尉英華

（中鐵二十二局集團(tuán)第四工程有限公司，天津 301700）

1 概述

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,道路形式也越來越多，從而在施工中常常會(huì)遇到一些不良的施工環(huán)境，不良的地質(zhì)，如濕陷性黃土。

本項(xiàng)目工業(yè)場(chǎng)地受地理位置限制和地質(zhì)情況復(fù)雜的特殊性，濕陷性黃土的土質(zhì)。地基承載力低，無法滿足施工要求。如果不予有效處理，會(huì)影響地基的穩(wěn)定性。因此，在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)結(jié)合工程建設(shè)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)采用了高陡邊坡加筋土反包生態(tài)袋坡面防護(hù)新型結(jié)構(gòu)型式，加筋土邊坡的施工是在長度方向?qū)娱g距為40cm處鋪設(shè)多層單向土工格柵，邊坡的排水是靠30 厘米厚的碎石層。碎石排水層與土層之間用土工布隔離，坡頂及錯(cuò)臺(tái)處設(shè)置散水，坡腳處設(shè)置排水溝?；拥钠旅嫖覀儾捎玫氖峭凉じ駯欧窗鷳B(tài)袋的組合。生態(tài)袋內(nèi)填充符合要求的耕植土，可以達(dá)到植草生長綠化防護(hù)邊坡的作用。通過分析計(jì)算及實(shí)施監(jiān)測(cè)保證了整體的穩(wěn)定性，希望為其他類似條件及類似環(huán)境工程施工提供經(jīng)驗(yàn)。

2 工程概況

山西某煤炭?jī)?chǔ)運(yùn)裝系統(tǒng)二期填方邊坡工程新建場(chǎng)區(qū)，北側(cè)和東側(cè)為荒山和沖溝，西側(cè)為公路。項(xiàng)目建成了長度850 米，斷面形式為坡度1:0.5 的加筋邊坡。本工程填方區(qū)FG 段邊坡高度高達(dá)30 米，而且土質(zhì)是一種特殊性質(zhì)的土- 濕陷性黃土，邊坡高度高，土質(zhì)不良等，如果按一般的方法占地面積很大。但是本工程占地相對(duì)較少，困難很多。

經(jīng)過分析研究，原來的方案是緩坡放坡，需要大量征地拆遷，造價(jià)很大。為了節(jié)約占地面積，減少了原來擬緩坡放坡方案的征地拆遷。設(shè)計(jì)采用了高陡邊坡加筋土反包生態(tài)袋坡面防護(hù)新型結(jié)構(gòu)型式。土方工程中挖方土經(jīng)過處理直接作為填充材料，可以就地取材，施工快捷，機(jī)械化作業(yè)分層攤鋪分層碾壓加筋土，工序簡(jiǎn)單，降低了工程造價(jià)并縮短了施工周期。坡面植草綠化與邊坡同步施工，確保了邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并形成了生態(tài)環(huán)保景觀坡面。填方區(qū)設(shè)計(jì)采用土工格柵加筋結(jié)構(gòu)，單向土工格柵采用高密度聚乙烯（HDPE）,根據(jù)地形邊坡高度不同，格柵類型采用EG90R、EG130R、EG200R 等三種類型。土工格柵質(zhì)控拉伸強(qiáng)度分別對(duì)應(yīng)為≥90KN/m、≥130KN/m、≥200KN/m。加筋邊坡工程分為AB、BC、CD、DE、EF、FG、GH 等共7 段14 個(gè)剖面，邊坡高度位于5.9～30m 之間。土工格柵層間距40cm，水平鋪設(shè)長度采用6m、10m、15、20m、23m、25m、28m 不等，斷面形式自上向下每10 米設(shè)一2 米寬臺(tái)階；邊坡排泄水系統(tǒng)分為坡體排水和坡面排水。坡面防護(hù)系統(tǒng)采用格柵反包式生態(tài)袋型式，植草綠化防護(hù)。（見圖1）

圖1 加筋邊坡斷面圖

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程（見圖2）

圖2 施工工藝流程圖

3.2 工藝原理

反包式土工格柵加筋土邊坡的拉筋是多層的單向土工格柵，填充材料為填土。隨著每一層土工格柵的鋪設(shè)，并且不斷地填充土，它們之間就形成了組合的邊坡形式。土工格柵抗拉強(qiáng)度很大，它不僅可以對(duì)土形成鎖定、摩擦、咬合的作用，而且可以對(duì)地基的承載力增強(qiáng)起到非常的的效果，并且增強(qiáng)地基穩(wěn)定性能。多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使基床底部加固，達(dá)到良好的整體抗剪能力。土工格柵還能有效地避免在施工過程中被機(jī)具碾壓破壞而造成的施工損傷。基坑的邊坡采用的土工格柵反包生態(tài)袋組合，生態(tài)袋中裝入符合要求的耕植土和草籽，達(dá)到綠化并護(hù)坡的作用。

