自嵌式加筋擋土墻在防洪工程中的應(yīng)用

楊澤煌　黃偉

摘 要：在防洪堤工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，利用自嵌式加筋擋土墻能夠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益。文章針對(duì)水利工程中廣泛應(yīng)用加筋技術(shù)的特點(diǎn)及施工注意事項(xiàng)做了詳細(xì)的介紹，目的在于大力推廣加筋擋土墻技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自嵌式擋土墻；設(shè)計(jì)施工；水利工程；應(yīng)用

1 自嵌式擋土墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

自嵌式擋土墻結(jié)構(gòu)柔性化，由單排自嵌式擋土塊層層累積組成，避免了砂漿砌筑和錨栓加固步驟，此種方式對(duì)地基的處理要求不高，即使遇到較大的移動(dòng)也不會(huì)受到影響而失去平衡倒塌，還能夠適應(yīng)小規(guī)模基礎(chǔ)的沉陷。結(jié)合水利工程施工的具體情況，應(yīng)用自嵌式擋土墻的過程中，設(shè)置可以和自嵌式擋土塊穩(wěn)定鏈接的多層拉接土工格柵，同時(shí)可以伸到土體當(dāng)中，通過這種方式可以將墻體和回填土經(jīng)拉接網(wǎng)片作用而合二為一，抵得上重力式的擋土墻；擋土塊形成的后援結(jié)構(gòu)使墻體的抗剪切能力得到顯著提高，坡度也在墻體向后逐漸形成，使得重心移位到填土后方，抗傾覆能力也因此得到提高。墻后土的主動(dòng)土壓力在后移產(chǎn)生仰角時(shí)有效減小，進(jìn)而提高抗滑穩(wěn)定性能。

從其性能上看，相比傳統(tǒng)漿砌石擋土墻，自嵌式擋土墻具有資金投入小、施工簡(jiǎn)潔輕便、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)擋土墻表現(xiàn)粗糙劈裂有質(zhì)感給人以典雅高貴而又自然的視覺效果，令人身心愉悅。自嵌式結(jié)構(gòu)無(wú)需用砂漿或其他固定措施，墻體之間落在骨料上，屬柔性結(jié)構(gòu)，即便墻體任意移動(dòng)或改變位置，均不會(huì)影響其他效果。這樣顯示了自嵌式擋土墻的一大優(yōu)點(diǎn)即穩(wěn)定性能相當(dāng)好，在軟土地基施工中應(yīng)用此技術(shù)最好不過，不需要任何加固處理的自嵌式擋土墻不僅對(duì)地基的要求低，而且施工簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生噪音污染，縮短工期。

柔性結(jié)構(gòu)是自嵌式擋土墻本身存在的一個(gè)特殊性質(zhì)，其特殊性決定了其施工簡(jiǎn)便，這是傳統(tǒng)施工技術(shù)無(wú)法比擬的，同時(shí)加速施工速度并提高工程的施工進(jìn)度；在施工過程中，施工人員根據(jù)擋土塊特殊的后緣結(jié)構(gòu)及統(tǒng)一的尺寸和外形特點(diǎn)，能夠及時(shí)將塊體位置調(diào)整到最佳狀態(tài)，以確保墻體的整齊度，而不需要非常在意某個(gè)塊體如何擺放；簡(jiǎn)單的施工過程，不需要太多機(jī)械化裝備，施工過程中也不會(huì)影響周邊環(huán)境，基礎(chǔ)開挖量也低于其他擋土墻，只需簡(jiǎn)單處理底板和壓頂?shù)臐仓炷痢Ａ硗猓郧妒綋跬翂K還可以給施工人員提供多種色彩和形狀的土塊。擋土墻表現(xiàn)粗糙劈裂有質(zhì)感給人以典雅高貴而又自然的視覺效果與周圍環(huán)境成天一色，堪稱絕配。每一塊獨(dú)特的混凝土劈裂面錯(cuò)落有致極富變化性，相比于單一的鋼筋混凝土擋墻或石塊擋墻，自嵌式擋土墻更富有創(chuàng)新特點(diǎn)。超強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度、抗沖擊能力及抗凍融能力也是自嵌式擋土墻的優(yōu)勢(shì)。

2 自嵌式加筋擋土墻的設(shè)計(jì)

自嵌式加筋擋土墻是由：底板、擋土塊、拉接網(wǎng)片及壓頂共同組成，底板只要承受擋土塊的重量，一般100厘米左右，寬度很小；擋土塊的尺寸為長(zhǎng)40厘米、寬30.5厘米、厚15厘米，經(jīng)過拉接網(wǎng)片（雙向土工格柵）將擋土塊及回填土組成一個(gè)整體。在擋土墻前安排沉排，寬度是河流沖刷度的2到3倍，這樣可以有效防止加筋擋土墻被急流河床沖走。通過在墻背加筋土位置鋪上可以透水的沙礫材料，這樣可以利用排水，及減小墻后方剩余水壓力；同時(shí)為預(yù)防土滲到墻體外側(cè)，可以在墻后方與回填料之間鋪上土工布。

在自嵌式加筋擋土墻防洪堤的設(shè)計(jì)過程中，必須根據(jù)《公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)，要分析計(jì)算外部穩(wěn)定和內(nèi)部穩(wěn)定；然而由于大量的加筋擋土墻防洪堤填料多半是滲透性材料，如砂類土及砂礫土等，因此還要分析計(jì)算滲透的穩(wěn)定性。分析計(jì)算要基于對(duì)施工工程地點(diǎn)所有情況，包括了解回填土、被擋土及地基土力學(xué)參數(shù)及拉接網(wǎng)片力學(xué)性能及地面超載情況等等，準(zhǔn)確定位墻前和墻后的水位。

