整體現澆面板包裹式加筋土擋土墻施工工藝

雷 濤 王 寧 王智猛

（1.西南交通大學土木工程學院 四川成都 610031；2.中國中鐵二院工程集團有限責任公司 四川成都 610031）

1 引言

傳統重力式擋土墻和普通加筋土擋土墻在各種土建工程中應用廣泛，比如公路、橋臺、鐵路等。傳統重力式擋土墻依靠重力平衡墻后土壓力，取材容易，施工方便，技術成熟，但圬工材料需要多，受地基影響較大，在地震作用下易產生滑移、傾斜、沉降等破壞［1-3］。普通加筋土擋土墻是由拉筋、填料和面板三個部分組成的柔性復合結構，依靠填料與拉筋的摩擦力來平衡填料與拉筋有相對錯動時填料作用在面板上的土壓力。加筋土擋土墻自身的結構特點使得其具有良好的變形協調能力以及地形適應能力。大型振動臺模型試驗和震后調查研究結果證明，在地震的作用下，加筋土擋土墻整體結構不會發生較大的破壞，但同時變形也不容易控制［4-6］。

近年來，結合重力式擋土墻和加筋土擋土墻提出了“重力式加筋土擋土墻”，并被用于了工程實踐［7-8］。改建鐵路成昆線在現有“重力式加筋土擋土墻”的研究應用基礎上，采用了整體現澆面板包裹式加筋土擋土墻，與“重力式加筋土擋土墻”有所區別的是：整體現澆面板通過連接鋼筋與墻后包裹體構成整體來平衡墻后土體壓力，同時作為裸露在外面的土工格柵的保護層，避免土工格柵直接受到陽光、雨水的侵蝕。這種整體現澆面板包裹式加筋土擋土墻較傳統擋土墻在安全性、耐久性以及變形控制方面有了明顯的提高。而國內目前工程應用較少，缺乏相關施工經驗，而施工工藝直接影響加筋土擋土墻的支擋性能［9-10］，因此有必要總結現場的施工流程和技術要點，為將來類似擋土墻的施工提供參考。

2 工程概況

整體現澆面板包裹式加筋土擋土墻位于改建鐵路成昆線峨眉至米易段 DK443＋764.81～DK443＋894.56位置處，總長度129.75 m。擋土墻高6.5 m，墻面坡率1∶0.05。基本結構形式如圖1所示。

圖1 擋土墻結構示意

經過地質勘查，該段為淺丘坡洪積地貌，地勢較為平緩，出露地層為第四系全新統，坡洪積層（Q4dl＋pl）軟土、粉土、粗圓礫土，未見基巖出露。地表水發育，主要為溝水，受大氣降水補給，水量隨季節性波動。地下水主要為粗圓礫土中的孔隙潛水，主要受大氣降水和地表水補給，水量較豐富。在化學侵蝕環境、氯鹽環境及鹽類結晶破壞環境下，該水對混凝土結構無侵蝕性。測區地震基本烈度為Ⅷ度，地震動峰值加速度為0.30 g，地震動反應譜特征周期為0.40 s。

3 施工流程

根據加筋土擋土墻的結構特點，主要的施工流程是：地基處理→加筋體施工→填料攤鋪壓實→埋設連接鋼筋→澆筑擋墻面板。

4 技術要點

4.1 地基處理

考慮到軟弱地基會引起后期沉降變形過大，甚至導致路基破壞［11］，測量放線確定基座軸線和邊樁位置后，挖除軟基并換填硬塊石。壓路機壓實并平整，待地基承載力檢查合格后，在兩側開挖溝槽并鋪設一層10 cm厚、120 cm寬的C20混凝土基礎墊層，并在基礎墊層上澆筑條形擋墻基礎。

4.2 加筋體施工

包裹式加筋體使用的土工材料有高密度聚乙烯單向拉伸土工格柵、透水土工袋和扁形高密度聚乙烯土工棒。土工格柵單幅寬度1 m，縱向抗拉強度不低于120 kN／m，具有良好的抗拉伸、抗老化和抗蠕變性能。為避免紫外線長時間照射影響土工格柵的性能，在每層包裹體施工完畢后注意使用篷布進行遮蓋。土工袋的主要材料是聚丙烯和聚酯，能很好地抵抗酸堿鹽、微生物等的侵蝕。經過試驗分析，裝填土工袋的級配良好砂卵石質量應保持一致為60 kg，裝袋后用電動封口器封口，尺寸為80 cm（長）×45 cm（寬）×10 cm（高）。

土工格柵回折包裹有2種方式：（1）回折后下壓與本層土工格柵連接；（2）回折后與上層土工格柵連接。經過試驗比選，發現方式（1）在受力與變形方面更能滿足施工質量的要求［12］。