3.3 施工順序及操作要點(diǎn)

3.3.1 基床底部的開挖，并清理基底

排除原地面積水，清除樹根、雜草、淤泥等雜物。在容易積水的周圍場(chǎng)地要開挖臨時(shí)的排水溝。根據(jù)測(cè)量中線和邊樁開挖，一定不能超挖。在靠近最下層或邊坡的部位要改成人工開挖，開挖到可以碾壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高的壓實(shí)量（設(shè)計(jì)標(biāo)高就是基床底層要鋪設(shè)格柵的標(biāo)高）最后檢驗(yàn)表面，不能有碎石，塊狀石頭之類的凸出物。

3.3.2 人工鋪設(shè)第一層（下）筋材

按施工圖紙的要求，根據(jù)定位線的長度裁剪出合適加筋格柵，長度=定位放線長度+1.5（米）其中1.5 為土工格柵反包所用的長度。鋪設(shè)時(shí)，在基床的軸中心線方向上，土工格柵強(qiáng)度高的方向要垂直于它。土工格柵鋪設(shè)時(shí)要盡量拉緊平直，不能出現(xiàn)褶皺。格柵之間要保持水平。每幅疊合長度（縱向）不小于15cm。鋪設(shè)時(shí)要用U型釘或其它連接件固定搭接部分，基本上在寬度為1 米的范圍內(nèi)，盡量均勻布置六根U 型釘。在鋪完一段后，一般為15 米，就必須進(jìn)行人工拉緊和調(diào)直一次，以保證格柵不變形。每鋪完一段，用釘子固定好接頭后，要用壓路機(jī)慢慢向前拉升鋪設(shè)，接著再鋪下一斷。該工序要采用不小于12 噸級(jí)的壓路機(jī)分層碾壓夯實(shí)回填土。

土工格柵鋪設(shè)完畢后，必須先進(jìn)行檢查，其檢查標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1

3.3.3 分層碾壓夯實(shí)回填土

在最底的那一層土工格柵和生態(tài)袋后分層填充一定重量的土。土工格柵應(yīng)通過人工張來增加應(yīng)力。格柵另一自由端用張拉梁拽緊土工格柵，固定端是穿果格柵網(wǎng)孔固定格柵的張拉梁，這時(shí)開始對(duì)其施加張拉應(yīng)力（1～3KN）,使格柵之間拉緊。此時(shí)在格柵上填鋪一層重量的土，即使到一定時(shí)間后，撤去張拉設(shè)備，格柵也能保持張拉。最后釋放張拉應(yīng)力。在筋材上壓上填土，回填土施工設(shè)備主要是自卸車+裝載機(jī)+推土機(jī)+振動(dòng)壓路機(jī)互相配合。運(yùn)土、攤鋪，、碾壓流水作業(yè)。壓實(shí)度要達(dá)到95%以上。在填料時(shí)，要“先兩邊后中間”的原則。上下兩層之間的填料不能有使格柵破壞的硬物。填料要保持一定的粒徑，兩層格柵間的加筋土填料設(shè)計(jì)厚度為40cm，分層攤鋪分層碾壓，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.3.4 反包生態(tài)袋連接土工格柵

用反包格柵反包生態(tài)土袋(土袋內(nèi)裝有混有草種的耕植土)，把它們放到鋪設(shè)的填土上。碼放時(shí)長邊縫合線要向內(nèi)，相鄰部分咬合150mm 左右。每層碼放后要用人工夯實(shí)、夯平。一般的工具是小木錘。然后用土工連接棒將每層加筋格柵與反包格柵連接，形成一個(gè)整體。

3.3.5 依次重復(fù)上面的施工工序，符合要求尺寸為止。（見圖3、4）

圖3 加筋邊坡大樣圖

圖4 連接棒與格柵連接示意圖

3.3.6 操作要點(diǎn)及施工控制措施

3.3.6.1 土工格柵（HDPE）質(zhì)量要求應(yīng)符合表1 土工格柵技術(shù)指標(biāo)表中相關(guān)數(shù)值。坡背開挖緩坡，開挖深度應(yīng)滿足格柵設(shè)計(jì)長度要求，坡度保證挖方邊坡自身穩(wěn)定。坡度陡于1:5 時(shí)，必須開挖臺(tái)階。臺(tái)階寬度根據(jù)施工條件、施工土質(zhì)等計(jì)算確定，一般不小于2m 臺(tái)階。如果坡度很陡，而且碰上不良的地質(zhì)環(huán)境，可通過計(jì)算，調(diào)整一下臺(tái)階的高度，但是最高必須保證加筋格柵可以鋪設(shè)到開挖臺(tái)階尾部。施工過程中，避免對(duì)下層土的擾動(dòng)。

