高填方加筋土路基施工技术探析

高填方加筋土路基施工技术探析

陈祖超

陈祖超

攀枝花市城市建设投资经营公司

摘要:本文结合攀枝花市某城市主干道公路工程实例，首先介绍了城市主干道公路高填方路堤加筋挡土墙施工材料的选择；并结合施工工艺流程，对加筋土挡墙施工技术及质量控制措施进行了详细阐述，对其施工质量检测和效果进行了评价和总结。

关键词:加筋土挡墙；高填方路基；施工技术；施工效果。

加筋路基是介于挡墙与一般填方边坡之间的一种新型加筋土结构，是近几十年来发展起来的，目前，高填方加筋土路基在山地城市道路建设中以节约占利于土地开发得以广泛应用。其施工是在路堤和地基组成的土工结构物的适当位置加入具有抗拉性能的土工合成材料，通过填料与加筋材料之间的摩擦作用，使加筋土形成了稳定的整体复合结构，从而提高了土体强度。加筋土挡墙主要由墙面板与拉筋组成，主要依靠回填料与拉筋间的摩擦力拉住墙面板，以承受墙面板后的土压力，以达到整个土体稳定的效果。

一、工程实例简介

攀枝花市某城市主干道公路里程K0+630~K0+800段，道路左侧为利于小区地块开发，变更设计为加筋土+桩板式挡墙结构的高填方路基。挡土墙长度约170m，拉筋土单边宽度为最长达18m，建筑高度最高达26m。面板采用C25混凝土预制砌块，分A、A1、B、B1四种，筋材根据挡墙高度不同采用UXB型，UXC型，UXD型三种结构加筋单向HPDE格栅，基础换填加筋采用TXA型格栅。加筋挡墙面板基础沿轴线布设，采用桩板挡墙以抬高筋材铺设位置，在挡墙顶面浇注C30混凝土条形基础，按里程方向每15~20m设置一道2cm的沉降缝，与墙面上下贯通，缝间用沥青板、软木板或沥青麻絮填塞。墙身最低底部高程1167.22m，顶部高程1191.92m，墙顶设纵向排水坡，墙后设置30cm厚滤水层，墙面设置泄水孔，按照品字形交错布置采用面板坚缝代替。加筋体底面与加筋体尾部均设置50cm厚的碎石层，顶面采用素土或混凝土封闭，以防止雨水渗入加筋体内。其断面如图一所示。

图1.加筋土挡墙断图.

二、施工材料

加筋土挡土墙的主要的材料：回填料、土工格栅、墙面板,。为了达到加固路基的土体及整体稳定性的目的，其中的回填料与土工格栅分层需要交替铺设并压实，通过土体与格栅之间的摩擦力形成一种复合材料。尤其要保证加筋土挡土墙的回填料和土工格栅的选用符合规范标准。

1、回填料：回填料是加筋土挡土墙的主要材料。根据设计及《公路加筋土工程施工技术规范》、《公路路基施工技术规范》所规定的填料要求，加筋体填料必须采用易于压实，不应对筋体有腐蚀作用，水稳定性好，填料渗透性强，级配良好的砂砾石、碎石土，严禁采用泥炭、淤泥、腐殖土、盐渍土、垃土、白垩土及硅藻土作填料。填料中不应含有二阶以上铜、镁、铁离子及氧化钠、碳酸纳、硫化物等化学物质。为节约工程造价，本工程采用路挖方路基全风化山渣砂（主要为强风化石英闪长岩），通过取样进行颗粒分析、液塑性指数、CBR强度及相关化学指标检测，均满足要求，并在施工中控制填料最大粒径，不宜大于压实厚度的2/3，最大粒径不大于15cm,。

