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浅析超高加筋挡土墙的质量控制要点

2021-04-29赵晓磊

科技创新导报 2021年35期
关键词:格栅挡土墙土工

赵晓磊

要:本文依托于大连市新监管场所建设项目,对超高加筋挡土墙的质量控制要点进行了简要说明。根据本项目的地质特征,全风化页岩或土质厚度小于4m的,通过开挖后加筋土到底;对于地基土质为粉质粘土或次生红黏土厚度大于4m的,采用CFG桩复合地基处理;对于高度18m的超高挡土墙,采用三阶分级加预制模块设计,并根据不同高度的挡土墙采用不同拉伸强度的土工格栅。对于施工阶段的质量控制要点进行了简要说明。

关键词:加筋挡土墙土工格栅质量控制地基承载力

中图分类号 U417.1+15         文献标识码 A

Quality Control Points of Super High Reinforced Retaining Wall

ZHAO Xiaolei

Dalian Port Construction Supervision & Consulting Co., Ltd. , Dalian, Liaoning Province, 116000 China)

AbstractBased on the construction project of new supervision site in Dalian, this paper briefly explains the key points of quality control of ultra-high reinforced retaining wall. According to the geological characteristics of the project, if the thickness of completely weathered shale or soil is less than 4m, the reinforced soil shall be excavated to the bottom; if the foundation soil is silty clay or secondary red clay with a thickness of more than 4m, CFG pile composite foundation shall be used; for the ultra-high retaining wall with a height of 18m, the third-order graded and prefabricated module design is adopted, and geogrids with different tensile strength are adopted according to the retaining walls with different heights. The key points of quality control in the construction stage are briefly described.

Key Words: Reinforced soil retaining walls; Geogrid; Quality Control; Foundation bearing capacity

加筋挡土墙,顾名思义,是在土体中加设拉筋,以增加土体间内部摩擦力从而保证土体稳定的复合结构,是挡土墙的一种结构形式,具有结构新颖、造价相对较低、施工简便、适应性强等特点[1]。一般来说,加筋挡土墙由填料、土工格栅、挡墙砌块三部分组成,根据项目要求及实际情况选取相应等级的材料。超高及特高加筋挡土墙一般应采取分级设计,张飞、贾世林等人[2]对台阶加筋挡土墙所需加筋力进行了研究,得出了加筋高挡墙稳定所需的加筋力随着台阶宽度和个数的增加而显著减少的结论。张俊腾、杨祁、陈福全等人[3]对加筋挡土墙的极限高度影响因素进行了研究,得出了墙厚及地基土承载力与挡土墙高度正相关,而地下水位高度与挡土墙高度负相关的结论。徐良杰[4]对土工格栅侧限蠕变特性进行了研究,其结论对工程实际质量控制具有指导意义。

本文依托于大连市新监管场所建设项目的工程实际情况,对于超高加筋挡土墙采用三阶结构设计,对于不同高度土层采用不同拉伸强度的土工格栅,其中一阶、二阶挡墙采取Ⅱ型格栅,对于三阶挡墙采取Ⅰ型格栅。对其施工过程的事前、事中阶段采用多种措施进行质量控制,对于发现的问题要及时整改,合理组织施工,避免返工情况。目前加筋挡土墙部分已完工,其边坡监测满足要求,可供类似项目借鉴。

1 工程概况

大连市新监管场所建设项目场地基本呈矩形布置,东西长度约1245m。其中,北侧边界场地形成后与原始地形存在高差,需全部以加筋挡土墙形式填筑,边坡最高处高度约18m,属于超高挡土墙[5]。边坡及加筋挡土墙设计为永久性结构,北侧边坡工程安全等级为一级。本场地地貌类型属于剥蚀丘陵地貌,整体地势东高西低,根据勘察钻探资料,场地底层由上向下依次为:素填土、角砾、粉质粘土、次生红黏土、全风化页岩、强风化页岩、中风化页岩、强风化石灰岩、中风化石灰岩等。勘探期间,在钻孔控制深度范围内未揭露地下水。根据相关规范及实际情况,拟形成边坡岩土力学指标如表1所示。

2 加筋挡土墙设计

设计是保证安全和质量的基础,為保证挡土墙的稳定性,超高挡土墙大多采用多级设计[6],利用分级设置减载效应提高土体稳定性。根据场地地质情况,对于地基处理要求为,地基为全风化页岩或土质厚度小于4m的,通过开挖后加筋土到底;对于地基土质为粉质粘土或次生红黏土厚度大于4m的,采用CFG桩复合地基加褥垫层结构,提高地基承载力并能有效缓解不均匀沉降[7]。同时根据张娜等人[8]的研究结果,褥垫层厚度会对复合地基桩土应力产生明显影响,厚度过大会减小CFG桩承受的荷载,本项目褥垫层采用500mm厚的中粗砂或级配碎石垫层,最大粒径要求小于30mm,垫层采用静力压实法,压实系数要求大于0.9。

根据章节1中工程概况,本项目根据地势高差来设计加筋挡土墙,其高差最大处采用三阶挡土墙来确保其稳定性。根据靳静等人[6]对筋材间距对挡墙变形的研究,筋材间距对挡墙的水平位移有显著影响,间距越大水平位移越大,反之,间距越小的话,除增加施工难度外,还容易形成“超筋土”,根据相关研究及实际情况,本工程加筋挡土墙每500mm设置一层土工格栅(聚合物HDPE材料)。其一阶、二阶挡墙采取Ⅱ型格栅,拉伸强度为140kN/m,对于三阶挡墙采取Ⅰ型格栅,拉伸强度为110kN/m。每阶挡墙顶边线间距为2.25m,第二阶及第三阶高度为5m,外挡墙坡度1∶0.05。

