楊繼超
中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司 陜西西安 750065
水電工程中常常需要利用擋土墻來對山體或土體進(jìn)行阻隔,防止塌落。其主要運(yùn)作原理是在土體中加入可以增加土體強(qiáng)度的材料,如可以加入有較強(qiáng)彈性的拉筋條或其他彈性紡織物,主要靠拉筋和土之間的較大摩擦力,使得土體的彈性強(qiáng)度增加,從而使得墻體達(dá)到足夠的穩(wěn)定。一般應(yīng)用于河堤兩側(cè)填方區(qū),加筋土擋墻具有工程造價低,適應(yīng)基礎(chǔ)變形能力強(qiáng)等特點[1]。
在水利水電工程加筋土擋墻施工的過程前,需要根據(jù)《水工檔土墻設(shè)計規(guī)范》(SL379-2007),計算擋土墻的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定,常規(guī)手算較為繁瑣,可采用較為成熟的GEO5巖土設(shè)計和分析軟件或者M(jìn)idas SoilWorks軟件計算,這兩款軟件均包括加筋擋土墻模塊。
(1)在墻體建設(shè)時,一般會將邊坡比設(shè)置為4:3,并在墻體的下部設(shè)置高達(dá)8m的混合模塊的加筋土擋墻,上部設(shè)置高5m的包裹式的加筋邊坡,并且在墻體的上部和下部之間設(shè)臺階,通常為規(guī)格2m的臺階。并且在擋土墻的豎向方向分段鋪設(shè)最低埋深不低于0.6m的單向土工格柵。
(2)進(jìn)行坡面的鋪設(shè)時,應(yīng)用到了碎卵石土袋,并沿著線路水平平整鋪放。
(3)不同的填料,也有不同的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)填料中有較多的較大顆粒時,較大顆粒的總含量不得超過15%,尺寸不得大于20cm。而在僅使用黏土作為填充料時,則需要混入部分碎石塊,以增加填料的強(qiáng)度。不得摻入其它會降低填料強(qiáng)度的土質(zhì),如凍土、耕植土。并且要去除填料中的有機(jī)質(zhì),使其含量低于5%。
在護(hù)腳擋墻選擇到了配合比為C20的砼擋墻,并且依次間隔10cm留出變形縫,謹(jǐn)防護(hù)墻墻體發(fā)生脹裂。并在必要處設(shè)置沉降縫。如:基巖交匯處,護(hù)腳突出處。規(guī)格一般不超過3cm。在沉降縫內(nèi)填充彈性防水材料。并設(shè)置埋入深度不低于20cm、外徑為10cm的排水管道,保障墻體的排水功能[2]。
(1)在墻體底部設(shè)置排水層,鋪設(shè)足夠厚度的碎石層。一般為30cm。保證在筋體加入后的排水效果。
(2)為保障排水質(zhì)量,還應(yīng)在護(hù)腳墻上每隔2.5m就要設(shè)置排水管道。并與上文中提到的在墻體底部鋪設(shè)的排水層相連接,構(gòu)建完善的排水網(wǎng)絡(luò)。
對擋墻的墻面要做一定的防護(hù)處理,上部墻面中加入團(tuán)粒劑,使表面變?yōu)橛锌癸L(fēng)雨侵蝕能力的結(jié)構(gòu),下部采用組合模塊進(jìn)行墻面設(shè)置。
工程實施前,要先對基礎(chǔ)進(jìn)行處理,擋土墻基礎(chǔ)必須坐落于砂礫石基礎(chǔ)上,若遇到淤泥等軟弱基礎(chǔ),需要將其挖除,采用砂礫石換填并壓實,壓實后相對密度不小于0.65。
2.2.1 砼施工
