房建工程基礎中模塊擋土墻結構的技術應用

范昌渝

摘 要：加筋土擋土墻由基礎、墻面板、帽石拉筋和填料等組成，其利用填料和拉筋間的摩擦力來平衡墻面所受到的水平推力，并由上述材料組成的復合結構來消除拉筋尾部產生的壓力，進而確保擋土墻的穩定性。在加筋土擋土墻中，模塊擋土墻是目前使用較多的一種，在房建工程中應用廣泛。探討了房建工程中模塊擋土墻的應用。

關鍵詞：房建工程基礎；模塊擋土墻結構；砌筑；澆筑

中圖分類號：TU476+.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0081-02

加筋土擋土墻的特點，包括：①對地基承載力的要求不高。加筋土擋土墻是輕型支擋結構，多數情況下在軟土地基中應用，其施工簡單、施工速度快、資金投入少、占地面積小、外形美觀。②一般用于填土工程中。因該種擋土墻的特點，因此多被應用于公路、鐵路、煤礦和房建工程中。

1 模塊擋土墻的加固原理

模塊擋土墻的運用原理為：在土中順著應變方向埋設具有撓性的拉筋材料，土和拉筋材料間會生成摩擦力，使加筋土具有了一定程度的黏聚性，從而改善了其土力學性能。由于填土自重和外力生成的土壓力作用于墻面板上，并通過墻面板連接件把這兩種力傳給拉筋，所以，填土和拉筋間的摩擦力會阻礙拉筋的拔出。拉筋材料應該具有足夠的強度，并和土生成足夠的摩擦力，這樣加筋土體就能保持穩定。加筋土結構常被看作異性復合材料，一般采用的拉筋，其彈性模量比填土要大得多，在拉筋和填土同時作用時，填土的抗剪力、拉筋的摩擦阻力和拉筋的抗拉力共同作用，使加筋土的強度顯著提高。

2 房建工程中模塊擋土墻的結構設計

在某住宅房建工程中，路基邊線和建筑物的距離為2 m，考慮到拆遷和占地的問題，并在綜合考慮技術、經濟和外觀等方面后，選擇了模塊式格柵擋土墻。

2.1 墻面板設計

墻面板的設計要使拉筋、填料和墻面板組成一個整體，并具有一定的強度，以確保拉筋端部的穩定。擋土墻的高度>12 m時，在其中部應設計>2 m的錯臺。錯臺頂部要設計>20%的排水橫波，并使用混凝土板進行防護。使用細粒填料時，在上級墻的基礎下應設置寬度>1 m，高度>0.5 m的砂礫層或灰墊層。墻面板設計通常只需確定其厚度，可根據墻面板承受的外力和最大彎矩進行估算，當墻高<6 m時，可以對面板厚度進行不分段設計而選擇相同的厚度。面板的外形包括十字形、槽形和六角形等，為了符合頂部和角隅處的構造要求，還要設計出異型面板和角隅面板。板邊通常有楔口和小孔，安裝過程中要確保楔口的銜接，并使用短鋼筋插進小孔，把墻面板在上、下、左、右方向串成墻面。填筑細粒土時，還要設置反濾層。面板四周的設計為錯臺楔口，方便了面板間的相互銜接。當插銷鋼筋時，鋼筋的直徑要>10 mm，面板上的拉筋節點可選擇預埋鋼拉環、鋼板錨頭或預留穿孔等。另外，還要對露在混凝土外的鋼拉環和鋼板錨頭進行防銹處理，對土工帶和鋼拉環的接觸面進行隔離處理。

2.2 拉筋設計

拉筋應具有抗拉強度較高、韌性合適、變形小、和填土間的摩擦阻力大、抗腐蝕性強、制作方便、價格較低等特點。具體包括以下幾方面：①拉筋按材質可以分為金屬、混凝土、CAT塑鋼材料、竹片、土工帶和土工格柵等。②需要有較高的抗拉強度，以確保結構安全，還要有較好的柔韌性和適應變形的能力。③拉筋和填土間要有較大的摩擦系數。在拉筋受到拉力作用時，只能產生允許范圍內的變形量。④要有較好的抗疲勞特性，有抗老化、耐腐蝕和較好的化學穩定性特征。⑤拉筋和面板的連接一定要牢固、可靠，要求拉筋斷面的加工、制作方便，適合成批生產。

