自嵌式加筋挡土墙在防洪工程中的应用

杨泽煌　黄伟

摘 要：在防洪堤工程的设计和建设过程中，利用自嵌式加筋挡土墙能够带来巨大的经济利益。文章针对水利工程中广泛应用加筋技术的特点及施工注意事项做了详细的介绍，目的在于大力推广加筋挡土墙技术在水利工程施工中的应用。

关键词：自嵌式挡土墙；设计施工；水利工程；应用

1 自嵌式挡土墙结构特点

自嵌式挡土墙结构柔性化，由单排自嵌式挡土块层层累积组成，避免了砂浆砌筑和锚栓加固步骤，此种方式对地基的处理要求不高，即使遇到较大的移动也不会受到影响而失去平衡倒塌，还能够适应小规模基础的沉陷。结合水利工程施工的具体情况，应用自嵌式挡土墙的过程中，设置可以和自嵌式挡土块稳定链接的多层拉接土工格栅，同时可以伸到土体当中，通过这种方式可以将墙体和回填土经拉接网片作用而合二为一，抵得上重力式的挡土墙；挡土块形成的后援结构使墙体的抗剪切能力得到显著提高，坡度也在墙体向后逐渐形成，使得重心移位到填土后方，抗倾覆能力也因此得到提高。墙后土的主动土压力在后移产生仰角时有效减小，进而提高抗滑稳定性能。

从其性能上看，相比传统浆砌石挡土墙，自嵌式挡土墙具有资金投入小、施工简洁轻便、外形美观等优点，同时挡土墙表现粗糙劈裂有质感给人以典雅高贵而又自然的视觉效果，令人身心愉悦。自嵌式结构无需用砂浆或其他固定措施，墙体之间落在骨料上，属柔性结构，即便墙体任意移动或改变位置，均不会影响其他效果。这样显示了自嵌式挡土墙的一大优点即稳定性能相当好，在软土地基施工中应用此技术最好不过，不需要任何加固处理的自嵌式挡土墙不仅对地基的要求低，而且施工简单，不产生噪音污染，缩短工期。

柔性结构是自嵌式挡土墙本身存在的一个特殊性质，其特殊性决定了其施工简便，这是传统施工技术无法比拟的，同时加速施工速度并提高工程的施工进度；在施工过程中，施工人员根据挡土块特殊的后缘结构及统一的尺寸和外形特点，能够及时将块体位置调整到最佳状态，以确保墙体的整齐度，而不需要非常在意某个块体如何摆放；简单的施工过程，不需要太多机械化装备，施工过程中也不会影响周边环境，基础开挖量也低于其他挡土墙，只需简单处理底板和压顶的浇筑混凝土。另外，自嵌式挡土块还可以给施工人员提供多种色彩和形状的土块。挡土墙表现粗糙劈裂有质感给人以典雅高贵而又自然的视觉效果与周围环境成天一色，堪称绝配。每一块独特的混凝土劈裂面错落有致极富变化性，相比于单一的钢筋混凝土挡墙或石块挡墙，自嵌式挡土墙更富有创新特点。超强的抗压强度、抗冲击能力及抗冻融能力也是自嵌式挡土墙的优势。

2 自嵌式加筋挡土墙的设计

自嵌式加筋挡土墙是由：底板、挡土块、拉接网片及压顶共同组成，底板只要承受挡土块的重量，一般100厘米左右，宽度很小；挡土块的尺寸为长40厘米、宽30.5厘米、厚15厘米，经过拉接网片（双向土工格栅）将挡土块及回填土组成一个整体。在挡土墙前安排沉排，宽度是河流冲刷度的2到3倍，这样可以有效防止加筋挡土墙被急流河床冲走。通过在墙背加筋土位置铺上可以透水的沙砾材料，这样可以利用排水，及减小墙后方剩余水压力；同时为预防土渗到墙体外侧，可以在墙后方与回填料之间铺上土工布。

在自嵌式加筋挡土墙防洪堤的设计过程中，必须根据《公路加筋土工程设计规范》进行设计，要分析计算外部稳定和内部稳定；然而由于大量的加筋挡土墙防洪堤填料多半是渗透性材料，如砂类土及砂砾土等，因此还要分析计算渗透的稳定性。分析计算要基于对施工工程地点所有情况，包括了解回填土、被挡土及地基土力学参数及拉接网片力学性能及地面超载情况等等，准确定位墙前和墙后的水位。

