【摘要】本文通過在肯尼亞內(nèi)羅畢至西卡高速公路中通道兩側(cè)的高填方段使用加筋土擋墻技術(shù),較好地解決了道路紅線狹窄、工程造價(jià)大幅增加的問題,達(dá)到了避免過多占用土地、減少造價(jià)、節(jié)約資源、加快施工速度等目的。
【關(guān)鍵詞】加筋土擋墻;面板;加筋帶;高填土
由我公司施工的肯尼亞內(nèi)羅畢至西卡高速公路已經(jīng)于2012年7月順利交工,經(jīng)過近2年的運(yùn)營,工程質(zhì)量良好。該項(xiàng)目榮獲了2012-2013年度國家優(yōu)質(zhì)(境外)工程獎(jiǎng)。在該工程中,在通道兩側(cè)等高填方段使用的加筋土擋墻技術(shù)成為該工程一大特色,解決了城區(qū)土地資源緊缺、工程造價(jià)大幅增加的困難,同時(shí)還加快了施工速度,優(yōu)美的線形和外觀也為城市增加了美感。
1、工程概況
該工程系從內(nèi)羅畢至西卡城之間的國家主干線,是肯尼亞首條高速公路,全線長41.88公里,設(shè)計(jì)加筋土擋墻16處,總計(jì)面積超過60000m2,主要位置在跨線橋和橫穿通道的兩端。
加筋土擋墻是由墻面板,拉筋和填料三部分組成的復(fù)合結(jié)構(gòu),依靠填料與拉筋之間的摩擦力,平衡墻面板所受的水平土壓力(稱為加筋土擋墻的內(nèi)部穩(wěn)定),并以這一復(fù)合結(jié)構(gòu)抵抗拉筋尾部填料所產(chǎn)生的土壓力(稱為加筋土結(jié)構(gòu)的外部穩(wěn)定),從而保證了整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。墻面板采用1000×500×180mm的矩形混凝土預(yù)制板,每塊板預(yù)留方孔作安裝固定加筋帶使用,并設(shè)四個(gè)拉筋連接頭;拉筋采用的是鋼塑復(fù)合加筋帶,碳素彈簧鋼絲外裹聚乙烯復(fù)合而成的條帶狀土工合成材料。加筋帶兼具剛性和柔性材料的特點(diǎn),其主要受力元件為鋼絲,蠕變量很小。加筋帶表面有經(jīng)熱擠壓而成的粗糙花紋,有效地提高了筋帶與填土間的似摩擦系數(shù)。經(jīng)抗老化處理的聚乙烯保護(hù)層,具有耐酸、堿、鹽腐蝕的化學(xué)特性,并且可抵抗因紫外線輻射而造成的老化。墻頂設(shè)30×110cm帽石,以保證頂層墻面板穩(wěn)固。填料采用粒狀土,填料最大干容量1.909g/m3 ,最佳含水量8.5%。
2、施工程序及要點(diǎn)
2.1基礎(chǔ)施工:基坑開挖后,現(xiàn)澆C15基礎(chǔ)墊層,然后綁扎鋼筋,按照設(shè)計(jì)圖紙澆筑基礎(chǔ)混凝土,基礎(chǔ)采用素混凝土每隔12m(非洲標(biāo)準(zhǔn)鋼筋長度為12米)設(shè)一泄水孔,基礎(chǔ)中間留一凹槽,以便底層墻面板安裝。
2.2安裝墻面板:安裝時(shí)要注意板面稍向內(nèi)傾斜,預(yù)留施工中出現(xiàn)的水平位移,具體位移數(shù)值應(yīng)綜合面板高度,壓路機(jī)械而定。該工程預(yù)留水平位移為1.5cm,用水平尺控制。
2.3布置筋帶:按照設(shè)計(jì)要求采用專用筋帶剪對加筋帶進(jìn)行下料,現(xiàn)場由人工將加筋帶穿入面板預(yù)留孔,加筋帶尾部呈扇形散開,均勻間距布置。在拉筋帶末端處用鐵釬固定筋,上下每層筋帶間距50cm。
2.4設(shè)置反濾層:在墻面板后回填透水性材料(本項(xiàng)目為混合級配碎石,最大粒徑不超過20mm),反濾層厚度為50cm,用小型壓路機(jī)壓實(shí)。
2.5填土壓實(shí):靠近面板100cm寬度填土采用小型壓路機(jī)壓實(shí),每層厚度不超過10cm;其它部位填土應(yīng)由邊向內(nèi)降低3—5cm,預(yù)防填土下沉使拉帶松馳,采用重型壓路機(jī)壓實(shí),每層厚度不超過15cm。填土壓實(shí)后經(jīng)檢測合格再填下一層土。