2.3 拉筋和面板的連接設計

面板和拉筋的連接要具有連接性和耐腐蝕性。混凝土拉筋和墻面板間、串聯式混凝土拉筋的節和節間的連接一般應選擇焊接的方式。薄板拉筋和墻面板間通常選擇在圓孔中插進螺栓的方法來連接。對聚丙烯拉筋和面板的連接可選擇拉環，也能串在面板的預留孔中。對埋在土中的拉環，應用浸透瀝青的玻璃絲布作為防護層。

2.4 填料設計

填料一定要易于填筑和壓實，與拉筋間應有足夠的摩擦阻力，且不能腐蝕拉筋。一般選擇有某種級配的砂類土和礫石類土。選擇黏性土和其他土作為填料時，一定要有相應的防水和壓實措施。填料中不能含有較多的有機物，且禁止使用泥炭土、凍結土、白堊土和硅藻土等。

2.5 墻面板下的基礎設計

基礎一般選擇用混凝土澆筑或片石砌筑，呈矩形，高度在0.25～0.4 m之間，寬度在0.3～0.5 m之間，頂面可以設計一凹槽，方便底層面板的安裝。對于土質地基，基礎埋深要>0.5 m，還要考慮凍結深度和沖刷深度等因素。

2.6 沉降縫和伸縮縫設計

擋土墻的地基沉陷和面板的收縮、膨脹會造成結構變形、基礎沉降和面板開裂等問題，既損害了其外觀，也影響了墻體的使用年限。所以，一般在地基變化處和墻高變化處每隔10～20 m預留沉降縫。伸縮縫和沉降縫可以同時考慮。面板在設縫部位還要設計通縫，其寬度為2～3 cm，縫內應填塞瀝青麻布或瀝青木板，并在縫兩端設計對稱的面板。

2.7 帽石和欄桿設計

模塊擋土墻的頂面通常會設置混凝土帽石。帽石要突出墻面3～5 cm，并用它來約束墻面板，同時也為確保人身安全提供了保障。欄桿高度為1.0～1.5 m，欄桿柱埋設在帽石中，以確保欄桿堅固、穩定。

3 模塊擋土墻的施工

模塊式格柵擋土墻的具體施工步驟包括以下兩點。

3.1 基礎混凝土的澆筑

基礎混凝土的澆筑應根據設計要求澆筑模塊基礎，并確保基礎預留槽達到模塊砌筑的要求。

3.2 模塊砌筑

砌筑模塊時，砌筑掛線水平縫應選擇7.5號砂漿。砌筑24 h后連接單項格柵和碾壓墻內的回填土，具體步驟分為以下幾點：①當砌筑模塊超過上一層格柵的高度時，應密切關注模塊面墻的水平和豎向順直度。②每層模塊都要結合下一層模塊的凸出或凹進程度進行細微調整。上、下層模塊的凸、凹槽內應填滿砂漿。③面墻內的土應壓實到比第一層格柵的高度低2～3 cm，以利用上一層填土不斷地拉緊格柵。④根據設計長度裁剪土工格柵。⑤使用連接棒連接格柵和預留格柵。⑥使用張拉梁將格柵拉緊，在自由端使用鐵楔將格柵固定在地面上，然后釋放張拉梁。在拉緊的格柵表面，禁止機械在上方行走或停車。格柵拉緊是確保擋土墻性能和面墻順直的重點。⑦使用裝載機將砂礫料倒在格柵上，再用挖掘機或推土機平整砂礫料，然后拋灑一定量的水，并用振動碾將砂礫料壓實，壓實密度應>95%.在距模塊面墻2 m的范圍內應使用小型振動碾，避免對施工完成的模塊造成過大的擠壓。⑧根據設計和施工要求，應對填土進行分層碾壓，直到其至少比上一層格柵高度低2～3 cm。

4 結束語

模塊擋土墻在工程結構中的作用是避免土體坍塌和失穩。在建筑物兩側的土質高度不一致時，較高的一側會施于結構水平推力，為了保持建筑穩定，就應設置擋土墻。目前，模塊擋土墻是應用比較廣泛的擋土墻之一。綜上所述，模塊擋土墻因工藝簡單、建造速度快和造型美觀等特點而具有很大的優勢。這項技術現在已經是房建工程在基礎施工時的主要模式之一，具有廣闊的發展前景。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