表2 土工格柵技術(shù)指標(biāo)表

3.3.6.2 首先一定要先檢查基床鋪筑寬度、厚度及含水量是否符合要求，合格后，才能進(jìn)行下一步工序- 碾壓。碾壓要采用“先輕后重”的原則，最后要采用不小于12 噸級(jí)的壓路機(jī)。實(shí)際填土的高度=設(shè)計(jì)標(biāo)高+預(yù)沉量值。這樣可以保證標(biāo)高經(jīng)過長時(shí)間符合要求。最后保證填料含水率Wop 是最佳含水率±2%，壓實(shí)后平整度達(dá)標(biāo)，高差小于或等于10cm。在距離邊坡1.5 米范圍內(nèi)應(yīng)用小型振動(dòng)碾壓機(jī)械進(jìn)行碾壓作業(yè)。壓實(shí)度均應(yīng)達(dá)到94%以上，嚴(yán)格控制填方的壓實(shí)度是保證加筋土工程成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.3.6.3 禁止履帶式機(jī)械直接碾壓在格柵上，否則格柵容易損害。只有填士必須填充到可以蓋住格柵且一般不小于15 厘米時(shí)，才可以用機(jī)械碾壓。壓實(shí)機(jī)械不得采用羊角碾。每完成一層施工作業(yè)，要對(duì)壓實(shí)度、高程、寬度等指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)收，應(yīng)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.6.4 土工格柵如果鋪設(shè)在外轉(zhuǎn)彎處的時(shí)候，它應(yīng)該按兩個(gè)轉(zhuǎn)面都垂直于挨著的墻面水平鋪設(shè)。如果有未鋪設(shè)全的位置，允許的最大距離為10 厘米，否則在空缺處加鋪土工格柵。反之，如果在里面轉(zhuǎn)彎處，土工格柵鋪設(shè)時(shí)肯定會(huì)有搭接，那么土工格柵也要緊挨內(nèi)墻并且垂直墻面水平鋪設(shè)，保證格柵張緊。如果條件不好，可用釘固定土工格柵于填土層表面。

3.3.6.5 生態(tài)袋裝入的草籽，一般要符合設(shè)計(jì)要求，多為耐干旱，生命力頑強(qiáng)的草籽。草籽與肥料按一定比例混合，再與耕植土攪拌均勻后裝入生態(tài)袋。土工布在包裹碎石排水層時(shí)，土工布的搭接長度不小于30 厘米。反濾排水碎石層的粒徑大小應(yīng)在20 毫米到80 毫米之間的連續(xù)級(jí)配的碎石。它的飽和抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于30Mpa。

4 施工總體效果和綜合分析

在工程建設(shè)中采用采用了土工格柵加筋新型結(jié)構(gòu)型式，建成了斷面形式為坡率1:0.5 的二期場(chǎng)區(qū)加筋邊坡。質(zhì)量檢測(cè)填土分層壓實(shí)度合格率為100%，反包連接的連接棒覆蓋率為100%。水平位移及沉降觀測(cè)數(shù)值符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。這種方法可以縮短地基沉降時(shí)間，減少工期，減少工程造價(jià)。資源消耗較低，施工工藝應(yīng)用簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，可大面積采用機(jī)械作業(yè)，機(jī)械化程度高，施工進(jìn)度快并且質(zhì)量容易得到保證。邊坡及坡體排水系統(tǒng)通暢，綠化植被成活率高，邊坡坡面平順穩(wěn)定。

將原棄土可作為滿足設(shè)計(jì)要求的土方進(jìn)行加筋土結(jié)構(gòu)填料填筑，降低地基處理費(fèi)用，節(jié)省施工成本同時(shí)降低棄土場(chǎng)征地拆遷、棄土以后的生態(tài)恢復(fù)成本大約為226 萬元。減少征地拆遷、青苗補(bǔ)助賠償116 萬元?？傮w折算下來，降低工程造價(jià)約920 萬元。（表3）

表3 土工格柵加筋新型結(jié)構(gòu)型式與緩坡放坡原方案對(duì)比表

5 結(jié)論

反包生態(tài)袋土工格柵加筋土邊坡施工應(yīng)用在本項(xiàng)目填方區(qū)中，有效解決了場(chǎng)區(qū)地理位置受限和濕陷性黃土地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)等種種不利因素，減少了占地，地基承載力得到有效保證，工藝流程簡(jiǎn)單易操作，完工后的邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，植被茂盛生態(tài)環(huán)保，坡面造型美觀。通過實(shí)踐證明，這種組合模式不管是從經(jīng)濟(jì)還是環(huán)境保護(hù)都有很大的益處，具有較好的應(yīng)用前景。在未來的施工項(xiàng)目中，希望廣泛應(yīng)用。