在施工加筋挡土墙过程中需要计算的主要包括以下几方面：

第一，外部稳定分析。以挡土块和拉筋范围内的土体为整体，然后分别对其展开抗滑稳定计算分析、抗倾覆稳定计算分析及地基承载力计算分析；按照库伦土压力计算分析土压力，同时将墙后地下水位的作用考虑在内。

第二，内部稳定分析。在进行加筋挡土墙防洪堤内部稳定计算分析的过程中，主要是针对筋床填料的压力密度进行计算分析，同时包括可以支撑挡土墙的网片带所承受的拉力的计算分析，为了最大限度满足加筋土内部的稳定，必须明确网片的选择型号及断面长度及数量。

第三，局部稳定分析。主要进行拉结网与挡土块间的连接强度验算，分析每一层网片与挡土块之间的连接是否牢固；挡土块之间抗剪强度验算，分析在内部主动土压力作用下每一层加筋网片处的挡土块会不会由于抗剪强度不够而凸出墙面；顶部无加筋部分墙体在内部土压力作用下的抗倾覆能力。

第四，加筋挡土墙防洪堤的渗透稳定计算：在水压力作用下，计算加筋挡土墙防洪堤的渗透稳定（可以参照土石坝设计规范中渗透稳定的计算方法）。

3 自嵌式景观挡土墙的施工

3.1 基础施工

进行基础开挖时要按照设计图来完成边线和坡度的开挖工作，避免超挖现像出现，确保开挖的安全坡度，因为基础的平整度将会影响到自嵌式挡土块的安装质量，所以地基的承载力一定要满足设计要求，基础施工一定要满足自嵌式挡土墙工程的施工要求。

3.2 自嵌式挡土块安装

自嵌式挡土块：将块体后缘做成凸型，在进行干垒时要求墙面与垂直水平直接形成12°然后再插入锚固棒。安装时，采用错位干垒，凸型后缘的块体能相互卡住，而锚固棒施工时插入另一块面板的预留插孔内。这种连接法比两端都是自由连接的施工方式方便，安装容易，同时施工质量也得到控制。在进行安装时要保证每一块块体都必须用水平尺来控制纵横方向的平直情况，保证每层块体都可顺利安装，在第一层块体安装完毕后即填土并夯实至第一层土工格栅处，接着把一端土工格栅铺设在块体劈裂面后的圆形孔上，用锚固棒进行锚固，再填土、夯实.然后安装第二层土工格栅直至安装第二层块体，填土压实放土工格栅.这样交替进行直至达到设计高度。

3.3 填料与土工格栅（拉结网片）的铺设夯实

要想确保自嵌式挡土墙的质量，其中的重要因素之一就是：填料的规格及压实度问题。其中压实度要控制在不小于92%。严格控制填料的规格并分层填筑，每填筑一层就要夯实一次，每层厚度不超过30cm为宜，墙后1.5m范围内不得使用大型设备进行碾壓。

土工格栅必须在设计高程处铺设，并且其在回填土内的长度必须满足设计要求。铺设土工格栅之前下面的回填土必须夯实整平，土工格栅应该水平铺放，端部用锚杆拉平。铺设好的土工格栅上面填土之前不能走汽车或重型设备，避免发生土工格栅断裂或发生过大的变形。土工格栅在挡土块之间的夹紧长度必须≥250mm，并且必须保证土工格栅从外面看不到。

4 结束语

加筋土挡墙技术在水利施工中的广泛应用为水利工程施工带来了及大的便利，此技术多用于防洪堤挡水建筑物。其施工便利，可就近选取天然砂砾当做施工所需的原材料，进而节约工程投资降低施工成本，并具有施工简单、快速，工期短特点。加筋挡土墙防洪堤结构，因其可以设计成为路堤结合的型式，其结构型式在达到防洪目的的同时，亦能营造出园林景观的效果，还满足了城市滨河道路建设工程的标准，实现了一举多得的建设效果。使水利工程施工不再是破坏生态而是与生态环境相结合，从而达到生态水利的发展要求。

参考文献

[1]JTJ015-91.公路加筋土工程设计规范[S].人民变通出版社，1991，9.

[2]JTJ035-91.公路加筋土工程花工技术规范[S].人民变通出版社，1991，9.

[3]GB50286-98.堤防工程设计规范[S].中国计划出版社，1998，10.

[4]堤防工程土工合成材料应用技术[M].中国水利水电出版社，1999，12.