土工格栅支挡结构在市政工程中的应用

何延刚

郑州市市政总公司（450000）

0 概述

土工格栅加筋土挡土墙是一种新型的支挡结构,近几年在我国发展相当迅速。目前，土工格栅加筋土挡土墙设计理论与施工技术日渐成熟，其以造价低,性能好等优势在市政工程中得到了较为广泛的应用。已在土工格栅的生产、加筋土挡土墙的设计和施工工艺等方面积累了较多的经验。在公路、铁路、港口、水利、市政、环保工程中,已建成了大量的土工格栅加筋土挡土墙和加筋陡坡工程。取得了较好的经济、社会利益。据此，本文将简要阐述土工格栅加筋土挡土墙设计与施工中应注意的相关问题，并与传统重力式挡土墙在技术、经济、社会效益方面进行了分析对比。

1 挡土墙形式

1.1 无面板加筋土挡土墙

无面板土工格栅加筋土挡土墙又称反包式或包裹式加筋土挡土墙，墙面是由网眼袋填土再由土工格栅反包而成，每层土工格栅是由专用连接棒连接形成整体,网眼袋内填土已混合适宜当地生长的草籽、灌木籽、花籽等，经数月后生长形成绿色生态墙面。既保护了土工格栅的使用安全，又美化了环境。无面板土工格栅加筋土挡土墙是目前应用最多的一种挡土墙形式,其特点为柔性结构，经济、环保。

1.2 有面板加筋土挡土墙

有面板土工格栅加筋土挡土墙按面板形式又可分为：整面板加筋土挡土墙和拼装面板加筋土挡土墙。目前，应用较多的是拼装面板加筋土挡土墙,拼装面板模块常见的有矩形、六角形、十字形、L形等不同的形式。面板模块设计可根据工程环境需要，灵活预制成各种形状，能提供很好的视觉效果。还可使用彩色水泥，增加墙面的艺术性。有面板土工格栅加筋土挡土墙主要应用在城市立交匝道接线工程、特殊支挡工程等。特别是在环保要求较高，限制开山炸石，石料来源十分困难的城市。

2 挡土墙设计

工程设计现已有成熟的土工格栅加筋土挡墙设计软件，其充分考虑了结构体的内、外部稳定性及总体稳定性。

2.1 挡土墙方案选择

在确定土工格栅加筋土挡土墙方案时，要结合支挡工程的地形地貌及地质条件等进行选择。在挡土墙的背后需要有充足的空间,以获得足够的加筋区域来保证加筋土挡土墙的内部和外部稳定性及总体稳定性。也就是说，土工格栅加筋土挡土墙适合于填方工程,特别是在修筑土建工程的半挖半填或填挖结合交界处的处理，更能发挥其特有作用。

2.2 土工格栅设计强度的确定

在确定土工格栅长期设计强度之前，一定要弄清土工格栅的质控抗拉强度、土工格栅的蠕变强度和他们之间的相互关系。质控抗拉强度是土工格栅在生产制造时，用于控制产品质量的强度指标。也就是产品式样在一定的温度环境下，快速拉伸时的最大抗拉强度，也称极限抗拉强度，用tult表示。该强调值一般用于生产制造或选购材料时，判断产品是否合格。但是土工格栅在挡土墙里的受力情况，并不是一个快速拉伸的过程，而是一个长期近乎恒荷载的受力过程。而由高分子材料生产的土工格栅在长期受力时会产生蠕变，这种蠕变会随着受力的大小和时间的长短的不同而变化。加筋土挡土墙允许一定的变形，那么在这个允许的范围内，土工格栅还能承受多大的长期荷载呢?这就是我们所需要的蠕变强度。

