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高路基加筋土挡墙施工方法及其工程应用

2019-09-03

四川建筑 2019年2期
关键词:墙面摊铺填料

常 亮

(中铁十局集团有限公司, 山东济南 250101)

加筋土挡墙施工技术在我国的发展和应用是在20世纪70年代末才开始的。迄今为止,全国已建成数千座加筋土工程,其中公路占85 %,铁路占6 %,林区、矿区占3 %,其他行业占6 %。重庆长江滨江路工程长约6 km的护岸挡墙和公路挡墙均采用加筋土挡墙,其墙高最高达33 m,面积约11 000 m2,是目前世界上最大规模的加筋土挡墙工程。三峡库区已建成了总高达55 m的加筋土挡墙,全国在高速公路及一般公路支挡建筑,特别是高速公路的软基处理方面越来越倚重于加筋土结构[1-5]。

随着加筋土挡墙工程在国内外逐步运用推广,该工程的设计计算理论和施工技术也逐日成熟,特别是新材料、新技术的引进,使加筋土技术不断完善和发展。但是在大力推广应用加筋土技术的同时,也存在某些不足,导致加筋土挡墙出现变形、鼓肚、甚至垮塌等病害,使加筋土挡墙的发展受到质疑[6-8]。

近几年来随着新的加筋材料的问世,使加筋技术得到快速发展。在重庆、黑龙江、陕西等地修建了较长路段的加筋土挡墙,而且均采用新的加筋材料,代替了聚丙烯材料,使加筋土挡墙的整体技术得以提高,为公路加筋土挡墙工程的完善奠定了坚实的基础。

回顾我国加筋土挡墙推广应用30多年来,其技术水平和加筋材质量有了很大的提高,应用效果较为明显。但是在应用中出现的问题也不容忽视,如加筋土的垮塌、鼓肚、变形等。这些问题的发现,对加筋土挡墙的发展造成了一定的负面影响。通过调查分析,实际上所出现的问题,不是加筋土挡墙本身的结构问题,而是与填料压实湿度、排水设计、施工管理和筋材强度等有密切的关系。这些实际情况表明,国内加筋土挡墙的理论研究和工程实际还基本处于脱节状态,未能系统地总结复杂地形的施工工艺和质量通病病害。在地基处理以及半填半挖路基加固处理、施工现场的技术管理和质量问题总结等方面还相对落后[9-11]。

1 工程概况

项目位于委内瑞拉安索阿特吉州的拉克鲁斯炼油厂,修建长度约为685 m,总面积5 428.91 m2。高填方段防护和部分道路路基防护使用加筋土挡墙,高边坡临近既有排水沟渠和旧火车道,高差8~20 m。挡土墙的修建目的主要用于稳定炼油厂区内山体斜坡,并在上面修建厂区内通行的道路。项目加筋土挡墙施工存在三大难点:一是炼油厂区内地质条件复杂,加筋土挡墙的设计及标准化安装较困难;二是加筋土挡墙与厂区内管道及管廊基础交叉施工,如何有序施工、互不干扰是难点;三是加筋土挡墙的回填施工为高路堤填筑,容易出现整体下沉、纵横向开裂及边坡滑塌等病害,加筋土挡墙的回填质量控制是重难点。

2 新型高路基加筋土挡墙

2.1 材料要求

面板采用1.5 m×1.5 m×0.14 m的十字形钢筋混凝土面板,面板应具有良好的强度、刚度。强度用以保证拉筋连接件在面板中的稳定性;刚度用以抵抗填料和碾压产生的冲击和振动。

筋带采用线形带肋镀锌钢板,强度高、变形小,同时肋板能与填料产生较大摩擦力。筋带宽50 mm,厚4 mm,弹性模量360 MPa。筋带结点的水平间距0.76 m,垂直间距0.76 m(图1)。

图1 加筋土挡墙面板及筋带连接件

挡土墙回填料应易于填筑与压实,优先选用有一定级配、透水性较好的碎(砾)石类土,保证筋带与填料之间能发挥较大的摩擦力,确保挡土墙结构稳定。填料中不可含有任何有机物和有害物质,因此类物质一般会导致墙体结构性能变差,促使加固降级。

