張吉成

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概況

加筋土作為一種新型的施工工藝，在道路路基施工中應(yīng)用較多，近年來在我省水利工程中基礎(chǔ)深基坑土方回填，高邊坡防護(hù)中開始推廣應(yīng)用。

淜頭水電站為壩后式電站，電站主副廠房與攔河閘壩相鄰布置，同時左岸上壩路位于電站主副廠房之間與攔河閘壩左岸相接，電站副廠房基礎(chǔ)及左岸上壩路部分路基位于攔河閘壩左岸深基坑回填區(qū)內(nèi)，最大回填高度17 m。為減小填方區(qū)土體的豎向和側(cè)向變形同時降低回填土體對混凝土側(cè)墻的壓力，設(shè)計(jì)方在本工程高填方段中采用了加筋土擋墻工藝，即加筋土與土工袋墻體形成獨(dú)立受力單元加筋土擋墻，利用土工格柵作為筋體約束土體橫向變形，減少對已有建筑物的壓力，同時通過各層加筋土間的相互約束，增加回填體的穩(wěn)定性，避免不均勻沉降對上部建筑物的影響。

加筋土擋墻分層厚度設(shè)計(jì)為20 cm，采用單向土工格柵作為加筋，每20 cm鋪設(shè)一層；與混凝土側(cè)墻之間采用土工袋堆疊成墻體，沿混凝土側(cè)墻布置，寬度1 m，土工袋成型規(guī)格為50 cm×100 cm×10 cm（寬×長×厚），分兩層疊放在鋪設(shè)的土工格柵上，下層沿側(cè)墻縱向布置，上層橫向布置，擺放完畢后用土工格柵反向包裹，按設(shè)計(jì)預(yù)留的土工格柵用連接板及“U”型釘與主加筋格柵連接固定于回填土上，再進(jìn)行土方回填，土工袋墻體與混凝土側(cè)墻間用碎石回填。典型斷面見圖1。

加筋土擋墻主要包括加筋土及土工袋墻體施工，本文僅對加筋土土料回填參數(shù)的確定、加筋土施工工藝進(jìn)行簡要敘述，通過加筋土施工工藝在本工程中的應(yīng)用，總結(jié)出幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，作為同類工程的借鑒。

圖1 加筋土擋墻典型斷面（圖中單位為mm）

2 加筋土土料回填參數(shù)的確定

加筋土依據(jù)設(shè)計(jì)要求對土料要求不高，本工程中土料來源主要為卵石混合土，經(jīng)篩分試驗(yàn)粒徑能滿足回填要求，確定采用卵石混合土作為回填土料。加筋土采用單向土工格柵作為加筋，拉伸強(qiáng)度應(yīng)大于5 0k N/m；土工袋采用專用土工袋，厚度大于1.1 m m，抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于5.8 k N。本工程卵石混合土料源及設(shè)計(jì)壓實(shí)指標(biāo)見表1。

表1 卵石混合土填筑的料源及設(shè)計(jì)指標(biāo)

為滿足設(shè)計(jì)要求，需通過碾壓試驗(yàn)確定碾壓設(shè)備、碾壓遍數(shù)、回填土鋪料厚度及最優(yōu)含水率。

1）試驗(yàn)參數(shù)的初步選定

根據(jù)施工現(xiàn)場情況及其他類似工程經(jīng)驗(yàn)，碾壓設(shè)備采用20 t振動碾，行走速度2 km/h，鋪料厚度初步定為25 cm，含水率初步設(shè)為6%～11%，碾壓遍數(shù)初步設(shè)為3～5遍進(jìn)行碾壓試驗(yàn)。根據(jù)選定參數(shù)進(jìn)行組合試驗(yàn)，先初步確定碾壓遍數(shù)，再確定鋪料厚度及最優(yōu)含水率。

2）碾壓試驗(yàn)場地

選在施工現(xiàn)場，試驗(yàn)場地為5 m×50 m，試驗(yàn)前先用推土機(jī)將試驗(yàn)區(qū)域整平，用振動碾壓實(shí)，在上面鋪一層試驗(yàn)料，用振動碾壓實(shí)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將這一層作為基層，然后在其上進(jìn)行碾壓試驗(yàn)。

3）碾壓試驗(yàn)流程、鋪填方法、碾壓方法

（1）碾壓試驗(yàn)流程

場地平整碾壓→基面測量高程→進(jìn)料（進(jìn)占法）→推平（控制鋪填厚度）→碾壓→測量高程→干密度、含水率檢測→下一場試驗(yàn)。

（2）碾壓方法

振動碾行車速度2 km/h，碾壓遍數(shù)采用前進(jìn)、后退為二遍計(jì)，輪壓重疊15～30 cm。

（3）松鋪及壓實(shí)厚度測量

試驗(yàn)組合均按1.0 m×1.0 m布置網(wǎng)格測點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀測量基面、鋪填層面及不同壓實(shí)遍數(shù)后，在同一測點(diǎn)上測量高程以計(jì)算松鋪厚度。

（4）壓實(shí)干密度檢測（包括卵石土料含水量）

壓實(shí)干密度按《土工試驗(yàn)規(guī)程》（SL273-1999）用灌水法進(jìn)行，試坑直徑為填筑料最大粒徑的3倍，每個試驗(yàn)組合測干密度3個。

