申铁军

(山西路桥建设集团有限公司，山西 太原 030006)

1 加筋土桥台结构组成

1.1 加筋土地基结构分析

加筋土地基是指由土工织物包裹的人工压实填土，填料一般为级配良好的粗颗粒土；主要用来提高原有地基对桥台的承载能力，以减少加筋桥台在应用过程中受场地条件的限制性。同时，土工织物包裹的地基土在一定程度上起到反滤层的作用，可以防止细颗粒土从基础底部渗入加筋土基础，保证基础的整体性。

1.2 加筋土桥台结构分析

加筋土桥台是该复合体结构的核心，由压实填料和小间距布置的土工合成材料分层交互构成，桥梁结构可以直接安放在加筋土桥台顶部。从本质上讲，加筋土桥台是小间距加筋土挡墙作为桥台结构的应用，因此主要由加筋材料、回填土和面板三部分组成。

(1)与一般加筋土挡墙不同，加筋材料按小间距布置的土工合成材料加筋土支挡结构(以下简称“小间距加筋土结构”)。具体要求如下。

①加筋材料

从理论上讲，只要能够满足桥台稳定性验算和变形控制要求，各种类型的土工合成材料均可用作加筋材料。实际工程中，目前所用的加筋材料以有纺土工织物为主，也可以材料延伸率低的土工格栅。由于加筋桥台是严格控制变形要求的土工结构物，选用的加筋材料除了极限抗拉强度应符合稳定性设计要求以外，还需以2%应变时的筋材强度作为设计强度控制指标，以保证使用功能的长期性和可靠性。

②外立面板

小间距加筋土挡墙的自约束性能好，通常不需要面板也能自稳定。因此，面板在GRS-IBS中的作用，只是相当于一个外立面，封闭填土以免遭受侵蚀；同时起到美化外观的效果。正因如此，该类加筋桥台的面板可在混凝土、喷射混凝土或格宾、木材、天然石材、金属材料甚至汽车轮胎等不同材料类型中任意选用，且可以建构成不同形式的面板。目前在GRS-IBS中应用最普遍的是砌块式面板，标准砌块的技术规格为40 cm×20 cm×20 cm(长×宽×高)，抗压强度≥28 MPa，吸水率5%；寒冷地区尚需进行冻融试验以评价其耐久性。每一层砌块与加筋材料之间为摩擦连接，因此适用于各类筋材。常用砌块类型有预制的实体砌块、空心砌块和三角木砌块三种。

(2)粒料填筑

在加筋土结构中，填土质量和压实度是保证结构物施工质量的关键性控制因素。对于变形控制要求严格的GRS-IBS尤为重要，通常需要满足压实系数≥0.95。

①粒料要求以破碎、坚硬、耐用的粗颗粒料或碎石、砾石为主，不含有机物或有害物质，页岩或其它耐用性差的软颗粒禁止使用，并满足如下要求。

a具有良好的颗粒级配与排水性能(细粒含量≤15%)。

b易于铺设、整平、压实，最大粒径不宜超过53 mm，塑性指数IP≤5.0；

c优选次棱角状颗粒骨料，内摩擦角不大于38°，填料与筋材摩擦系数较大，施工完成后加筋土才能具有良好的侧向约束能力；

d能够保证填料与砌块接触带之间填料的密实度。

②加筋土地基和桥头引道所用的填料应为级配良好的填土，以保证更好的压实度。

1.3 桥头引道

桥头引道是桥梁与主道之间的过渡段。在常规处理措施中，由于刚性桥台与填土路基之间的差异沉降过大，出现“桥头跳车”问题。GRS-IBS中，桥梁结构与桥头引道一样，均直接位于加筋土桥台之上，且桥梁结构下方加筋土采用增强措施，因此可以减轻或消除差异沉降及“桥头跳车”现象。引道采用土工织物反包粗颗粒压实填土，与桥梁的接缝处结合严密，沥青路面不在接缝位置设置伸缩缝，实现连续、完整的过渡。

