高速公路土工格柵加筋土擋土墻施工技術

駱 和 亮

（廣東協(xié)立工程咨詢監(jiān)理有限公司，廣東 中山 528447）

高速公路建設項目施工過程中，施工單位常用的擋土墻類型包括：片石混凝土擋土墻、加筋土擋土墻和錨桿擋土墻。其中，加筋土擋土墻使用最為頻繁，主要是因為此類型的擋土墻施工便捷、施工效率高，能夠有效縮短施工工期，降低施工成本。加筋土擋土墻結構組成簡單，主要是由回填土、拉帶、砌塊構成，其作用是抵擋土體傳遞來的側向壓力。加筋土擋土墻與傳統(tǒng)型的擋土墻存在一定相似之處，只是其在土體中額外加設了拉筋，利用拉筋與土體之前的摩擦力提高土體結構的穩(wěn)定性。

1 工程概況

惠州惠城至惠陽霞涌高速公路(簡稱惠霞高速)，本施工監(jiān)理JL3 標段起止樁號K30+650～K64+642.946，施工沿線總長度為33.993 km。其中，路基長度為23.368 km（其中挖方867.44 萬m3，填方710.75 萬m3），橋梁總長度為9 086.17 m，該項目的施工內(nèi)容包括：主線特大橋、大橋17 座，中橋9 座，其中特大橋、大橋為西枝江特大橋、宏達特大橋、良井水特大橋、良湖特大橋、永湖大橋、矮光大橋、老良大橋、梅豐大橋、田屋大橋、隆興大橋、七渡河大橋、白花大橋、湖東大橋、田心大橋、徑尾大橋、魷魚灣大橋、義聯(lián)大橋。

2 施工材料的參數(shù)與選擇

加筋土擋土墻施工需要配備的原材料：回填材料、墻面板、筋帶。回填材料與筋帶應該分層交替進行回填，這樣能夠保證回填材料形成一種高性能的復合型材料，加強土體與筋帶之間的摩擦作用力，以此達到強化土體穩(wěn)定性的作用，因此，施工單位需要保證原材料的質(zhì)量滿足設計及規(guī)范要求。

1）回填料：回填料為擋土墻的關鍵性原材料，該項目中使用的回填料為含水量非常低、穩(wěn)定性比較強的山渣土，回填料的粒徑控制在10 cm 以內(nèi)，滿足現(xiàn)行管理規(guī)范的要求。

2）筋帶：筋帶的作用是承載外部作用力與回填料之間產(chǎn)生的摩擦力，本質(zhì)上是為了提高土體的穩(wěn)定性。該項目選用具備良好的防潮性能、防水性能、耐腐蝕的CAT30020B 筋帶，這種規(guī)格的筋帶變形量非常小，不會輕易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，筋帶的寬度為30 mm，筋帶的厚度為2 mm。破斷拉力＞9 kN，極限抗拉強度＞150 MPa、設計允許拉力6 kN、強度100 MPa、破壞伸長率≤3%。

3 加筋土擋土墻工藝

3.1 基底處理

施工前按照施工圖設計測量放樣，開挖至基底并夯實后，檢測地層是否滿足設計承載力。如果施工時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況變化較大，應及時與設計單位聯(lián)系，以便給出相應的處理措施。為保證后期排水通暢，將基底設置為1%～3%的橫坡。如若路基位于斜坡路段，需要采用分層方式對路基進行處理，以此保證路基符合鋪設筋帶的施工需求，且可以有效地消除路基滑動現(xiàn)象。如若基底分布有巖帶，需要在地基表面額外鋪設一層土體[1]。

3.2 面板基礎施工

在面板基礎施工過程中，施工人員應重點關注基坑底部的承載力及埋設的深度，保證路基處理后的質(zhì)量滿足施工需求。為了避免結構物因荷載或者地基承載力不均勻而發(fā)生不均勻的沉陷、不規(guī)則的裂縫，要求基礎與面板同步設置沉降縫。根據(jù)施工圖設計按照20 m 設置1 道沉降縫。

加筋土擋土墻采用分段方法進行施工，要求每一段加筋土擋土墻的頂面保持在同一個平面上。若基礎分布在坡面上，則應將路基整理為臺階狀，臺階的高度、寬度比例不得低于1/2，一般情況下，臺階的寬度不宜＜2 m。若基礎分布在土層上，則應設置混凝土墊層，混凝土墊層的強度不得＜C15，墊層的厚度不得＜20 cm。面板基礎施工時，將地面的雜物、樹根及腐殖土清理干凈，對原土進行夯實處理，保證原土的壓實度不低于90%。地面的橫坡保持在1：5～1：2.5 時，將地面開挖為臺階狀，臺階的寬度不得低于2 m。若基巖表面的覆蓋層厚度較小，則應將覆蓋層挖除，再開挖臺階。但是若覆蓋層的厚度較大，則應該保留[2]。