3 挡土墙施工

1）按设计要求平整墙底。按挡墙坡面倾角，架立临时模架并放线。

2）按土工格栅下料，按土工格栅设计长度+坡面部分长度+上层连接用反包长度。

3）铺放第一层土工格栅，须水平铺放，与墙面垂直，尾部用u型钉固定，反包段临时放在坡面处，相邻土工格栅搭接宽度2 cm。

4）将装有土壤及草种的网眼袋,按模架及放线控制位置，整齐堆放，装有草种的一端面向挡墙外侧。

5）按设计的压实厚度，填筑土料。在任何情况下，施工设备的轮子或履带与土工格栅之间至少应隔有150 cm以上的填料，以防止土工格栅受到机械损坏。

6）碾压运行方向应平行于挡墙沿水平走向，碾压时从土工格栅中部向尾部（自由端）逐步进行，然后逐步转向挡墙墙面。对网眼袋及靠近墙面处，采用轻型设备碾压。

7）回填料按最佳含水量施工，压实度达到95%。

8）将放在墙面外反包段土工格栅反包在已铺好的网眼袋及压实好的第一层填料上。

9）按上述3）、4）进行第二层的土工格栅下料及铺放。用连接棒将第二层土工格栅与第一层土工格栅的反包段连接起来。

10）利用张拉接梁在上一层土工格栅的自由端施加拉力，连接棒处拉紧受力,直至坡面反包段土工格栅也受力绷紧为止。用u型钉或竹钉将上一层土工格栅自由段固定，然后移走张接梁。

4 注意事项

1）结合需要支挡的实际工程，视设计和施工的具体情况，根据土工格栅加筋土挡土墙的特点。选择不同类型的加筋土挡土墙的形式。以便充分发挥土工格栅加筋土挡土墙的结构优势和经济、社会效益。

2）正确、合理的确定土工格栅的长期设计强度，是确保加筋土挡土墙在设计年限内,安全使用的重要设计要素之一。要重视土工格栅长期设计强度的确定，才能使设计的土工格栅加筋土挡土墙安全、可靠。

3）正确、合理的使用不同材质材料的土工格栅，是确保在设计年限内,加筋土挡土墙工程安全使用的又一重要要素。在用高密度聚乙烯（hdpe）或聚丙烯（pp）为原料生产的土工格栅使用选择时。两种不同材质的土工格栅，如（rs50hdpe和rs50pp）其极限抗拉强度相同，但蠕变强度差异很大。故在设计土工格栅以便施工单位使用时，要正确采购符合设计要求的加筋筋材。若设计文件中采用高密度聚乙烯（hdpe）土工格栅的相关技术参数，而施工中却使用的聚丙烯（pp）土工格栅，那么，土工格栅加筋土挡土墙在使用中肯定会存在安全隐患。这应引起大家的高度注意。

4）土工格栅铺设方法虽然比较简单，但施工过程，必须按照设计文件执行。特别是在曲线、拐角地段铺设土工格栅时，土工格栅重叠部分的摩擦系数将会降低，必须铺设一层100 mm～200 mm厚的粗砂层，将两层土工格栅分开，以确保摩擦阻力的充分发挥。

5）土工格栅加筋土挡土墙填土质量、填土的摊铺厚度及碾压压实度与挡土墙工程质量密切相关。填土质量必须严格满足设计文件要求的γ、Φ、c等技术参数,填料的摊铺厚度和碾压厚度碾压遍数必须经过现场试验确定。只有这样,在采用满足技术要求的填料并在最佳含水量的情况下,按试验确定的摊铺厚度和碾压遍数进行科学的施工,才能确保压实度达到95%的设计要求。从而，保证土工格栅加筋土挡土墙的工程质量。

5 技术经济对比

土工格栅加筋土挡土墙与传统的挡土墙相比,具有以下的优势和特点：

1）土工格栅加筋土挡土墙是属柔性结构，比传统的刚性结构挡土墙能更好的适应地基变形,在不良地基处采用更能显示其结构上的优势。另外，加筋土挡土墙这种结构比刚性挡土墙有更好的抗地震能力。

2）土工格栅加筋土挡土墙能节省工程投资，挡土墙可以做到高且陡，能有效地节约用地和填筑用料，具有经济上的优势。

3）有面板加筋土挡土墙，可根据不同的环境，根据美观的要求，将面板制成不同的形状和结构，有效地融入周边环境，恢复自然生态，有着较好的社会效益。

4）土工格栅加筋土挡土墙施工方便快捷，能缩短施工工期，保证施工质量。

土工格栅加筋土挡土墙设计与施工技术日益成熟，经过近几年的发展，已被更多的工程技术人员所接受。土工格栅加筋土挡土墙有着许多的经济和技术上的优势,又有着良好的社会效益。随着我国经济建设的快速发展，必将会在越来越多的建设领域中得到广泛的应用。