2.2 施工工艺

根据加筋土挡墙施工特点,施工工艺流程为:施工准备→基础施工→面板安装→填料铺筑、压实→安装筋带→填料铺筑、压实。具体如图2所示。

图2 加筋土挡墙施工工艺流程

3 施工方法

3.1 基础施工

基础宽35 cm,厚25 cm。同时施作调整梁,得到一个平整光滑的表面,便于第一层混凝土墙面板的支撑和安装。基础浇筑时要预留沉降缝,基础埋深不小于2 m。

3.2 挡土墙面板安装

3.2.1 第一层面板安装

首先进行位置定位,清洁的面板基础上,标注面板外缘线,外缘线准确测量并确定每块面板的位置。面板采用人工安装就位,每安装2块面板进行水平性检测。使用木楔进行水平性修正以及2 cm连接缝施工。调整梁或其他墙面带来的微小位移应使用撬棍修复。第一排混凝土墙面安装并支撑,并用固定件固定之后,开始堆土并压实。安装时单块面板倾斜度,一般可内倾1/100~1/200,作为填料压实时面板外倾的预留度。

3.2.2 其余各层面板的安装

第一层土压实后,需重新核查整体墙面的垂直性,检查是否因为压实的原因导致面板倾斜。检查无倾斜后放置氯丁橡胶连接缝,安装第二层面板,在墙面内部放置垂直泡沫连接缝,并进行第二层土料摊铺和压实回填。其余以上各层重复相关操作流程。需特别注意的是沿面板纵向每5 m间距设标桩,每三层面板安装完毕后测量标高和轴线;每层水平连接缝应预留2 cm缝隙。不得在未完成填土作业的面板上安装上一层面板(图3)。

图3 面板安装过程

3.2.3 连接缝处理

垂直连接缝用泡沫填充,允许水的流通并阻止回填料微粒流出。在加筋土结构可能暂时或一直浸于水中的情况,使用“非编织土工布”在垂直连接缝处,紧贴混凝土墙面,代替聚氨酯连接缝。水平连接缝用氯丁橡胶,允许混凝土墙面之间的弹性下降,其位置是加筋实体细长的连接位置。

3.3 筋带铺设

通过预埋在面板中的筋带连接件连接筋带与面板,将筋带从连接件的预留孔中穿过,并辅以高强螺栓固定。筋带铺设在压实平整的填料上,不宜重叠,不得卷曲或折曲。筋带不得与硬质棱角填料直接接触(图4)。

图4 筋带铺设过程

3.4 填料的摊铺、压实

面板安装完成后,在面板后按1∶1放坡回填砂砾石,砂砾根据筋带竖向间距进行分层摊铺和压实。摊铺采用人工配合机械的方式进行,摊铺厚度均匀一致,表面平整,卸料时应减少面板后1.5 m内填土的扰动,每层厚度不大于15 cm。填筑施工方向应平行于墙背,与墙背面板保持1.5 m左右的距离展开。机械沿着平行于墙体的方向将填料平铺,逐渐向筋带尽头延伸填料放置并摊平。距面板1.5 m范围内采用人工摊铺。填料填筑时,随时检查含水率是否满足压实要求,每层填料填筑完毕及时碾压。压路机应平行于面板前进,与面板保持不少于1.5 m的距离,从筋带始点方向向末端延伸,碾压作业如图5所示。每一层填料在回填前与回填过程中的含水量应控制均匀。

图5 碾压机械运行作业示意

4 质量标准及保证措施

(1)施工中严格控制填筑材料的粒径、材料质量,合理选配性能良好的施工设备,采用最佳的组合方式,规范施工方法和施工工艺。

(2)施工前整平基础,使其宽度等同或者大于加固土体的宽度。对松散土壤,均应作压实处理,清除或予以替代。

(3)回填必须满足级配和电化学性能要求,土壤塑性特性要求和基本内容见表1。

(4)推行全面质量管理,实行项目分解及目标管理,严格落实测量双检,执行施工前的技术交底制度,制定组织保证、工作保证及制度保证等三种保证制度。

5 结束语

该新型加筋土挡墙在高路基项目中成功应用,得到了一些实用的经验。

(1)填土的理想方式是先从靠近面板侧的加固件始端开始,接着向加固件终点区域前进,最终以条状朝向墙面。推土机前进路线应一致与墙面所有面平行,不能垂直于墙面摊土。

表1 土壤塑性特性要求

(2)施工过程中要严格控制填料含水率,尤其是细颗粒土壤的含水率不能大于最佳含水率,否则可能在压实过程中导致墙面倾斜。

(3)安装过程中,辅助的木楔不能同时用于超过3层的墙面,安装完成后,不能留下任何木楔,否则可能导致墙体沉降,混凝土墙面角落破碎。

总体来说,本文介绍的一种新型加筋土挡墙结构简单合理,造型美观,稳定性好,造价低,具有良好的环境效益和经济效益,为今后高路基加筋土挡墙施工提供了一定的借鉴意义。

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