3.3 面板的安裝

面板應集中進行預制，預制面板時需保證模板的質(zhì)量，質(zhì)量員應加大面板質(zhì)量的檢測頻率，著重對面板的尺寸、平整度、光潔度進行檢查。結合設計圖紙分析，部分面板需要設置一定數(shù)量的泄水孔，在進行安裝作業(yè)時，需要對以下問題予以重視。

1）沿地面邊緣進行測量放線，結合間距要求合理布設標高控制點，再結合標高控制點安裝面板。

2）對砌筑材料進行篩選，在砌筑面板過程中，應嚴格控制砂漿的用量。砂漿層的厚度應保持一致，且保證砂漿必須飽滿。

3）對插銷進行防銹處理，保證插銷不會產(chǎn)生銹蝕。在安裝插銷時，不應出現(xiàn)漏插現(xiàn)象，同時保證插銷插入的深度符合設計及規(guī)范要求。

4）在對曲線路段進行施工時，第一層的砌塊應該留置施工縫。

5）在砌筑涵洞兩側的面板時，需保證同一個層中的面板高度保持一致，當砌筑至涵洞的頂部時，需保證施工縫相互對齊。

6）下層回填作業(yè)結束后，方可安裝上層板面。

7）沉降縫應上下貫通，且寬度必須符合設計圖紙要求，再選擇合適的防腐材料回填沉降縫。

8）面板表面需均勻布設泄水孔[3]。

應保證底層面板的位置符合設計圖紙要求，并保證其垂直度符合規(guī)范要求。同時加大對面板基準線的控制力度，以保證其施工質(zhì)量。使用水泥砂漿對其進行找平，確定面板的外緣線，如若遇到曲線路段，可適當?shù)貙ζ溥M行加密處理。使用專用工具對面板的外緣線進行測量核準。面板應該向內(nèi)傾斜1%，在將水泥砂漿作為回填料進行碾壓作業(yè)過程中，面板承受著側向作用時產(chǎn)生的變形值。需要注意的是，應保證面板不會出現(xiàn)向外傾斜的問題。施工單位使用8 t 規(guī)格的汽車吊，逐層安裝面板，若面板的高程存在差異，則應使用水泥砂漿進行找平。面板下側不得存在堅硬物質(zhì)，避免損壞面板，同一層內(nèi)的相鄰面板之間水平差值不得＞10 mm，軸線偏差應控制在10 mm～20 mm。待回填作業(yè)完成后，才能夠對下一層的面板進行施工。上下層面板間的插鎖孔采用Φ20 mm 鋼筋進行連接，保證面板間的垂直度，連接的鋼筋需進行防銹涂瀝青處理，避免產(chǎn)生銹水流出面板而影響外觀。

3.4 土工格柵的鋪設

在鋪設土工格柵之前，施工人員應該對土工格柵的質(zhì)量性能進行檢測，檢測的項目包括：抗老化性能、抗拉強度等，具體情況可以參照表1 中的信息，在檢測合格的情況下，才能將其使用到項目中。

表1 筋帶拉力和抗拔力的關系

在鋪設土工格柵過程中，需保證拉筋相互之間不得出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，但是構造拉筋與受力拉筋相互可以重疊布設。應嚴格按照規(guī)范要求在拉筋間設置回填料隔層，從而提高拉筋的受力長度。固定面板的插銷必須穿過格柵。土工格柵鋪設應保持平整，不得出現(xiàn)扭結現(xiàn)象。如若需要對拉筋進行接長處理時，則應保證連接部位的拉筋強度符合設計要求。尚未進行覆蓋處理的拉筋，嚴禁重型車輛、設備通過，同時不得將重物堆在其上面。為保證土工格柵的質(zhì)量不受影響，在存儲過程中，需保證其不會受到日曬、雨淋，且土工格柵不宜長時間存放。

3.5 填筑材料

正常情況下，加筋土擋土墻的壓實度易達標，回填料能夠與拉筋之間形成較大的摩擦系數(shù)，選擇使用級配良好的砂礫土即可，但是需保證砂礫土中不得含有水和雜質(zhì)。

回填作業(yè)之前，施工人員應進行壓實試驗，結合壓實試驗的結果確定出合理的施工技術參數(shù)。當拉筋布設完成后，施工人員開始回填路基料。為提高施工效率，可使用機械設備進行回填作業(yè)，嚴禁推土機沿著路基的橫斷面方向進行作業(yè)。當拉筋表面覆蓋回填料后，且回填料的厚度≤20 cm 時，嚴禁使用推土機進行平整處理。未經(jīng)過壓實處理的回填料表面不得行駛機動車。以該項目而言，可以使用光輪壓路機進行碾壓處理，壓路機沿著筋帶的中間部位向兩側有序作業(yè)，先使用輕型壓力機進行碾壓，再換用重型壓路機進行碾壓。面板周邊1 m 范圍內(nèi)不得使用壓路機進行碾壓，可使用小型夯實設備進行夯實處理。回填料在經(jīng)過壓實處理后，其表面應形成1%～3%的人字形橫坡。