4）碾壓試驗(yàn)成果

通過碾壓試驗(yàn)得出土料顆粒級配、碾壓遍數(shù)和虛鋪厚度對試驗(yàn)結(jié)果存在影響。

在本工程中卵石混合土土料級配是提高壓實(shí)密度、降低沉降變形的關(guān)健，施工中土料級配應(yīng)予保證，同時應(yīng)盡力做好土料的供應(yīng)均勻性和施工過程中施工工藝的均勻性。壓實(shí)厚度在20 cm時碾壓遍數(shù)超過4遍后壓實(shí)度增加不明顯，應(yīng)保證碾壓遍數(shù)；卵石混合土松鋪系數(shù)一般在1.24-1.25之間，鋪料厚度25 cm時碾壓遍數(shù)4遍均能達(dá)到設(shè)計(jì)厚度20 cm。

施工中采用顆粒級配連續(xù)且最大粒徑不大于鋪填厚度的2/3的卵石混合土土料；為減小顆粒分離采用混合鋪筑法（進(jìn)占法和退鋪法相結(jié)合）填筑，并加強(qiáng)現(xiàn)場施工人員的目視檢查和質(zhì)量控制。

最終確定采用20 t振動碾在行走速度2 km/h的情況下碾壓參數(shù)為：土料含水率控制在6%～10%之間，虛鋪厚度25 cm，碾壓遍數(shù)4遍能滿足設(shè)計(jì)要求。

3 施工工藝

加筋土回填關(guān)鍵是土料的選取，本工程中采用天然卵石混合土回填，應(yīng)對土料場土料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，采用連續(xù)級配且超徑少的土料。同時回填時每層盡量平整，施工時避免損傷土工格柵。

1）施工流程

測量放線→清理→現(xiàn)場平整碾壓→鋪設(shè)土工格柵→土工袋裝填堆疊→第一層回填碾壓（進(jìn)占法）→土工袋反包固定→第二層回填碾壓（進(jìn)占法）→松填碎石→下一循環(huán)

2）施工工序

（1）測量放樣

在施工前按照設(shè)計(jì)要求已經(jīng)做好控制測量，并進(jìn)行各加筋土區(qū)準(zhǔn)確測量放樣。

（2）清理整平施工場地

加筋土回填前清除施工場地的草皮、樹根、垃圾、淤泥等雜物，并排除積水。場地應(yīng)平整，并壓實(shí)。

（3）土工格柵鋪設(shè)

鋪放時，應(yīng)按要求裁剪出底層加筋格柵，按規(guī)定位置鋪設(shè)，并在坡面外預(yù)留出格柵反包所需的長度。格柵拉伸方向應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙方向進(jìn)行鋪設(shè)，各層格柵必須保持水平且相互平行鋪設(shè)。鋪設(shè)時，順拉伸方向搭接長度不小于0.6 m，每隔1.2 m用“U”型釘將格柵固定于地面，同時相鄰格柵需緊靠，每隔0.8 m用連接扣錨緊。

（4）土工袋裝填堆疊

土工袋采用與回填土相同土料裝填，應(yīng)注意飽滿度大致一致，并用專用封口機(jī)封口，用架子車裝運(yùn)。土工袋沿側(cè)墻混凝土方向鋪設(shè)，每次鋪設(shè)兩層，厚度20 cm，下層縱向鋪設(shè)，上層橫向鋪設(shè)。

（5）張拉

堆疊兩層土工袋后，在格柵另一自由端用自制的張拉梁拽緊格柵，在保持張拉力的同時，并用U型釘固定，以保證張拉設(shè)備移去后格柵不會回縮。

（6）反包格柵

用格柵將堆疊好的土工袋反包，并按設(shè)計(jì)將預(yù)留長度格柵與主加筋格柵連接在一起。連接采用專用連接板，固定用U型釘。

（7）填筑施工

回填時嚴(yán)格按照碾壓試驗(yàn)得出施工參數(shù)。

采用自卸汽車將土料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，采用進(jìn)站法鋪料，推土機(jī)攤鋪，20t振動碾碾壓。用厚度釘控制厚度。

對于振動碾不能靠近的扶壁擋墻背后附近區(qū)域，采用適宜的小型壓實(shí)機(jī)具或高性能的沖擊夯具采取薄填多壓（夯）處理。具體壓實(shí)工藝如下：

先用振動壓路機(jī)不開振排壓1遍，然后各種料采用相應(yīng)的試驗(yàn)參數(shù)得到數(shù)遍碾壓，達(dá)到表面無輪跡，無軟彈后及時按頻率檢測壓實(shí)度，達(dá)到要求時停壓；碾壓應(yīng)從拉筋中部開始，平行于墻面碾壓，先向拉筋尾部逐步進(jìn)行，然后再向墻面方向進(jìn)行，嚴(yán)禁平行于拉筋方向碾壓。壓路機(jī)重疊1/3輪寬；碾壓速度2km/h。碾壓后的壓實(shí)度應(yīng)符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

每層回填壓實(shí)完成后，按規(guī)范規(guī)定頻率進(jìn)行檢測，合格后進(jìn)行下層施工。

4 結(jié)束語

本工程的電站副廠房和左岸上壩路部分位于加筋土回填上方，在施工時對加筋土回填區(qū)進(jìn)行了靜載荷試驗(yàn)，并得出結(jié)論：該場地加筋土回填地基承載力特征值為132 kPa，滿足設(shè)計(jì)要求120 kPa，從另一個方面說明加筋土回填提高了回填土的承載力。

通過變形觀測，本工程加筋土回填區(qū)域沉降不明顯，對回填土地基的變形減少作用明顯，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。