加筋土擋墻技術在肯尼亞高速公路中的應用

【摘要】本文通過在肯尼亞內羅畢至西卡高速公路中通道兩側的高填方段使用加筋土擋墻技術，較好地解決了道路紅線狹窄、工程造價大幅增加的問題，達到了避免過多占用土地、減少造價、節約資源、加快施工速度等目的。

【關鍵詞】加筋土擋墻；面板；加筋帶；高填土

由我公司施工的肯尼亞內羅畢至西卡高速公路已經于2012年7月順利交工，經過近2年的運營，工程質量良好。該項目榮獲了2012-2013年度國家優質（境外）工程獎。在該工程中，在通道兩側等高填方段使用的加筋土擋墻技術成為該工程一大特色，解決了城區土地資源緊缺、工程造價大幅增加的困難，同時還加快了施工速度，優美的線形和外觀也為城市增加了美感。

1、工程概況

該工程系從內羅畢至西卡城之間的國家主干線，是肯尼亞首條高速公路，全線長41.88公里，設計加筋土擋墻16處，總計面積超過60000m2，主要位置在跨線橋和橫穿通道的兩端。

加筋土擋墻是由墻面板，拉筋和填料三部分組成的復合結構，依靠填料與拉筋之間的摩擦力，平衡墻面板所受的水平土壓力（稱為加筋土擋墻的內部穩定），并以這一復合結構抵抗拉筋尾部填料所產生的土壓力（稱為加筋土結構的外部穩定），從而保證了整個結構的穩定。墻面板采用1000×500×180mm的矩形混凝土預制板，每塊板預留方孔作安裝固定加筋帶使用，并設四個拉筋連接頭；拉筋采用的是鋼塑復合加筋帶，碳素彈簧鋼絲外裹聚乙烯復合而成的條帶狀土工合成材料。加筋帶兼具剛性和柔性材料的特點，其主要受力元件為鋼絲，蠕變量很小。加筋帶表面有經熱擠壓而成的粗糙花紋，有效地提高了筋帶與填土間的似摩擦系數。經抗老化處理的聚乙烯保護層，具有耐酸、堿、鹽腐蝕的化學特性，并且可抵抗因紫外線輻射而造成的老化。墻頂設30×110cm帽石，以保證頂層墻面板穩固。填料采用粒狀土，填料最大干容量1.909g/m3 ，最佳含水量8.5%。

2、施工程序及要點

2.1基礎施工：基坑開挖后，現澆C15基礎墊層，然后綁扎鋼筋，按照設計圖紙澆筑基礎混凝土，基礎采用素混凝土每隔12m（非洲標準鋼筋長度為12米）設一泄水孔，基礎中間留一凹槽，以便底層墻面板安裝。

2.2安裝墻面板：安裝時要注意板面稍向內傾斜，預留施工中出現的水平位移，具體位移數值應綜合面板高度，壓路機械而定。該工程預留水平位移為1.5cm，用水平尺控制。

2.3布置筋帶：按照設計要求采用專用筋帶剪對加筋帶進行下料，現場由人工將加筋帶穿入面板預留孔，加筋帶尾部呈扇形散開，均勻間距布置。在拉筋帶末端處用鐵釬固定筋，上下每層筋帶間距50cm。

2.4設置反濾層：在墻面板后回填透水性材料（本項目為混合級配碎石，最大粒徑不超過20mm），反濾層厚度為50cm，用小型壓路機壓實。

2.5填土壓實：靠近面板100cm寬度填土采用小型壓路機壓實，每層厚度不超過10cm；其它部位填土應由邊向內降低3—5cm，預防填土下沉使拉帶松馳，采用重型壓路機壓實，每層厚度不超過15cm。填土壓實后經檢測合格再填下一層土。

3、質量控制要點

3.1 布置筋帶。土中拉筋的主要作用是約束土粒的側向位移，因此拉筋必須設置在土體應變大的區域內，并且其方向應平行于該處主拉應變的方面，否則，拉筋的效果就會下降。拉筋的方向同水平面（主拉應變方向）的傾角越大，加筋土的強度越低，當傾角大于550以后，加筋土的強度反而低于素土，因此，拉筋應盡量水平布設并垂直于墻面。

3.2填土質量。一是填料質量，由于加筋土的工作原理是填土與拉筋之間的摩擦作用，故加筋土所用的土料需要有較高的磨擦力，一般宜用透水性的砂類土，碎石土。根據美國公路1978年加筋土的標準，加筋土填料的塑性指數要小于6，并要求通過200號篩的顆粒重量不超過25%。二是填料壓實質量，填土壓實度越大，拉筋與土粒接合越緊密，兩者間磨擦力越大，加筋土結構就越穩定。一般情況下填土壓實度應在95%以上。

3.3墻面板水平位移。在加筋土擋墻施工過程中應對墻面水平位移進行監控，發現過大位或位移突然變化時就可采取相應的施工補救措施，避免工程事故的發生。位移監控的具體方法是沿擋土墻邊緣設置一條基線，運用三角網進行監控。

4.加筋土擋墻的優點和推廣

4.1施工技術簡單。加筋土擋墻的施工只是單純作業的重復，不需要腳手架支撐，也不必在養護上花費時間，全部作業可在填土一側進行，可以大大縮短工期。

4.2地基處理費用低。由于加筋土結構是柔性結構，對地基承載力要求不高。本項目的地質情況較好，地基能夠滿足承載力要求。

4.3不受作業面限制。由于擋墻是預制的墻面和拉筋以及填土形成，在狹窄施工場地或嚴格限制噪音、振動的地方也能建造，易于采用流水作業施工法。

4.4易于就地取材。填料使用的材料在工程沿線比較容易開挖，價格低廉，大大的降低了工程造價。

4.5節約土地，造形美觀。加筋土擋墻墻面為一豎直平面，尤其是在城市地區能夠節約大量的征地拆遷費用，收到較好的社會效果。由于墻面板形狀統一，各種圖案易于布置。

肯尼亞內羅畢至西卡高速公路，系在原7m寬舊路基礎上升級改造的東非第一條高速公路，原有舊路范圍內眾多的建筑物已經成型，通過廣泛的采用加筋土擋墻技術連接過路通道，節約了大量土地，避免了大量的拆遷工程量，從而加快了施工工期，節約了造價。通過在該工程中的成功運用，得到肯方專家的高度評價和認可。目前該技術已經廣泛推廣到肯尼亞內羅畢城區的眾多市政道路和鄰近烏干達、坦桑尼亞的國家高速公路施工中。

參考文獻：

[1]肯尼亞道路部施工技術規范