3.6 填料的攤鋪與碾壓

1）填料的攤鋪：回填料攤鋪可以使用機械+人工的方式完成。首先，人工灑布5 cm 厚的回填料，保證首層回填料的厚度均勻一致，再使用推土機進行攤鋪。攤鋪機與面板之間的間距不得＜1.5 m，面板周邊1 m 范圍內(nèi)應使用透水性良好的材料進行回填。結合試驗結果來看，回填料的單層厚度不得＜20 cm，每層的橫坡不宜＜3%。正式攤鋪之前，施工人員應該設置明顯的標識[4]。

回填料攤鋪作業(yè)的質(zhì)量關鍵點：沿筋帶的垂直方向進行攤鋪，以筋帶的中間部位作為起點，向兩端進行作業(yè)。回填料攤鋪必須保證其厚度均勻一致，不得出現(xiàn)變形現(xiàn)象。

2）碾壓：壓路機選擇使用20 t 的振動壓路機與小型夯實設備。碾壓之前，應進行試作業(yè)，結合試作業(yè)的狀況確定出合理的施工技術參數(shù)。

碾壓過程中，應以筋帶的中間部位作為起點進行施工，依次碾壓至筋帶的端部，筋帶部分碾壓完成后，對面板周圍進行碾壓，需保證面板周邊1 m范圍內(nèi)使用小型夯實設備進行處理，保證面板不會出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，具體情況可參照圖1。壓路機的碾壓方向應該與筋帶保持垂直狀態(tài)，壓路機的碾壓重疊寬度不宜＜車輪寬度的1/3[5]。首次碾壓的速度不宜超過4 km/h，確保碾壓過程中不會出現(xiàn)擁包現(xiàn)象，第二遍碾壓作業(yè)可適當加快碾壓速度。整個平面范圍分層回填、分層碾壓，每層碾壓作業(yè)結束后，應對回填料的壓實度進行檢測，若檢測不合格應進行復壓處理。壓路機碾壓過程中，嚴禁出現(xiàn)突然轉向、緊急剎車等現(xiàn)象，避免回填料出現(xiàn)變形、局部隆起等不良缺陷。

圖1 卸料及機械運行作業(yè)平面示意圖（m）

碾壓作業(yè)的質(zhì)量關鍵點：嚴格按照先慢后快、先輕后重原則進行施工；壓路機的碾壓重疊寬度不宜＜車輪寬度的1/3；面板周邊1 m 范圍內(nèi)使用小型夯實設備進行夯實處理。

3.7 反濾層填筑

使用砂礫作為反濾層，嚴格控制回填料中含泥量和有機雜質(zhì)。反濾層可以使用小型夯實設備進行夯實處理，反濾層應分層進行回填、分層進行夯實。需保證反濾層表面不得存在大粒徑的石塊。

3.8 隔水層填筑

隔水層選擇灰土，灰：土=2:8，灰土攪拌應均勻，分層進行回填。結合設計圖紙，該項目中需要設置2層隔水層，可使用壓路機與小型夯實設備進行夯實處理。待碾壓作業(yè)完成后，對隔水層進行平整處理，平整后的隔水層應該形成4%的橫坡。

3.9 質(zhì)量檢測

質(zhì)量檢測要求：距面板1 m 范圍內(nèi)每一壓實層、每500 m2不少于3 個測點，若作業(yè)面的規(guī)模低于以上要求，則仍然按照該標準進行檢測。當檢測不合格時，應立即進行二次碾壓，直至壓實度符合設計要求為止。

4 質(zhì)量控制要點

1）加筋土擋土墻土工布、反包土工布進場應進行覆蓋，鋪設反包土時工布應順直、緊繃。同時嚴格控制包裹體砌體的坡率、平整度及U 形釘緊固程度，以減少后續(xù)施工運營中加筋擋土墻的變形。

2）袋裝的碎石飽和抗壓強度需＞30 MPa，其壓碎值、軟化系數(shù)等指標應滿足相關要求，提高袋裝碎石體的抗風化能力及整體穩(wěn)定性。

3）錨筋依次進行2 層防銹漆、1 層熱瀝青汁、麻筋纏緊及1 層熱瀝青汁的處理，減少錨桿與土工布的接觸摩擦系數(shù)，避免刺損土工布，減少對土工布力學性能的影響[6]。

5 結語

加筋土擋土墻是主要由填土、拉帶及鑲面砌塊組成的加筋土結構，主要起承擔土體側壓力的作用。它是在傳統(tǒng)的擋土墻結構中植入拉筋，通過拉筋與土體之間的摩擦作用有效提高土體結構的整體性，從而確保土體的穩(wěn)定。熟練掌握加筋土的施工工藝，不斷從實際的施工中積累經(jīng)驗，以提升加筋土施工效率和質(zhì)量，同時有助于加強標準化施工效果，大力發(fā)揚工匠精神，有利于打造出優(yōu)質(zhì)的新元改擴建高速公路品質(zhì)工程、生態(tài)工程。