尉英华

（中铁二十二局集团第四工程有限公司，天津 301700）

1 概述

随着交通运输业的快速发展,道路形式也越来越多，从而在施工中常常会遇到一些不良的施工环境，不良的地质，如湿陷性黄土。

本项目工业场地受地理位置限制和地质情况复杂的特殊性，湿陷性黄土的土质。地基承载力低，无法满足施工要求。如果不予有效处理，会影响地基的稳定性。因此，在进行工程建设时结合工程建设的实际情况，设计采用了高陡边坡加筋土反包生态袋坡面防护新型结构型式，加筋土边坡的施工是在长度方向层间距为40cm处铺设多层单向土工格栅，边坡的排水是靠30 厘米厚的碎石层。碎石排水层与土层之间用土工布隔离，坡顶及错台处设置散水，坡脚处设置排水沟。基坑的坡面我们采用的是土工格栅反包生态袋的组合。生态袋内填充符合要求的耕植土，可以达到植草生长绿化防护边坡的作用。通过分析计算及实施监测保证了整体的稳定性，希望为其他类似条件及类似环境工程施工提供经验。

2 工程概况

山西某煤炭储运装系统二期填方边坡工程新建场区，北侧和东侧为荒山和冲沟，西侧为公路。项目建成了长度850 米，断面形式为坡度1:0.5 的加筋边坡。本工程填方区FG 段边坡高度高达30 米，而且土质是一种特殊性质的土- 湿陷性黄土，边坡高度高，土质不良等，如果按一般的方法占地面积很大。但是本工程占地相对较少，困难很多。

经过分析研究，原来的方案是缓坡放坡，需要大量征地拆迁，造价很大。为了节约占地面积，减少了原来拟缓坡放坡方案的征地拆迁。设计采用了高陡边坡加筋土反包生态袋坡面防护新型结构型式。土方工程中挖方土经过处理直接作为填充材料，可以就地取材，施工快捷，机械化作业分层摊铺分层碾压加筋土，工序简单，降低了工程造价并缩短了施工周期。坡面植草绿化与边坡同步施工，确保了边坡结构的稳定性，并形成了生态环保景观坡面。填方区设计采用土工格栅加筋结构，单向土工格栅采用高密度聚乙烯（HDPE）,根据地形边坡高度不同，格栅类型采用EG90R、EG130R、EG200R 等三种类型。土工格栅质控拉伸强度分别对应为≥90KN/m、≥130KN/m、≥200KN/m。加筋边坡工程分为AB、BC、CD、DE、EF、FG、GH 等共7 段14 个剖面，边坡高度位于5.9～30m 之间。土工格栅层间距40cm，水平铺设长度采用6m、10m、15、20m、23m、25m、28m 不等，断面形式自上向下每10 米设一2 米宽台阶；边坡排泄水系统分为坡体排水和坡面排水。坡面防护系统采用格栅反包式生态袋型式，植草绿化防护。（见图1）

图1 加筋边坡断面图

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程（见图2）

图2 施工工艺流程图

3.2 工艺原理

反包式土工格栅加筋土边坡的拉筋是多层的单向土工格栅，填充材料为填土。随着每一层土工格栅的铺设，并且不断地填充土，它们之间就形成了组合的边坡形式。土工格栅抗拉强度很大，它不仅可以对土形成锁定、摩擦、咬合的作用，而且可以对地基的承载力增强起到非常的的效果，并且增强地基稳定性能。多层网状结构使基床底部加固，达到良好的整体抗剪能力。土工格栅还能有效地避免在施工过程中被机具碾压破坏而造成的施工损伤。基坑的边坡采用的土工格栅反包生态袋组合，生态袋中装入符合要求的耕植土和草籽，达到绿化并护坡的作用。

3.3 施工顺序及操作要点

3.3.1 基床底部的开挖，并清理基底

排除原地面积水，清除树根、杂草、淤泥等杂物。在容易积水的周围场地要开挖临时的排水沟。根据测量中线和边桩开挖，一定不能超挖。在靠近最下层或边坡的部位要改成人工开挖，开挖到可以碾压到设计标高的压实量（设计标高就是基床底层要铺设格栅的标高）最后检验表面，不能有碎石，块状石头之类的凸出物。

3.3.2 人工铺设第一层（下）筋材

按施工图纸的要求，根据定位线的长度裁剪出合适加筋格栅，长度=定位放线长度+1.5（米）其中1.5 为土工格栅反包所用的长度。铺设时，在基床的轴中心线方向上，土工格栅强度高的方向要垂直于它。土工格栅铺设时要尽量拉紧平直，不能出现褶皱。格栅之间要保持水平。每幅叠合长度（纵向）不小于15cm。铺设时要用U型钉或其它连接件固定搭接部分，基本上在宽度为1 米的范围内，尽量均匀布置六根U 型钉。在铺完一段后，一般为15 米，就必须进行人工拉紧和调直一次，以保证格栅不变形。每铺完一段，用钉子固定好接头后，要用压路机慢慢向前拉升铺设，接着再铺下一断。该工序要采用不小于12 吨级的压路机分层碾压夯实回填土。