在完成基礎(chǔ)的挖掘工作后,依照現(xiàn)有的數(shù)據(jù),按照尺寸表向上澆筑混凝土(混凝土型號為C20)。分層高度設(shè)在2m到3m之間,并每間隔10m左右就設(shè)置沉降縫,沉降縫寬度不超過2cm,而后填入填縫材料。在墻內(nèi)自沉降縫下2.5m處埋設(shè)外徑為10cm的排水管道。在管道下方大約0.1m處,在墻體內(nèi)側(cè)鋪設(shè)填充30cm寬的碎石層(反濾料)至墻頂最高處,并與填筑路基分隔開來。將木質(zhì)模板使用外徑為14cm的鋼筋進(jìn)行固定處理。而在混凝土入倉時,選擇使用型號為9m3的混凝土攪拌運(yùn)輸車。水平運(yùn)輸至倉上方,直接將混凝土入倉。而后進(jìn)行人工振搗。
2.2.2 路基填筑
路基的填筑工作要在混凝土澆筑完模板,并且強(qiáng)度達(dá)到最終目的強(qiáng)度的70%時開展。并在開工前對施工區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理,一般使用反鏟挖掘機(jī)將路基表面的雜物處理掉,同時將施工坡度高于1:5的坡度挖成臺階,方便施工。使用施工場地現(xiàn)有的土石,每30cm為一層進(jìn)行填充,并壓實[3]。
2.2.3 加筋土擋墻下部施工及墻背部路基填筑
(1)加筋土擋墻下部施工。加筋土擋墻要等到墻體混凝土澆筑工作和墻背路基的填筑結(jié)束后才能開始施工。施工前,應(yīng)先澆筑地基梁。墻體在外側(cè)1m處,沿墻體方向澆筑標(biāo)號為C30的混凝土。在鋪設(shè)第一層A型砌塊同時預(yù)留鋼筋插孔。在此地基梁內(nèi)側(cè),鋪設(shè)高度約為30cm的碎石層,作為底層填料。經(jīng)壓實處理后,在上方填筑20cm厚的土層,再次進(jìn)行壓實處理。直到第一層土工格柵預(yù)設(shè)的最低高度。而后在墻體寬度內(nèi)開展土工格柵的安設(shè),直到第一層A型砌塊處內(nèi)側(cè)反包。而后開始砌塊的正式鋪設(shè)。首先安裝A1型砌塊,并放置袋裝碎卵石,填筑40cm的土料。而后反向鋪設(shè)一層B型砌塊至土工隔柵設(shè)計最高高度,放置袋裝碎卵石,再次進(jìn)行土料填充。厚度為40cm。而后再次進(jìn)行A型砌塊安裝,重復(fù)以上操作,往復(fù)循環(huán)[4]。
(2)墻背部路基填筑。墻背部分的擋墻的填筑采用了分層填筑的方法。每層高度在30cm-40cm之間,確定分層填筑的高度后進(jìn)行墻背部分的路基填筑。
2.3.1 加筋土擋墻上部施工
擋墻上部分的填筑工作,要在上部路基和墻背路基的填充工作完成之后進(jìn)行。然后自外線到內(nèi)2m處,以坡度標(biāo)準(zhǔn)4:3進(jìn)行擋墻上部的填筑施工。首先,在施工目標(biāo)的寬度范圍之內(nèi),安置第一層的土工格柵,采用A型格柵。同時用連接棒,使得此處的格柵與下部的B型格柵的上層部分構(gòu)建連接。在加筋土擋墻外側(cè)2m處反包,并鋪置袋裝卵石。而后在此基礎(chǔ)上填筑土料,高度為60cm,反包1.5m后再次由內(nèi)向外安設(shè)A型土工格柵。而后重復(fù)上述操作。直到鋪設(shè)高度達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)。
此文中所述施工工藝,在之前不存在可以借鑒的案例。因此在實施這種新型的組合擋土墻的工程實施是意義非凡的。必須在施工過程中注重發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、總結(jié)經(jīng)驗。此項施工工藝可以為客戶大大縮短交工期,節(jié)省了資金消耗。為后來的施工工藝的發(fā)展提供了很好的經(jīng)驗。