某工程進場道路（右岸）項目加筋土擋墻施工控制要點淺析

吳 宏

（陜西省東莊水利樞紐工程建設有限責任公司,陜西 咸陽 713208）

0 引言

現代加筋土概念和設計理論是20 世紀法國工程師Henri Vidal首創的根據他的設計理論于1965 年在法國普拉聶耳斯成功修建了世界上第一座加筋土公路擋土墻,被譽之為僅次于鋼筋混凝土、預應力混凝土的又一次發明。加筋土技術在我國的發展和應用是在20 世紀70 年代末才開始的,從理論研究、模型試驗和現場試驗到機理分析,都取得了較好的成果。自1978 年~1979 年完成了我國第一座試驗性加筋土擋墻,迄今為止,全國已建成數千座加筋土工程,據統計：公路占85%,鐵路占6%,林區、礦區占3%,其他行業占6%。重慶長江濱江路工程是目前世界上規模最大的加筋土工程,三峽庫區已建成了防護高度達55 m的加筋土擋墻。加筋土結構已在全國公路等行業中被廣泛應用,技術在不斷試驗實踐中逐漸趨于成熟。

加筋土擋墻屬于柔性結構,抗震性好,適用于柔軟地基,對地基承載力要求較低,造價相對低廉,施工速度快,自重輕、造型美觀、適應性強,較大程度減少占地面積等。但在施工過程中,往往由于施工人員技術要求較高,施工組織協調管理難度大,工序多且繁雜,施工技術檢查、監測要求較多等因素,不同程度地制約其優點最大化。

1 工程概況

某工程進場道路（右岸）項目四段填方路段采用土工格柵加筋邊坡防護,防護總長度602 m,設計：最大長度206 m,最小長度92 m；最大填土高度為23 m,最小填土高度2.93 m；填料采用8%~12%的碎石土；基礎承載力根據防護高度和基礎處理方式可分為：150 kPa~250 kPa區,250 kPa~320 kPa區；基礎換填下層3∶7灰土,深度1 m,分層厚度33 cm,分層壓實度≥97%；基礎換填上層碎石,深度1 m,分層碾壓厚度＜30 cm,分層壓實度≥95%；墻頂坡坡率與公路縱坡一致,一般不大于7%；墻面采用C30 模塊面板式,坡率為1∶0.1,每5 m高設置2 m寬平臺,筋帶采用EG高密度聚乙烯土工格柵,格柵規格分別為：單向EG170 R、單向EG130 R、單向EG90R、雙向EG3030,雙向EG3030 格柵用于基礎碎石換填中,不同規格單向格柵按照應力大小鋪設于路基碎石土中。

2 施工準備階段

加筋土擋墻施工準備階段除了熟悉設計文件、編制實施性施工組織設計、測量放樣、面板模塊模板制作等工作外,應提前做好原材料及配合比的試驗檢測工作,這里特別強調筋帶材料的試驗檢測,在滿足相關規范要求指標前提下,還應滿足設計提出其他指標。本項目所用EG型土工格柵除滿足《土工合成材料應用技術規范》（GB 50290-98）、《交通工程土工合成材料土工格柵》（JT/T 480-2002）、《土工合成材料塑料土工格柵》（BT/T 17689-2008）等規范的要求外,設計從格柵制作原料、格柵制作拉伸工藝、質量控制抗拉強度、蠕變強度、格柵節點強度、炭黑含量等方面提出了具體要求。現階段具有滿足土工格柵所有檢測指標資質的機構較少,且檢測周期較長,施工準備階段應盡早做好材料檢測工作,避免影響后續工作進展。

3 施工工藝及技術控制要點

3.1 模塊面板預制

預制模板應采用鋼模（根據設計模塊尺寸定制）,預制過程除常規注意事項外,針對帶筋模塊預制還應注意以下幾點：①模板制作：按設計尺寸及形狀要求定作預制塊模板,且要拆裝方便；②預制帶筋模塊：預埋格柵尺寸裁剪要求寬度為模塊正面寬度,長度應留有兩整孔長度,插筋前應用最大粗粒徑為2 cm的C30 混凝土澆筑振搗密實,插筋后應采用最大粒徑為0.5 cm的C30 混凝土澆筑振搗密實；③無筋及預埋排水孔模塊制作：此類模塊預制較為簡單,但要按照設計圖紙計算無筋模塊、排水模塊數量,避免超量預制導致浪費；④脫模養生,不少于設計及規范要求的天數。