本项目超高挡土墙使用年限长、面积大,设计时必须要满足防渗要求。紧靠挡土墙有宽度300mm袋装碎石拌合土,每阶挡墙顶部由上而下为种植土层、土工布+土工膜[9]、300mm厚粘土层、300mm厚排水层。第一阶挡墙下方设置透水面板及排水沟。

加筋挡土墙采用预制模块设计,要求预埋格栅抗拉强度不低于主格栅,且用连接棒将主格栅与预埋格栅连接完好,连接强度不低于主格栅的抗拉强度。

3 施工质量控制要点

3.1 材料质量控制

工程材料质量是工程质量的基础,进场材料必须严格按照材料报验程序执行。

3.1.1 土工格栅

进场应提供合格证、出厂检验报告、性能参数文件等质量证明文件,其各项指标应符合设计要求。按照相关规范要求,监理人员分批次进行见证取样,对尺寸偏差、炭黑含量、拉力强度试验、应力允许值等项目进行检测,待检测报告结果显示合格后方可使用。

3.1.2 加筋挡土墙预制模块

有条件应去预制厂进行考察,预制面板预制时应确保预埋格栅至少保证两个完整网孔,且与面板内钢筋绑扎良好。进场除检查合格证等质量证明文件外,还要对表观质量及尺寸规格进行检查,如有缺棱掉角、露筋情况的预制模块禁止使用。预制模块应有专用存放场地,板块间用方木衬垫,运输过程中采用专用夹具轻搬轻放。

3.1.3 回填料

要求填料采用强风化、中风化页岩为主的碎石类土,不应采用块石类土,要求回填料粒径最大粒径不超过100mm,内摩擦角不低于30°。

3.2 施工质量控制

3.2.1 CFG桩施工质量控制

CFG桩为水泥粉煤灰碎石桩,是一种低强度混凝土桩,利用桩间土的承载力共同作用将上层载荷传递到地下。大面积施工前要进行试桩,试桩对桩身强度、单桩承载力、复合地基进行检测,检测结果符合设计要求后方可大面积施工。

3.2.2 分层碾压及回填料摊铺

为保证施工质量,卸料时要控制卸料高度,摊铺厚度应均匀一致。本工程要求对回填区域分层碾压的每一层回填土进行压实度检测,分层厚度为250mm。为保证施工质量,应采用振动压路机,先轻后重碾压,严禁平行格栅方向碾压。为避免对预制模块造成机械破坏,靠近模块处应采用小型机械轻压。注意,雨雪天气不得施工。

每层压实度检测合格后方可进行下一道工序施工,每1000m2检测两点,不足1000m2检测两点。

3.2.3 格栅铺设

格栅下料长度不小于设计长度,主格栅垂直于墙面铺设,铺设在压实度合格的回填料上,不得重叠卷曲弯折,施工中要随时检查格栅下方填料,不得有大块石或者尖锐棱角的填料,以免损坏格栅。预制模块上的预埋格栅与主格栅之间用HDPE材质专用连接棒连接,连接强度不得低于主格栅抗拉强度。根据相关研究[4],机械和人员应避免在格栅上行走踩踏,格栅铺设完成后应尽快回填,避免筋材长期暴露。

3.2.4 预制模块安装

预制模块应采用专用吊具、夹具安装,安装前在条形基础上画出面板外缘线,遇到曲线部位应加密画线点。安装时用满足设计要求的砂浆调平,板外侧应勾缝。严禁采用石子或者铁片等支撑,每层面板安装误差要求小于10mm,每三层安装完成后应测量标高及位置偏差。

3.3 其他应注意的质量控制点

(1)施工时若遇到土质情况与勘察报告不符的情况应及时反馈。

(2)施工期间应采取临时排水措施,避免直接使用长时间泡水,含水量过高的回填料。

(3)袋装碎石土应采用普通编织袋外包土工布,碎石土采用级配碎石,土含量要求小于10%。

4 边坡监测

本项目为超高加筋挡土墙,为确保工程安全及质量,根据相关规范应进行边坡监测。具体监测方案应由有资质的单位进行编制,监测方案内容应考虑设计要求、稳定性、周边环境、施工进展等因素,包括但不限于监测目的、监测方法、测点布置、监测项目报警值、信息反馈制度等内容。施工初期宜每天监测一次,根据周边环境、气象信息等适时调整监测频率,若达到或接近报警值应加强监测。根据项目实际情况设置竣工后監测时间。

5 结语

本文基于大连市新监管场所建设项目工程实际,北侧挡墙长达千余米,场地地质情况复杂,对于地基承载力低的区域采用CFG桩加褥垫层地基处理,褥垫层厚度为500mm,对于地基承载力满足要求的地方采取开挖后加筋土到底处理方法,局部高度达18m的超高加筋挡土墙采用三阶多级设计,每阶挡墙顶边线间距为2.25m,采用土工布+土工膜的防渗设计,并对施工过程中重要质量控制点进行了简要说明。本项目超高挡土墙的相关质量控制经验,可供未来类似工程参考。

参考文献

[1] 郭丰勇,李贺.加筋挡土墙施工方法[J].科技创新导报,2012(2):42.[2]张飞,贾世林,朱玉明,等.台阶式加筋挡墙稳定所需加筋力计算方法与影响规律[J].岩土力学,2021,42(11):3079-3089.

[3] 张俊腾,杨祁,陈福全.加筋挡土墙的极限高度探讨[J].福建建筑,2018(8):74-77.

[4] 徐良杰.加筋土挡墙工作静动承载性能及格栅侧限蠕变特性研究[D].柳州:广西科技大学,2019.

[5] 侯欣欣.超高挡土墙的设计及其工程应用[J].建材世界,2010,31(6):52-54,57.

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