2、土工格栅：土工格栅的作用是承受垂直荷载和水平拉力并与填料产生摩擦力，达到加固和稳定路基土体的效果。本工程根据现行国标及《塑料土工格栅蠕变试验和评价方法》(QB/T2854-2007)，单向格栅设计时，采用的蠕变外推折减系数RFex=1.0。因此，要求生产厂家需提供经过认证的不少于10年，并且具有高温实测数据的蠕变试验报告。同时要求采用可以防潮、防水、耐腐蚀，具有较高抗拉强度、耐弯曲疲劳、不易脆断、变形小、与填料间摩阻力大、具有良好柔性的单向HPDE格栅，格栅的质量应保证其表面应压纹清晰，色泽均匀，断面一致，无开裂、损伤、穿孔等缺陷。

3、墙面砌块：采用C25混凝土预制块，分A、A1、B、B1四种。采用预制厂专业生产，混凝土表面必须平整密实，轮廓清晰，线条顺直，企口规则整齐，不得有破损。面板在安装前应检查预制构件的强度、几何尺寸、外观质量。

三、加筋土挡墙施工技术

土工格栅与墙面砌块安装顺序：①基层填土→②压实基床→③座浆安砌块A→④铺设土工格栅（上层的格栅预留在外）→⑤分层回填、压实反滤层以外的土体→⑥座浆安砌块A1→⑦填反滤层并压实→⑧回折上层土工格栅并展开铺设于填土上→⑨座浆安砌块B→⑩重复上述①→⑨直至墙顶。其中混凝土砌块安装、土工格栅铺设、填料摊铺及碾压是在整个加筋土挡墙施工技术流程中的关键技术环节，是加筋土挡墙质量的控制重点所在

。

1、安装墙面板砌块

墙面板砌块达到安装强度后采用汽车运往工地现场，运输过程中要轻搬轻放，防止损伤。每批经过厂家预制的入场面板都须经过检验合格后方可用于安装，对于不合格或不符合设计要求的，一律不得使用。

控制全墙基线是否满足设计要求的关键是底部第一层面板的定位、垂直度与牢固性。在施工时应先清理基础顶面铺一层水泥砂浆找平，准确划出面板外缘线，曲线段应适当加密控制点。然后在确定的外缘线上定点并进行水平测量，按板长划线分割、整平板基座，配用水准尺控制基底砌筑水准面。面板倾斜度内倾1%，作为填料压实时面板在侧向压力作用下的变形值。使用汽车吊机配合人工逐层安装面板，如形成纵向高低不平时，可用M2.5低强度砂浆逐层调平，严禁采用在板下支垫坚硬石子或铁片的方法调整水平误差，以免造成应力集中，损坏面板。调平标准按同层相邻面板水平误差不大于10mm、轴线偏差每20延米不大于10mm、安装缝在5～10mm进行控制，可采用水平线、吊锤线控制平整度、平面线形和坡度。墙后填土作业完成后方可安装下一层面板。上下层面板间的插锁孔采用<20钢筋进行连接，保证面板间的平整度，连接的钢筋须进行防锈涂沥青处理，避免产生锈水流出面板影响外观。

2、土工格栅的铺设：

土工格栅使用前应按规定频率进行检测，检测指标应满足设计要求。

1）填土必须分层碾压，每铺一层格栅之前，必须按规范频率检测填土压实度，压实度不小于95%，压实度达不到要求，不得铺土工格栅。铺设前应检查下一层填料的标高、平整度、压实度。

2）铺设原则：摊铺土工格栅应平整顺直，沿道路方向格栅对接，保证平整无空隙，垂直墙面方向为格栅受力方向，格栅若长度不够需要连接时，应采用专用连接棒等强度连接。格栅张拉平顺，每2m左右采用U型钉固定。

3、摊铺与碾压填料

摊铺：施工时采用小型推土机以人工相结合的方式进行摊铺。应先在土工格网中部形成一纵向戗道，然后由戗道向两边扩展，严禁由土工格网尾部向墙面方向推进。首先用人工将填料均匀铺撒，使土工格栅覆盖约10cm的填料，再用小型推土机进行摊铺。摊铺机械距面板不应小于1.5m，小于1.5m范围内采用人工摊铺，距面板30cm范围内选用级配砂砾透水材料。根据试验控制填料每层厚度（压实后以满足面板及格栅层厚为宜)，且不大于30cm每层，层面按不小于3%横坡设置。摊铺前应设明显标志易于驾驶员观察，机械运行方向应与格栅垂直，并不得在未覆盖填料的格栅上行驶或停车。未压实的加筋体，不允许运输车辆在上面行驶。摊铺时的控制要点：垂直格栅进行，先中间，依次往尾部，最后往墙端；摊铺厚度均匀，确保格栅不反转、不打折、无明显变位或变形。

