王 川
(四川省場道工程有限公司, 四川 成都 610000)
加筋擋土墻是上世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一項土體加固技術(shù),是在土中加入拉筋,利用拉筋與土間的摩擦, 改善土體變形條件和提高土體的工程特性, 達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋墻由墻面板、拉筋、填料三部分組成。我國于上世紀(jì)80年代發(fā)展起來運用于公路,鐵路、水利、海港等領(lǐng)域。
河北承德民用機場為典型的高填方機場,場區(qū)屬構(gòu)造剝蝕中低山地貌,形成峰谷參差、沖溝發(fā)育,場區(qū)范圍內(nèi)侵蝕切割的相對高差達(dá) 229m。場區(qū)東北角(P123~138/H94~96)邊坡防護(hù)采用 HDPE塑料土工格柵加筋+漿砌塊石擋墻的復(fù)合型式(加筋擋土墻斷面見下圖)。漿砌加筋土擋墻共分8級,每級墻高5m,總高40m,為國內(nèi)機場最高。
在加筋土結(jié)構(gòu)中,由填土自重的外力產(chǎn)生的土壓力作用于墻面板,通過墻面板上的拉筋連接件將此土壓力傳給拉筋,企圖將拉筋從土中拉出。因此,只要拉筋材料具有足夠的強度,并且與土產(chǎn)生足夠的摩擦力,則加筋的土體就可以保持穩(wěn)定。
開挖基槽→砌筑漿砌塊石基礎(chǔ)→鋪設(shè)泄水管→鋪設(shè)碎石滲水層→砌筑漿砌塊石擋墻(按分層厚度)→填筑土石方(平擋墻砌筑面)→鋪設(shè)土工格柵→重復(fù)上述三個步驟至完成加筋層施工→砌筑無加筋層漿砌塊石擋墻→分層填筑土石方→設(shè)置擋墻壓頂
3.2.1 基礎(chǔ)開挖
基礎(chǔ)土方采用挖掘機開挖,自卸車運輸?;鶐r段要求開挖至基巖,即將覆蓋土層全部挖除。開挖寬度應(yīng)不小于下表:
覆蓋土層全部挖除后,將出露的基巖面開挖成臺階,臺階高度0.3~0.5m,臺階面要求內(nèi)傾1~3%坡度,每隔5.Om設(shè)置一道寬度0.3m、外傾1~3%坡度的滲水槽,開挖后經(jīng)過驗收合格才能進(jìn)行下一道工序施工。
3.2.2 漿砌塊石基礎(chǔ)施工
距離坡頂高度(m)漿砌塊石擋墻基礎(chǔ)最小寬度(不包括墻趾寬度)(m)墻面外開挖寬度(墻趾寬度)(m)承載力特征值要求(kPa)5~10 1.2~2.0 0.5~0.8 符合設(shè)計要求10~20 2.0~4.0 0.8~1.2 符合設(shè)計要求20~30 4.0~6.0 1.2~2.0 符合設(shè)計要求30~40 6.0 2.0 600
(1)砌石擋墻基礎(chǔ)起砌位置應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)開挖后的具體地形情況,以墻頂為起點,按擋墻墻面設(shè)計坡度向下反算確定。
(2)漿砌塊石擋墻基礎(chǔ)頂面砌成反坡,坡度1~2%。
(3)基礎(chǔ)頂面內(nèi)側(cè),鋪設(shè)一層厚度0.3m碎石滲水層。
(4)每隔5.Om設(shè)置150PVC管泄水孔,外傾5%。PVC管伸入導(dǎo)水盲溝中,進(jìn)水段(長度0.5m)設(shè)置透水孔,外包300g/m2無紡?fù)凉げ肌?/p>
3.2.3 漿砌塊石擋墻砌筑