2 加筋土结构优势

2.1 性能优势

工后沉降小，可消除桥头错台；由于桥台主体为加筋土柔性结构，结构抗震性能良好；侧向约束能力强，稳定性高，力学性能及服役性能好。

2.2 经济优势

相比于“标准深基础桩承+2∶1放坡处理”桥台方案，要节省造价约25%～35%；相比于标准公路桥处理方案，要节省造价约45%～65%。

2.3 其它优势

施工快捷，可突击进度，不影响工程质量。由于无需考虑混凝土凝固时间，因此能够很快投入下道工序；适用性强，后期维护成本低，加筋土整体式桥台可广泛应用于二级及以下公路中小桥梁工程；节能降耗，施工过程中对自然环境的影响很小；加筋土桥台结构无大量现浇混凝土应用，有一定环保价值。

3 加筋土桥台施工步骤及技术要点

3.1 开挖基础

开挖至设计深度，并清除场地内的软弱土体和其它障碍物。保持基槽干燥并及时施工回填。必要时对地基土进行夯实处理。

3.2 加筋土地基施工

加筋地基至少应被土工织物左面包裹(底面+两侧面)，应做好反滤措施。加筋间距一般为30 cm，应分层填筑并压实，分层厚度应为15 cm，压实系数应达到95%以上。

3.3 加筋土桥台施工

(1)加筋土桥台按“铺设一排面层模块、铺设一层碎石混合填料、铺设一层土工合成材料加筋筋材”的循环工艺顺序重复进行，直到桥台设计高度，加筋桥台施工应严格控制填料压实度。标准模块的厚度为20 cm，因此一般加筋间距即为20 cm，应每铺设一层填料即振动密实，压实系数应达到0.95以上。

(2)为防止压实过程中，模块侧向位移过大，近面层1.0 m范围内应采用轻型振动平板夯进行压实(压实过程中对模块顶面临时施加竖向压力)，其它区域则使用大型振动设备进行压实。短加筋局部加强区使用轻型设备，以免碾压过度而损伤筋材。筋材沿道路中心线方向铺设时应整幅铺设，不得拼接；垂直道路中心线方向的筋材铺设有拼接时，拼接缝应该交错排列，单层平面内及层与层之间也交错排列，以避免形成连续断裂。筋材铺设应从面层处开始，向内铺设。

(3)铺设完成的筋材应绷紧、平整无褶皱，筋材与模块之间的摩擦接触面积应超过模块面积的85%。为保证面层模块堆砌平整，模块之间的筋材铺设厚度应均匀一致；当出现筋材搭接时，应修整使其无搭接。筋材铺设时，应避免施工设备等直接在筋材界面上操作，在填土上操作机械时也因尽量注意对筋材的扰动与损害。

(4)面层砌块应分层错缝码放，堆砌过程中应注意每一层的调平(尤其是底层)。砌块之间应无明显的缝隙，不得夹有颗粒碎屑物质。每码放一层，均应检验面层的垂直度，控制偏移量在0.01 m之内。每一层模块的内边缘也需对齐。砌块最顶上三层容易松动，应采用空心砌块插钢筋浇筑，并设置顶盖。

(5)桥梁基座位于加筋体加强区之上，由两层厚10 cm的包裹式GRS复合体叠置构成，总厚度20 cm。桥梁面板直接安置在桥梁基座上。为保证桥梁面板的荷载不至于施加在面层模块上， 应预留一定的竖向净空间距和水平向缓冲带，通过填充泡沫板实现其隔离。

3.4 桥梁结构安置

当桥台结构及桥梁基座施工完成，即可安置桥梁面板。桥梁面板与基座之间应再增设一层加筋，以减小两者之间的摩擦阻力，减少面板在调整移动过程中对桥台结构的扰动。面板放置应施压均匀，避免脱空区产生。起重机的位置应在距离面层一定范围之外。

4 结束语

工程实践表明，该种桥台能够消除桥台与连接路基之间的差异沉降，从而为避免多年来公路桥梁行业难以克服的桥台跳车现象提供了可能，作为一项新技术，土工合成材料加筋土桥台复合结构在施工前，需要进行详细施工交底，严格按照设计要求和施工说明进行施工。