碾压：压路机械主要有20T振动式压路机、打夯机。碾压前先进行压实试验，根据机械与填料性质确定摊铺厚度、碾压遍数。

碾压时应先从筋带中部开始，逐步碾压至筋带尾部，然后再碾压靠面板部分。距面板1.0m范围内严禁用大、中型机械碾压。采用小型打夯机夯实，以防面板错位(见图2)。压路机运行方向宜平行于路线方向垂直于土工格栅，且下一次碾压的轮迹与上一次碾压轮迹重叠的宽度应不小于轮进的1/3。第一遍宜慢慢轻压(≤4km/h)，以免拥土将格栅推起或错位，第二遍以后可稍快并重压。每次应碾压完整个平面范围，再进行下一遍碾压。每层填料碾压后采取现场实测法测定密实度，确保符合设计及规范要求。压路机不得在未经压实的填料上急剧改变运行方向和急刹车，以免造成格栅扰动变位或变形，而影响到使用以及整个加筋土挡土墙的质量。

碾压时控制要点：碾压的方向与次序；遵从先慢后快、先轻后重原则；前后碾压轮迹重叠宽度；碾压实度；接近面板1m采用小型机具碾压或夯实。

图2.卸料及机械运行作业平面示意图.

三、施工注意事项

1、土工格栅应与外界隔离储存，避免风吹、日晒、雨淋等自然侵袭，并在规定的期限内使用完毕。土工格栅材料摊铺到位后应及时摊铺填料，以免受到阳光紫外线的长时间直接曝晒。一般情况下不得超过48小时。尽量避免在储存运输中强受太阳光直晒，以免对其固有韧性强度产生影响。

2、严格按设计要求处理好地基，本工程采用级配碎石换填加铺土工格栅形成加筋复合地基。为保证高路堤边坡的稳定，使路基与山体紧密结合，施工时必须设置内倾防滑台阶，内倾坡度不小4%，宽度不小于2m，压路基必须碾压到边。

3、严格控制填料粒径，在距离土工格栅面层10cm范围内的填料，最大粒径不得大于8cm。填料摊铺时必须采用轻型设备，一切作业顺序只允许沿路堤的轴线方向缓慢进行。

四、施工效果

该标段加筋土挡墙已完成施工，通过对施工关键工序和要点的有效控制，多次人工开挖检验，土工格栅平整，下承层紧密嵌固良好，无扭曲，褶皱重叠现象，外观及内在质量都达到了设计及规范要求。施工完成后，通过布设于垂直路堤中线的观测点进行沉降及位稳观测，6个月后平均沉降量为2.6cm，且沉降均匀，最大位移为1.6cm，最小位移0.9cm，趋于稳定后，经铺筑完成沥青混凝土路面投入运营，经过一年雨季后再次进行观测，未再发生沉降及位移。由此看来，加筋挡墙路堤施工效果很好。

结束语：实践证明加筋土挡墙是一种实用的技术方案，上述施工工艺以及控制要点则是工程施工质量的关键和保证。土工格栅加固高填方路堤技术，目前已在各个领域广泛运用，与传统的挡土结构相比，具有工程造价低、施工工艺简单、及具有较高的建筑高度、占地少等优点，能够保证高填方路堤的稳定，也克服高填方路堤后期沉降偏大的通病。

参考文献：

[1]交通部颁发《公路加筋土工程施工技术规范》JTJ035－91.

[2]轻工业行业标准《塑料土工格栅蠕变试验和评价方法》(QB/T2854-2007).

[3]交通部颁发《公路路基施工技术规范》(JTGF10—2006).

[4]交通部颁发《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80-2004）.

[5]交通部颁发《公路路基设计规范》(JTG_D30－2004).