土工格栅铺设完毕后，必须先进行检查，其检查标准见表1。

表1

3.3.3 分层碾压夯实回填土

在最底的那一层土工格栅和生态袋后分层填充一定重量的土。土工格栅应通过人工张来增加应力。格栅另一自由端用张拉梁拽紧土工格栅，固定端是穿果格栅网孔固定格栅的张拉梁，这时开始对其施加张拉应力（1～3KN）,使格栅之间拉紧。此时在格栅上填铺一层重量的土，即使到一定时间后，撤去张拉设备，格栅也能保持张拉。最后释放张拉应力。在筋材上压上填土，回填土施工设备主要是自卸车+装载机+推土机+振动压路机互相配合。运土、摊铺，、碾压流水作业。压实度要达到95%以上。在填料时，要“先两边后中间”的原则。上下两层之间的填料不能有使格栅破坏的硬物。填料要保持一定的粒径，两层格栅间的加筋土填料设计厚度为40cm，分层摊铺分层碾压，直至达到设计要求。

3.3.4 反包生态袋连接土工格栅

用反包格栅反包生态土袋(土袋内装有混有草种的耕植土)，把它们放到铺设的填土上。码放时长边缝合线要向内，相邻部分咬合150mm 左右。每层码放后要用人工夯实、夯平。一般的工具是小木锤。然后用土工连接棒将每层加筋格栅与反包格栅连接，形成一个整体。

3.3.5 依次重复上面的施工工序，符合要求尺寸为止。（见图3、4）

图3 加筋边坡大样图

图4 连接棒与格栅连接示意图

3.3.6 操作要点及施工控制措施

3.3.6.1 土工格栅（HDPE）质量要求应符合表1 土工格栅技术指标表中相关数值。坡背开挖缓坡，开挖深度应满足格栅设计长度要求，坡度保证挖方边坡自身稳定。坡度陡于1:5 时，必须开挖台阶。台阶宽度根据施工条件、施工土质等计算确定，一般不小于2m 台阶。如果坡度很陡，而且碰上不良的地质环境，可通过计算，调整一下台阶的高度，但是最高必须保证加筋格栅可以铺设到开挖台阶尾部。施工过程中，避免对下层土的扰动。

表2 土工格栅技术指标表

3.3.6.2 首先一定要先检查基床铺筑宽度、厚度及含水量是否符合要求，合格后，才能进行下一步工序- 碾压。碾压要采用“先轻后重”的原则，最后要采用不小于12 吨级的压路机。实际填土的高度=设计标高+预沉量值。这样可以保证标高经过长时间符合要求。最后保证填料含水率Wop 是最佳含水率±2%，压实后平整度达标，高差小于或等于10cm。在距离边坡1.5 米范围内应用小型振动碾压机械进行碾压作业。压实度均应达到94%以上，严格控制填方的压实度是保证加筋土工程成功的关键环节。

3.3.6.3 禁止履带式机械直接碾压在格栅上，否则格栅容易损害。只有填士必须填充到可以盖住格栅且一般不小于15 厘米时，才可以用机械碾压。压实机械不得采用羊角碾。每完成一层施工作业，要对压实度、高程、宽度等指标进行验收，应达到相关标准。

3.3.6.4 土工格栅如果铺设在外转弯处的时候，它应该按两个转面都垂直于挨着的墙面水平铺设。如果有未铺设全的位置，允许的最大距离为10 厘米，否则在空缺处加铺土工格栅。反之，如果在里面转弯处，土工格栅铺设时肯定会有搭接，那么土工格栅也要紧挨内墙并且垂直墙面水平铺设，保证格栅张紧。如果条件不好，可用钉固定土工格栅于填土层表面。

3.3.6.5 生态袋装入的草籽，一般要符合设计要求，多为耐干旱，生命力顽强的草籽。草籽与肥料按一定比例混合，再与耕植土搅拌均匀后装入生态袋。土工布在包裹碎石排水层时，土工布的搭接长度不小于30 厘米。反滤排水碎石层的粒径大小应在20 毫米到80 毫米之间的连续级配的碎石。它的饱和抗压强度应大于30Mpa。

4 施工总体效果和综合分析

在工程建设中采用采用了土工格栅加筋新型结构型式，建成了断面形式为坡率1:0.5 的二期场区加筋边坡。质量检测填土分层压实度合格率为100%，反包连接的连接棒覆盖率为100%。水平位移及沉降观测数值符合设计及规范要求。这种方法可以缩短地基沉降时间，减少工期，减少工程造价。资源消耗较低，施工工艺应用简单，可操作性强，可大面积采用机械作业，机械化程度高，施工进度快并且质量容易得到保证。边坡及坡体排水系统通畅，绿化植被成活率高，边坡坡面平顺稳定。

将原弃土可作为满足设计要求的土方进行加筋土结构填料填筑，降低地基处理费用，节省施工成本同时降低弃土场征地拆迁、弃土以后的生态恢复成本大约为226 万元。减少征地拆迁、青苗补助赔偿116 万元。总体折算下来，降低工程造价约920 万元。（表3）

表3 土工格栅加筋新型结构型式与缓坡放坡原方案对比表

5 结论

反包生态袋土工格栅加筋土边坡施工应用在本项目填方区中，有效解决了场区地理位置受限和湿陷性黄土地区复杂地质等种种不利因素，减少了占地，地基承载力得到有效保证，工艺流程简单易操作，完工后的边坡结构稳定，植被茂盛生态环保，坡面造型美观。通过实践证明，这种组合模式不管是从经济还是环境保护都有很大的益处，具有较好的应用前景。在未来的施工项目中，希望广泛应用。