3.2 基礎開挖及處理

加筋土擋墻雖為填方段防護結構,考慮開挖后高邊坡安全等因素,一般基礎開挖量較大,基礎開挖前應合理規劃基礎開挖土方存放點,便于后期回填。按照設計坡比進行開挖至設計標高后,通過測量計算C30 混凝土條形基礎是否滿足埋深（≥0.6 m）及護腳寬度（≥1 m）要求,若不滿足應及時聯系設計進行基底標高調整。基地碾壓整平后進行地基承載力檢測,若地基承載力不滿足設計要求應按邊坡防護高度分類進行地基換填處理。設計文件根據防護高度的不同在回填料中鋪設不同層數的雙向EG3030 格柵,格柵應水平鋪設,不宜重疊（以防減少拉筋與填土的摩擦力）,橫向兩自由端用U型釘或木楔固定一端后,進行張拉（格柵應拉直、拉緊,不得有卷曲、扭結等）,再將另一自由端進行固定,換填料攤鋪碾壓應從中間向兩側進行。

3.3 基礎施工

最低層條形基礎是受應力最大部位,確保基礎施工質量是加筋土結構穩定的關鍵。條形基礎模板安裝加固后,經驗收合格后方可進行混凝土澆筑施工。澆筑振搗振搗棒應快插慢提,以確保混凝土振搗密實；澆筑完成后,及時養護（一般養護時間不能少于7 天）；加筋土擋墻在與結構物相鄰處設置沉降縫,其余部分應保證10 m~15 m范圍設置一道沉降縫,并結合考慮混凝土條型基礎錯臺要求。

3.4 模塊面板安裝

待預制模塊及條形基礎強度達到設計強度的75%后,砌筑所用砂漿砂子應過篩處理,避免模塊與條形基礎預留槽不能很好咬合。滿足條件后,即可安裝第一層面板模塊,安裝時應坐漿輕放,切忌碰撞,有裂縫、缺陷及外側光潔度欠佳者嚴禁使用。模塊安裝就位后,根據豎向、橫向坡比要求進行模塊調整。相鄰面板的錯位用砂漿調整,嚴禁采用堅硬石子或鐵片支墊；水平誤差及前后錯位應及時解決,不能累計安裝若干層厚總調整。

3.5 格柵鋪設

現場對于不同型號的土工格柵應分開堆放,并應在筋材上標明各自不同的標記,以防混用。格柵裁剪：必須保證格柵有效長度,滿足設計長度要求。裁剪位置為格柵縱向肋條中央位置；鋪設格柵與模塊預留格柵鏈接：使用連接棒將鋪設土工格柵,格柵與模塊預留格柵鏈接,鏈接方式嚴格按照設計文件規定進行；格柵張拉：用張拉設備將格柵張拉后,用U型釘或木楔平行于墻面板方向,間距1.5 m將其自由端固定后,放開張拉設備。

3.6 回填料填筑碾壓

回填料攤鋪碾壓應從中間向兩側進行,填料攤鋪至墻面50 cm處應注意排水碎石填筑。攤鋪設備應用橡膠輪胎式設備,填料厚度35 cm（按照試驗段成果報告中松浦系數及層厚嚴格控制）。整平后進行碾壓,碾壓設備應采用光輪壓路機,碾壓過程遵循先輕后重原則,距離墻面2 m范圍內應采用1.5 T小型壓路機碾壓,2 m以外使用大型壓路機進行碾壓。經現場壓實度檢測合格后,進行后續項目施工。

3.7 排水孔設置

墻面從地面線以上30 cm每隔2 m設置一排排水孔,在整個墻面排水孔呈交錯分布,排水孔采用Φ100 PVC管預埋墻面模塊中,孔內填塞滿土工布等。按照設計要求進行排水孔施工。