3、質(zhì)量控制要點(diǎn)
3.1 布置筋帶。土中拉筋的主要作用是約束土粒的側(cè)向位移,因此拉筋必須設(shè)置在土體應(yīng)變大的區(qū)域內(nèi),并且其方向應(yīng)平行于該處主拉應(yīng)變的方面,否則,拉筋的效果就會(huì)下降。拉筋的方向同水平面(主拉應(yīng)變方向)的傾角越大,加筋土的強(qiáng)度越低,當(dāng)傾角大于550以后,加筋土的強(qiáng)度反而低于素土,因此,拉筋應(yīng)盡量水平布設(shè)并垂直于墻面。
3.2填土質(zhì)量。一是填料質(zhì)量,由于加筋土的工作原理是填土與拉筋之間的摩擦作用,故加筋土所用的土料需要有較高的磨擦力,一般宜用透水性的砂類土,碎石土。根據(jù)美國公路1978年加筋土的標(biāo)準(zhǔn),加筋土填料的塑性指數(shù)要小于6,并要求通過200號篩的顆粒重量不超過25%。二是填料壓實(shí)質(zhì)量,填土壓實(shí)度越大,拉筋與土粒接合越緊密,兩者間磨擦力越大,加筋土結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。一般情況下填土壓實(shí)度應(yīng)在95%以上。
3.3墻面板水平位移。在加筋土擋墻施工過程中應(yīng)對墻面水平位移進(jìn)行監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)過大位或位移突然變化時(shí)就可采取相應(yīng)的施工補(bǔ)救措施,避免工程事故的發(fā)生。位移監(jiān)控的具體方法是沿?fù)跬翂吘壴O(shè)置一條基線,運(yùn)用三角網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控。
4.加筋土擋墻的優(yōu)點(diǎn)和推廣
4.1施工技術(shù)簡單。加筋土擋墻的施工只是單純作業(yè)的重復(fù),不需要腳手架支撐,也不必在養(yǎng)護(hù)上花費(fèi)時(shí)間,全部作業(yè)可在填土一側(cè)進(jìn)行,可以大大縮短工期。
4.2地基處理費(fèi)用低。由于加筋土結(jié)構(gòu)是柔性結(jié)構(gòu),對地基承載力要求不高。本項(xiàng)目的地質(zhì)情況較好,地基能夠滿足承載力要求。
4.3不受作業(yè)面限制。由于擋墻是預(yù)制的墻面和拉筋以及填土形成,在狹窄施工場地或嚴(yán)格限制噪音、振動(dòng)的地方也能建造,易于采用流水作業(yè)施工法。
4.4易于就地取材。填料使用的材料在工程沿線比較容易開挖,價(jià)格低廉,大大的降低了工程造價(jià)。
4.5節(jié)約土地,造形美觀。加筋土擋墻墻面為一豎直平面,尤其是在城市地區(qū)能夠節(jié)約大量的征地拆遷費(fèi)用,收到較好的社會(huì)效果。由于墻面板形狀統(tǒng)一,各種圖案易于布置。
肯尼亞內(nèi)羅畢至西卡高速公路,系在原7m寬舊路基礎(chǔ)上升級改造的東非第一條高速公路,原有舊路范圍內(nèi)眾多的建筑物已經(jīng)成型,通過廣泛的采用加筋土擋墻技術(shù)連接過路通道,節(jié)約了大量土地,避免了大量的拆遷工程量,從而加快了施工工期,節(jié)約了造價(jià)。通過在該工程中的成功運(yùn)用,得到肯方專家的高度評價(jià)和認(rèn)可。目前該技術(shù)已經(jīng)廣泛推廣到肯尼亞內(nèi)羅畢城區(qū)的眾多市政道路和鄰近烏干達(dá)、坦桑尼亞的國家高速公路施工中。
參考文獻(xiàn):
[1]肯尼亞道路部施工技術(shù)規(guī)范