(1)砌石擋墻用塊石要求選用堅硬、質(zhì)地均勻、無裂縫、不易風(fēng)化的石料,石面無風(fēng)化屑化、泥跡。塊石浸水抗壓強度等級不低于 30mPa。砌筑混合砂漿采用M10,外露面勾縫砂漿采用M7.5;砌筑土工格柵和克頂砼采用C20。
(2)單級漿砌塊石擋墻高度5.Om,相對下一級擋墻墻頂埋深0.8m,外側(cè)擋墻墻面坡度1:0.45。最上面一級擋墻頂面寬度0.6m,底面寬度1.Om;其它擋墻頂面和底面寬度均為1.0m。
(3)分段砌筑的漿砌塊石擋墻作為加筋擋墻的面板,墻體砌筑時將連接段土工格柵砌入。
(4)砌石擋墻臺階寬度1.5m,每級擋墻墻腳與下一級擋墻墻頂內(nèi)側(cè)之間0.5m采用12cm厚的C15砼進(jìn)行覆蓋處理,兼作排水溝,標(biāo)高低于墻頂10cm。覆蓋防滲處理在整個擋墻施工完成后進(jìn)行。
(5)擋墻沿縱向每隔10m設(shè)置一道變形縫,縫寬2cm,縫間用瀝青杉板填塞。變形縫從擋墻基礎(chǔ)至墻頂應(yīng)垂直,兩面應(yīng)平整,采用瀝青杉板沿墻外邊設(shè)置。
(6)外露面勾凸縫,勾縫前應(yīng)將石面清理干凈,勾縫外露厚度1.O~2.0cm,寬度應(yīng)均勻。
3.3.4 加筋材料鋪設(shè)
(1)加筋材料:采用HDPE(高密度聚乙烯)塑料土工格柵,擋墻北側(cè)和東側(cè)直線段采用單向格柵,轉(zhuǎn)交處弧線段局部采用雙向格柵,加筋材料參數(shù)見下表:
材料參數(shù)內(nèi)容 TGDG90 TGDG130 TGSG50筋材原料 HDPE HDPE HDPE生產(chǎn)工藝 整體拉伸,單向 整體拉伸,單向 整體拉伸,雙向拉伸斷裂強度(kN/m) 90.0 130.0 50.0 2%的伸長率拉伸強度(kN/m) 24.0 36.5 12.0 5%的伸長率拉伸強度(kN/m) 46.5 72.0 23.0蠕變極限強度(kN/m) 34.9 50.4 19.5
(2)土工格柵鋪設(shè)從坡頂向下5-20m,單向格柵采用TGDG90,20m以下,采用TGD1G30,雙向格柵采用TGSG50。加筋布置型號和范圍見下表:
(3)土工格柵鋪設(shè)包括錨固段埋設(shè)和加筋段鋪設(shè),應(yīng)注意做好連接,保證整體的加筋效果,連接格柵型號和標(biāo)高與埋設(shè)標(biāo)高對應(yīng)的格柵相同。
(4)錨固段土工格柵長度 1.8m,砌入漿砌塊石擋墻長度 1.0m,即覆蓋整個砌石擋墻。砌筑格柵時采用C20砼,砼鋪砌厚度應(yīng)保證格柵砌牢、平整。砌筑格柵前應(yīng)將砌石擋墻砌面砌平并將砌面清理干凈,砌筑后應(yīng)避免格柵擾動。
(5)加筋段土工格柵鋪設(shè)時應(yīng)張緊,在主要受力方向通長布置。
(6)錨固段土工格柵和加筋段土工格柵連接采用搭接,綁扎牢固,直線段采用Φ20鋼筋或?qū)S眠B接桿穿插連接,弧線段采用鋼絲擰接,橫向搭接不小于20cm。
直坡段 弧段坡坡高(m) 加筋材料 長度(m)分層厚度(m) 加筋材料 長度(m) 分層厚度(m)5-10 TGDG90 10.0 0.7 TGSG50 15.0 0.7 10-15 TGDG90 12.0 0.7 TGSG50 15.0 0.7 15-20 TGDG90 15.0 0.7 TGSG50 20.0 0.7 20-25 TGDG130 20.0 0.7 TGSG50 24.0 0.7 25-30 TGDG130 24.0 0.5 TGSG50 24.0 0.5 30-35 TGDG130 27.0 0.5 TGSG50 27.0 0.5 35-40 TGDG130 30.0 0.5