在施工加筋擋土墻過程中需要計(jì)算的主要包括以下幾方面：

第一，外部穩(wěn)定分析。以擋土塊和拉筋范圍內(nèi)的土體為整體，然后分別對(duì)其展開抗滑穩(wěn)定計(jì)算分析、抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算分析及地基承載力計(jì)算分析；按照庫(kù)倫土壓力計(jì)算分析土壓力，同時(shí)將墻后地下水位的作用考慮在內(nèi)。

第二，內(nèi)部穩(wěn)定分析。在進(jìn)行加筋擋土墻防洪堤內(nèi)部穩(wěn)定計(jì)算分析的過程中，主要是針對(duì)筋床填料的壓力密度進(jìn)行計(jì)算分析，同時(shí)包括可以支撐擋土墻的網(wǎng)片帶所承受的拉力的計(jì)算分析，為了最大限度滿足加筋土內(nèi)部的穩(wěn)定，必須明確網(wǎng)片的選擇型號(hào)及斷面長(zhǎng)度及數(shù)量。

第三，局部穩(wěn)定分析。主要進(jìn)行拉結(jié)網(wǎng)與擋土塊間的連接強(qiáng)度驗(yàn)算，分析每一層網(wǎng)片與擋土塊之間的連接是否牢固；擋土塊之間抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算，分析在內(nèi)部主動(dòng)土壓力作用下每一層加筋網(wǎng)片處的擋土塊會(huì)不會(huì)由于抗剪強(qiáng)度不夠而凸出墻面；頂部無(wú)加筋部分墻體在內(nèi)部土壓力作用下的抗傾覆能力。

第四，加筋擋土墻防洪堤的滲透穩(wěn)定計(jì)算：在水壓力作用下，計(jì)算加筋擋土墻防洪堤的滲透穩(wěn)定（可以參照土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范中滲透穩(wěn)定的計(jì)算方法）。

3 自嵌式景觀擋土墻的施工

3.1 基礎(chǔ)施工

進(jìn)行基礎(chǔ)開挖時(shí)要按照設(shè)計(jì)圖來完成邊線和坡度的開挖工作，避免超挖現(xiàn)像出現(xiàn)，確保開挖的安全坡度，因?yàn)榛A(chǔ)的平整度將會(huì)影響到自嵌式擋土塊的安裝質(zhì)量，所以地基的承載力一定要滿足設(shè)計(jì)要求，基礎(chǔ)施工一定要滿足自嵌式擋土墻工程的施工要求。

3.2 自嵌式擋土塊安裝

自嵌式擋土塊：將塊體后緣做成凸型，在進(jìn)行干壘時(shí)要求墻面與垂直水平直接形成12°然后再插入錨固棒。安裝時(shí)，采用錯(cuò)位干壘，凸型后緣的塊體能相互卡住，而錨固棒施工時(shí)插入另一塊面板的預(yù)留插孔內(nèi)。這種連接法比兩端都是自由連接的施工方式方便，安裝容易，同時(shí)施工質(zhì)量也得到控制。在進(jìn)行安裝時(shí)要保證每一塊塊體都必須用水平尺來控制縱橫方向的平直情況，保證每層塊體都可順利安裝，在第一層塊體安裝完畢后即填土并夯實(shí)至第一層土工格柵處，接著把一端土工格柵鋪設(shè)在塊體劈裂面后的圓形孔上，用錨固棒進(jìn)行錨固，再填土、夯實(shí).然后安裝第二層土工格柵直至安裝第二層塊體，填土壓實(shí)放土工格柵.這樣交替進(jìn)行直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度。

3.3 填料與土工格柵（拉結(jié)網(wǎng)片）的鋪設(shè)夯實(shí)

要想確保自嵌式擋土墻的質(zhì)量，其中的重要因素之一就是：填料的規(guī)格及壓實(shí)度問題。其中壓實(shí)度要控制在不小于92%。嚴(yán)格控制填料的規(guī)格并分層填筑，每填筑一層就要夯實(shí)一次，每層厚度不超過30cm為宜，墻后1.5m范圍內(nèi)不得使用大型設(shè)備進(jìn)行碾壓。

土工格柵必須在設(shè)計(jì)高程處鋪設(shè)，并且其在回填土內(nèi)的長(zhǎng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求。鋪設(shè)土工格柵之前下面的回填土必須夯實(shí)整平，土工格柵應(yīng)該水平鋪放，端部用錨桿拉平。鋪設(shè)好的土工格柵上面填土之前不能走汽車或重型設(shè)備，避免發(fā)生土工格柵斷裂或發(fā)生過大的變形。土工格柵在擋土塊之間的夾緊長(zhǎng)度必須≥250mm，并且必須保證土工格柵從外面看不到。

4 結(jié)束語(yǔ)

加筋土擋墻技術(shù)在水利施工中的廣泛應(yīng)用為水利工程施工帶來了及大的便利，此技術(shù)多用于防洪堤擋水建筑物。其施工便利，可就近選取天然砂礫當(dāng)做施工所需的原材料，進(jìn)而節(jié)約工程投資降低施工成本，并具有施工簡(jiǎn)單、快速，工期短特點(diǎn)。加筋擋土墻防洪堤結(jié)構(gòu)，因其可以設(shè)計(jì)成為路堤結(jié)合的型式，其結(jié)構(gòu)型式在達(dá)到防洪目的的同時(shí)，亦能營(yíng)造出園林景觀的效果，還滿足了城市濱河道路建設(shè)工程的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了一舉多得的建設(shè)效果。使水利工程施工不再是破壞生態(tài)而是與生態(tài)環(huán)境相結(jié)合，從而達(dá)到生態(tài)水利的發(fā)展要求。

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