马 军
(山西运城路桥有限责任公司,山西 运城 044000)
随着高速公路穿越沿河滩涂,路基经常遭受到河水及雨水的冲刷,冲毁河岸浆砌片石防护堤;高速公路路基边坡及护脚墙受到来自洪水的侵蚀和冲刷,将路基边坡掏空等,而留下重大的质量和安全隐患严重后果已引起了人们的高度重视。
闻垣高速公路LB1项目K22+100~K22+930段通过涑水河,路基填方高度过大,为保证路基不受河水冲刷故采用加筋格宾挡土墙的施工技术。加筋格宾挡土墙具有安全性、柔韧性、渗透性、耐久性、环保性和经济性等优点。加筋格宾挡土墙能够有效提高结构的整体性与牢固性,抵抗不同形式的弯曲应力、张应力和剪切应力,适应大的不均匀沉降和无法预测的荷载,不需设置沉降缝,且格宾内填石间的空隙也提高了格宾的排水能力,无需反滤层。
土体的抗剪强度较低,抗拉强度几乎可以忽略,但土具有一定的结构整体性。在地面超载及其他因素作用下将发生突发性整体破坏。一般挡土结构则基于一种被动制约的机制,即以自身结构承受其后压力。加筋格宾挡土墙能够有效提高结构的整体性与牢固性,抵抗不同形式的弯曲应力、张应力和剪切应力,适应大的不均匀沉降和无法预测的荷载,显著提高了整体稳定性。
施工工艺流程如下:
施工准备→测量放样→地基处理→格宾单元组合→相邻格宾单元现场绞合→方格面墙安装→石料干砌与装填→绞结面墙盖板→拉筋网面及土工布布设→墙后回填。
3.2.1 加筋格宾运输
加筋格宾单元在运输时被折叠并呈捆束状态。为方便运输加筋格宾单元捆束,在工厂内即被压实并捆扎牢固。绞合钢丝另外成卷放置,加固钢环成箱包装。加筋格宾材料由厂家用拖挂车运输至工地,卸于指定地点。
3.2.2 清基
在安装加筋格宾前,现场施工工人再次将地基表面的浮土、杂物进行扫除和清理,然后现场技术员放样出每个加筋格宾安装位置,并在现场用石灰洒出每个格宾轮廓线。
3.2.3 构件安装
清基完成后,现场施工人员将木板加工好的方格面板,用钢丝按间隔1 m固定绑在加筋格宾的前面,使其紧靠在格宾面上,以保证格宾面的平整度和竖直度。
加筋格宾内的装填石料采用鹅卵石和弱风化片石,石料强度大于30 MPa,石料粒径选用10 cm~30 cm,采用人工干摆砌石方法填充格宾笼,对于加筋格宾高度为0.5 m的,现场施工分2层装填,每次填充厚25 cm石头,对于高度为1 m的,现场施工分3层装填,每次填充厚30 cm左右,一个格宾内装填好第一层石料后,先在相邻格宾内也装填好第一层石料,然后在该格宾内的前面板与后面板间加装加强钢丝,使单元间充分绞合以保证构成一个连续的整体结构,由于加筋格宾构件每件长2 m,并在中部已设有一道横隔板,因此,加强钢丝沿格宾长度方向间距按40 cm一道设置,即每2 m长格宾内设4道加强钢丝。然后再装填该格宾内的第二层石料,这样可防止引起侧边挤压变形。最后用人工摆放小粒径填料以减少空隙率(设计要求填充率不小于70%),每层填充的石料高出顶面3 cm~5 cm,以预留填充石料的自然沉陷,如此循环作业。
3.2.4 墙后回填
每一层加筋格宾全部安装并填充完毕后,现场施工人员将加筋格宾后部的拉筋网面完全拉撑,并在拉筋网面尾部按每间隔1 m打设小木桩将拉筋网面固定在地基上,相邻幅面间按每米间隔采用绞合钢丝点绞合,将两幅拉筋网面连接。同时,现场剪切宽110 cm(对于高度为0.5 m的加筋格宾)或宽160 cm(对于高度为1 m的加筋格宾)的土工布,沿加筋格宾墙背部竖向铺设并固定于格宾墙背部、底部30 cm平铺于基底上、顶部预留30 cm待墙后回填后平铺。