3.3.5 填料鋪筑壓實
(1)加筋范圍內(nèi)的填筑材料采用塊石,最大粒徑要求不大于 15cm,采用推填法施工,推土機的行走方向在場地條件較寬(大于20m)時應(yīng)即垂直于坡頂線方向,推填時設(shè)專人觀察土工加筋材料的平整情況,出現(xiàn)松弛或隆起現(xiàn)象,應(yīng)及時對其張緊和整平,填料初壓實前,載重機械不得在鋪筑的土石方工作面上行駛,填料的最大松鋪厚度按照土質(zhì)的類型及壓實機具的性能經(jīng)過試驗確定。
(2)壓路機采用振動壓路機。碾壓時遵循先輕后重,先慢后快的原則,壓路機速度控制在2-3km/h。
(3)距離砌石擋墻1.0m,采用人工鋪填,用蛙式打夯機或平板振搗器等輕型夯實機械夯實。
(4)在鋪設(shè)土工格柵前應(yīng)將工作面整平并壓實,避免硬質(zhì)填料的尖銳棱角損壞土工格柵。
(5)土石方填筑壓實正式施工前,應(yīng)先進(jìn)行填筑壓實試驗,通過現(xiàn)場試驗確定填筑壓實施工參數(shù)。
(6)土石方填筑施工應(yīng)注意對砌石擋墻的保護(hù),避免損壞或擾動。
(7)高填方邊坡填筑施工時必須注意臺階開挖和填挖交界處、填筑交接面等位置的搭接處理。施工過程中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行相應(yīng)的搭接處理,形成搭接面的均勻過渡,減少地基的不均勻沉降對土石方填筑質(zhì)量的影響。
(1)在準(zhǔn)備材料時,應(yīng)對材料進(jìn)行質(zhì)量驗收檢查,以確保材料符合技術(shù)規(guī)范要求。
(2)筋帶鋪設(shè)時盡量縮短暴露時間,及時用填料覆蓋,施工時暴露總時間不得超過8h。
(3)嚴(yán)格控制填料質(zhì)量,包括其粒徑、含水量等,確保填料在最佳含水量時進(jìn)行碾壓以達(dá)到最大壓實度。
在面板砌筑時,應(yīng)嚴(yán)格控制砂漿施工配合比;砂漿的配比是否合適,是關(guān)系到工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。墻體表面平整,砌縫完好、無開裂現(xiàn)象,勾縫平順、無脫落現(xiàn)象。
(1)各道工序須經(jīng)有關(guān)部門驗收合格后方可進(jìn)行下道工序施工,并做好施工的驗收記錄。
(2)做好施工現(xiàn)場的排水工作,遇到降雨天氣應(yīng)將水迅速排出或?qū)⑹┕がF(xiàn)場進(jìn)行遮蓋。
落實專人負(fù)責(zé)跟蹤和記錄以上質(zhì)量控制點的狀態(tài)和效果,并及時向項目負(fù)責(zé)人和項目技術(shù)負(fù)責(zé)人反饋質(zhì)量控制信息,保持質(zhì)量控制點的受控狀態(tài);隨著工程的展開及施工條件的變化,隨時或定期進(jìn)行控制點范圍的調(diào)整和更新。
承德機場漿砌加筋擋土墻高達(dá)40m, 建成后無明顯變形、沉降, 施工技術(shù)與質(zhì)量控制是成功的。同時本工程采用加筋擋土墻施工,減少填方量約 100×104m3,減少征地面積約100畝,節(jié)約投資約2600萬元。同時可以避免放坡后與山谷相交對山谷溝底排水的影響,具有顯著的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益。