3.8 漿砌石護腳砌筑

護腳施工應適時擇機施工,不宜加筋土擋墻施工較高后進行。宜在墻面模塊砌筑至與護腳標高一致時進行護腳漿砌石施工。施工過程嚴格按照砌體施工規范進行控制。

3.9 墻面模塊頂處理

條形基礎及模塊均為水平施工與道路縱坡形成夾角,在每級邊坡墻面模塊砌筑完成后剩余夾角段應采用異形模塊或現澆混凝土按照道路縱坡找平。找平混凝土強度應與預制模塊強度一致,澆筑時應預埋鋼筋等作為后續壓頂施工模板安裝支點。

3.10 墻面壓頂澆筑

壓頂模板以預埋鋼筋等為支點進行安裝,壓頂為鋼筋混凝土時,應先進行鋼筋制安,與此同時下一級坡條形基礎可以進行施工。澆筑過程嚴格按照混凝土澆筑規范進行控制。

3.11 封閉層施工

待壓頂及下一級坡條形基礎混凝土拆模養護強度達到設計強度的75%后,對其中間部分進行分層回填碾壓（碾壓設備應采用臺式夯機進行）,待回填至條形基礎頂標高后,應采用碎石回填,按照縱坡及設計橫坡進行找平,到設計高程進行封閉層混凝土澆筑。加筋擋土墻中部設錯臺,是減小擋土墻應力的有效措施,施工質量不容忽視。

4 質量控制措施

1）施工采用原材料（特別是土工格柵）,應滿足設計指標要求。根據規范要求做好檢測工作,委托具有土工格柵合成材料試驗資格的單位進行材料力學指標試驗,以確定所購土工合成材料是否符合設計要求。

2）選取具有代表性路段作為加筋土擋墻試驗段,試驗結果經確認后,方可大面積施工,根據試驗施工參數進行施工過程控制。

3）加筋土擋墻施工工序較多,材料多用于隱蔽工程,可量化檢查的項目有限,因此應加強旁站和影像資料等實態記錄。現場工程師應嚴把工序質量關,將每道工序驗收作為監理質量工作控制點。

4）加筋土擋墻施工過程質量控制項目可檢測量化指標相對較少,格柵施工質量檢查方法除尺寸量測外均為目測,施工過程中各層壓實度檢測是加筋土擋墻質量控制的有效措施。東莊項目加筋土擋墻施工過程嚴格按照設計壓實度標準（基礎3∶7灰土換填壓實度≥97%；基礎碎石換填壓實度≥95%；路基8%~12%碎石土回填壓實度≥94%）控制現場碾壓施工。截止現階段已施工項目壓實度檢測結果合格率為100%。

5 設計方案優化亮點

近年來加筋土結構設計還處在不斷探索、改進階段,設計方案在實施過程中難免會出現漏洞,需要參建各方在方案實施過程中積極反饋意見,不斷完善設計中存在的不足。

1）設計根據地質、地貌將連續段加筋土擋墻分為不大于20 m的若干段,且相鄰段基礎標高相差較大,不利于基礎開挖及后期施工。建議可以適當加大分段長度,盡量減少基礎臺階層數。

2）局部小分段因相鄰段基礎標高相差較大,出現基礎換填料側面外漏。建議采用漿砌石進行補砌,以保障路基穩定。

3）加筋土擋墻施工完成后,路基內側形成較大積水坑,積水無法外排,對加筋土路基穩定造成很大影響。建議將前后排水溝貫通,減少內側積水,但因本項目征地困難,積水外排暫時還未解決。

6 結語

加筋土擋墻結構理論優點較為突出,但實際施工過程中受工作性狀復雜、專業性強、各部位混凝土累計養護間歇時間長、質量控制量化指標較少等因素影響,導致加筋土擋墻優點淡化,相反成為制約施工進度、質量目標實現的主要因素。施工過程中合理安排不同工種、不同工序的交叉、平行作業,避免窩工、待工現象發生,同時減少混凝土累計養護間歇時間。質量控制環節應明確質量控制側重點,優化施工質量保障措施,確保擬定項目目標得以實現。因此熟悉加筋土擋墻施工工藝、掌控質量控制要點對后期施工有著指導性意義。