包裹式加筋體施工時，鋪設路基兩側的土工格柵長度為10～11 m，預留不少于2 m的回折包裹長度，最上面兩層不少于3 m。豎向間隔0.3 m，為增強路基的整體性，每隔1.2 m高度沿路基橫斷面拉通鋪設一次。鋪設過程中土工格柵不得卷曲和扭結。在路基兩側拉線確定位置后，將土工袋分三層呈品字形錯縫碼放在土工格柵上，每層土工袋碼放完畢后，均需使用振動平板夯夯實。為防止澆筑擋墻面板過程中混凝土漿液滲入包裹體，應在土工袋的外側包裹一層復合土工膜。在土工袋的內側角落鋪上適量的碎石土后，將預留的土工格柵回折包裹，并通過土工棒與本層土工格柵上下錯孔連接在一起，如圖2所示。

利用自制拉緊裝置，如圖3所示，將兩側土工格柵的末端拉在一起，均勻施加不少于1 000 N／m的預拉力，并用U型釘進行固定。將回折包裹的土工格柵調整為適當的松緊程度，要求是使得填料壓實后回折包裹后的土工格柵能保證受力，但又不至于太緊而拉動包裹體，在末端位置和相鄰兩幅土工格柵的邊緣中間位置處用U型釘固定。

圖2 土工棒連接

圖3 自制拉緊裝置示意

4.3 填料攤鋪壓實

基床底層以下選用的填料是A、B、C組圓礫土，基床底層選用A、B組圓礫土。填料中粒徑大于10 cm和尖銳棱角的碎石應人工予以剔除。在兩側邊緣1.0 m范圍以外，通過試驗研究確定，每層填料虛鋪厚度不少于35 cm時能保證填料壓實質量，采用22 t的重型振動壓路機，沿著線路方向先從格柵中間位置處向格柵末端，然后再逐步向邊緣位置按照2遍靜壓、2遍弱振、2遍強振再2遍靜壓的順序壓實，嚴禁沿著橫斷面方向碾壓。在兩側邊緣1.0 m范圍以內，使用小型振動平板夯分兩層夯實。壓實整平后路基表面呈4%的人字形橫坡。嚴禁施工車輛在未覆蓋填料的土工格柵上直接碾壓，如需行駛，應保證填料覆蓋厚度不少于20 cm。

每層夯實后需按照《鐵路工程土工試驗規程》相關規定進行地基系數試驗，檢測路基邊緣和中間位置的壓實質量。按照上述壓實順序和遍數后測得的結果滿足K30≥120 MPa／m，且最上面兩層滿足K30≥130 MPa／m的要求。

4.4 埋設連接鋼筋

加筋體與面板的連接方式是整體現澆面板包裹式加筋土擋土墻的關鍵技術，直接影響著鐵路路基的安全和穩定性能［13］。填料攤鋪壓實整平完畢后，將錨固長度為3 m的φ25HPB鍍鋅連接鋼筋沿著路基橫斷面方向平鋪，鋪設的橫向間隔0.6 m，豎向間隔0.6 m。連接鋼筋彎鉤一端伸出加筋體外，另一端焊接規格為50 mm×50 mm×5 mm的水平向鍍鋅角鋼，埋入填料中的鋼筋部分使用土工布包裹。為使得接下來鋪設的土工格柵能與底部填料保持密貼，使用中粗砂將鍍鋅連接鋼筋之間的溝槽墊平。

重復加筋體施工、填料攤鋪壓實和埋設連接鋼筋直至填筑到預定高度。

4.5 澆筑擋墻面板

通過預先埋設的變形量測儀器確定路基變形穩定后，掛鋪擋墻面板鋼筋網，并與連接鋼筋綁扎在一起。擋墻面板厚30 cm，采用C35混凝土現場支模澆筑，定型鋼模長25 m，高1.2 m，可使用手動葫蘆起重機調整鋼模板的高度來配合豎向分段澆筑面板。定型鋼模安裝如圖4所示。

圖4 定型鋼模安裝

在離基礎表面約1 m高度處設置一排泄水孔，泄水孔采用φ100 mm的PVC管，水平方向間隔2 m，坡度4%。進水口伸入砂卵石反濾層中至少20 cm，為防止填料中細粒物質流失，應使用透水土工布包裹；為防止混凝土流入泄水管道，出水口應采用不透水土工膜包裹，并在面板澆筑完畢后，將不透水土工膜取下，使得排水通暢。安裝并確認鋼模支撐牢固和位置準確后，利用泵車將C35混凝土泵入鋼模內，邊澆筑邊使用插入式振搗器振搗，在混凝土終凝前根據現場濕度和溫度條件覆蓋破舊棉被澆水進行養護。每隔25 m設置一道伸縮縫，縫寬2 cm，內部用瀝青木板填塞，以減少路基不均勻沉降對內部應力的影響。

5 結束語

經過專家評審，整體現澆面板包裹式加筋土擋土墻施工工藝合理，質量控制標準全面。由于其具有施工快捷、安全性高、耐久性好、結構美觀等優點，必然會在將來的公路、鐵路、礦山等更多的基礎工程建設中得到廣泛應用。施工中需要注意的細節比較多，施工工藝的好壞直接影響擋土墻質量的優劣，需要在建設過程中不斷總結和積累經驗，在施工過程中嚴格控制各項技術要點。