墙后填土每层松铺厚度按30 cm、压实厚度按25 cm、松铺系数按1.2进行控制,填料采用自卸车运至作业现场,卸于加筋格宾的一端,再用推土机逐步推至加筋格宾拉筋网面上,土料摊铺顺序为由面墙向加筋网面尾部进行,依次前进将拉筋网面上逐步填满,用平地机进行精平,压实时,先用18J振动压路机静压1遍,以避免拥土将筋带推起或错位,第2遍采用18J振动压路机弱振碾压,行进路线由拉筋中部先向尾部进行,然后再由中部向面墙进行,压路机沿与墙平行方向行走,碾压搭接宽度不小于设备宽度的1/3,第3遍采用18J振动压路机强振碾压,碾压方向与第2遍相同,其后采用22J振动压路机强振碾压,直至压实度符合要求为止,经过现场的试验,碾压5遍后测点压实度可全部达到93%以上。
第一层回填完成后,在进行第二层土方的填筑之前,现场用石灰打格上土控制层厚、按照第一层总结的施工参数进行施工,碾压5遍后试验室开始检测压实度,直至全部达到93%以上。如此循环填筑直至回填高度稍低于已安装的加筋格宾顶面(2 cm左右)时停止回填,进行第二层加筋格宾的安装。
现场施工人员在压实的土层上安放第二层加筋格宾单元,并采用与第一层相同的方法进行石料填充和格宾单元绞合,然后回填第二层加筋格宾网面上的填土,如此类推直至安装完最后一层加筋格宾。再按正常施工方法进行加筋格宾之上的路基的填筑。
3.2.5 施工注意事项
1)装填加筋格宾内石料时应轻拿轻放,严禁直接扔于网面上而砸伤格宾钢丝,从而降低格宾使用寿命。
2)在石料装填过程中,应保证相邻格宾一同填充,不得出现相邻格宾填石高度相差超过35 cm的情况,另外,加筋格宾外侧的30 cm填石必须采用干砌片石的方式进行施工,以确保面墙整体平整、密实、石料粒径均匀,严禁随意堆放。
3)本项目加筋格宾挡土墙的最高高度为8 m,由于加筋格宾是分层安装和装填石料的,因此装填石料时要力求减小空隙率并应装填饱满,以防墙后回填时,在振动压路机的振压过程中,格宾内的石料发生位移或累积沉降过大,从而使拉筋面产生较大的拉应力。
4)为达到视角美观的效果,预防挡土墙向同一方向倾斜,现场技术人员对将要施工的段落和正在施工段落的标高应随时检测,务必使同一层次的加筋格宾单元位于同一标高线上。
经过多家比选,选用单价合理、质量较好的加筋格宾材料,其主要技术指标为:低碳钢丝直径2.7 mm/3.7 mm,抗拉强度不小于350 MPa,延伸率不小于10%,钢丝容许公差为±0.06 mm,最小镀锌量245 g/m2,网格型号8 cm×10 cm,钢丝网面抗拉力不小于50 kN/m。为了加强构件刚度,钢丝面板边端采用直径为3.4 mm/3.4 mm的边端钢丝,镀层钢丝公差为 ±0.07 mm,最小镀锌量265 g/m2,绑扎钢丝直径为 2.0 mm/3.0 mm,公差为 ±0.05 mm,最小镀锌量215 g/m2。
加筋格宾材料进场后,同时进场的小型机具有尖嘴钳、钢棒、撬棍、闭合工具等,用于绞合钢丝、拉紧格宾盖子、固定格宾盖子,另外,项目部专门用方木加工了长2 m、高0.5 m和1.0 m的固定方格面板若干个,用于防止格宾面墙在装填石料时受压鼓出及保持面板平整。
另外,在施工现场配备有1台1.0 m3挖掘机用于基坑开挖,配备大锤2只用于超粒径石块的破解,2台水泵用于排除基坑内的水,1台18J振动压路机、1台22J振动压路机和1台电动夯用于墙后填筑土的压实。
加筋格宾挡土墙在高填路基护坡中是行之有效的方法之一,它在闻垣高速公路LB1合同段应用实践中证明:加筋格宾挡土墙能够有效提高结构的整体性与牢固性,抵抗不同形式的弯曲应力、张应力和剪切应力,适应大的不均匀沉降和无法预测的荷载,不需设置沉降缝,且格宾内填石间的空隙也提高了格宾的排水能力,无需反滤层。
[1]姚 华,陈朝霞.谈土工格栅加筋土挡墙设计[J].山西建筑,2009,35(11):100-101,147.
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