先进行钢筋制安,与此同时下一级坡条形基础可以进行施工。浇筑过程严格按照混凝土浇筑规范进行控制。

3.11 封闭层施工

待压顶及下一级坡条形基础混凝土拆模养护强度达到设计强度的75%后,对其中间部分进行分层回填碾压（碾压设备应采用台式夯机进行）,待回填至条形基础顶标高后,应采用碎石回填,按照纵坡及设计横坡进行找平,到设计高程进行封闭层混凝土浇筑。加筋挡土墙中部设错台,是减小挡土墙应力的有效措施,施工质量不容忽视。

4 质量控制措施

1）施工采用原材料（特别是土工格栅）,应满足设计指标要求。根据规范要求做好检测工作,委托具有土工格栅合成材料试验资格的单位进行材料力学指标试验,以确定所购土工合成材料是否符合设计要求。

2）选取具有代表性路段作为加筋土挡墙试验段,试验结果经确认后,方可大面积施工,根据试验施工参数进行施工过程控制。

3）加筋土挡墙施工工序较多,材料多用于隐蔽工程,可量化检查的项目有限,因此应加强旁站和影像资料等实态记录。现场工程师应严把工序质量关,将每道工序验收作为监理质量工作控制点。

4）加筋土挡墙施工过程质量控制项目可检测量化指标相对较少,格栅施工质量检查方法除尺寸量测外均为目测,施工过程中各层压实度检测是加筋土挡墙质量控制的有效措施。东庄项目加筋土挡墙施工过程严格按照设计压实度标准（基础3∶7灰土换填压实度≥97%；基础碎石换填压实度≥95%；路基8%~12%碎石土回填压实度≥94%）控制现场碾压施工。截止现阶段已施工项目压实度检测结果合格率为100%。

5 设计方案优化亮点

近年来加筋土结构设计还处在不断探索、改进阶段,设计方案在实施过程中难免会出现漏洞,需要参建各方在方案实施过程中积极反馈意见,不断完善设计中存在的不足。

1）设计根据地质、地貌将连续段加筋土挡墙分为不大于20 m的若干段,且相邻段基础标高相差较大,不利于基础开挖及后期施工。建议可以适当加大分段长度,尽量减少基础台阶层数。

2）局部小分段因相邻段基础标高相差较大,出现基础换填料侧面外漏。建议采用浆砌石进行补砌,以保障路基稳定。

3）加筋土挡墙施工完成后,路基内侧形成较大积水坑,积水无法外排,对加筋土路基稳定造成很大影响。建议将前后排水沟贯通,减少内侧积水,但因本项目征地困难,积水外排暂时还未解决。

6 结语

加筋土挡墙结构理论优点较为突出,但实际施工过程中受工作性状复杂、专业性强、各部位混凝土累计养护间歇时间长、质量控制量化指标较少等因素影响,导致加筋土挡墙优点淡化,相反成为制约施工进度、质量目标实现的主要因素。施工过程中合理安排不同工种、不同工序的交叉、平行作业,避免窝工、待工现象发生,同时减少混凝土累计养护间歇时间。质量控制环节应明确质量控制侧重点,优化施工质量保障措施,确保拟定项目目标得以实现。因此熟悉加筋土挡墙施工工艺、掌控质量控制要点对后期施工有着指导性意义。