浅析高速公路绿色格宾加筋土挡墙施工技术

岳好辉 王育宽 马 梁

（1、中交二公局东萌工程有限公司，陕西 西安 710005 2、共青团陕西省委，陕西 西安 710005）

作者简介：岳好辉（1979-），男，山东聊城人，高级工程师，主要从事工作：路桥隧施工生产管理。

绿色格宾挡墙是一种新型的柔性生态挡墙，由一系列绿色格宾单元拼装而成。以其良好的柔韧性、渗透性、耐久性、环保性等优点在公路建设，特别是山区公路的建设中逐渐推广应用。作为一种新型柔性挡墙，国内外众多学者围绕其受力性能、设计方法与施工技术开展了大量研究工作。李昀[1]通过室内静力拉拔试验和数值模拟，分析了新型加筋土挡墙的结构特征、加筋机理、可靠性、动态力学响应和抗震性能，揭示了绿色格宾挡墙的受力性能。黄向京等[2]借鉴国外先进加筋挡墙，通过拉伸、拉拔试验，给出了加筋格宾合理的滑裂面形状。柴贺军，孟云伟等[3]采用PFC2D 模型，结合工程实践对柔性石笼挡墙的土压力情况进行了详细观测记录和分析，观测结果表明该柔性石笼挡土墙工作性能良好，使用寿命较长。杨贞贞等[4]分析了不同工况下加筋格宾挡土墙的力学性能，并对其结构稳定性能进行了深入分析，得到了在基岩类型、土基边坡填料及支护形式等综合影响下，挡土墙破裂面出现滑动破坏的具体型式，并提出了相应的质量控制要点[5-7]。陈瑜[8]调研与分析了多处已建格宾支挡结构，归纳形成了格宾支挡结构的设计要点。李志平等[9]通过对护岸整体稳定及格宾护坡内部稳定进行计算，验证了挡土墙稳定性可满足现行规范要求。绿色格宾挡墙作为一种新型的柔性生态挡墙，在国内首先被应用于水利工程建设领域，主要用于沿河护堤和河床冲刷防护方面，随着技术的不断推广，在铁路和公路建设中也逐受到广泛推广和应用。尽管国内外学者围绕该新型挡墙的受力性能、耐久性等方面开展了大量工作，但高速公路边坡中施工方法及质量控制等研究较少，缺乏相对成熟的施工经验和施工工艺，这将影响到该类挡墙在我国进一步的发展和应用。基于此，论文依托某高速公路边坡工程，对比分析绿色格宾加筋土挡墙施工工序、工艺及其经济性，为进一步推广应用该新型挡墙提供参考。

1 工程概况

某高速公路主线主线全长12.9km，其中绿色格宾加筋土挡墙共有两处，总长度为680m，设计开挖土方5975m3，结构填土87200m3。本文选取其中1 处即K100+320～K100+640 左幅段格宾加筋土挡墙为例进行施工技术分析，挡墙基本情况见表1。绿色格宾加筋土挡墙面坡比为1:0.466，单级放坡高度为8m，挡墙高度超过8m，挡墙分为两级填筑；一级挡墙平台顶面至路基顶面高度9m，平台宽2m，挡墙顶面至路基顶面高度为1m，平台宽80cm；绿色格宾加筋土挡墙施工完成后对挡墙坡面进行喷播植草。绿色格宾加筋土挡墙结构组成：加筋格宾+高韧性聚酯纱线集束格栅+可降解生物垫+结构填土，如图1 所示。

表1 K100+320～K100+640 左幅段格宾加筋土挡墙工程量

图1 绿色宾格加筋土挡墙立面图

2 施工技术分析

2.1 测量放样

在施工开始前，需要按照设计图纸放样绿色格宾挡土墙的位置和坐标，根据挡墙墙址脚点、基础及底座宽度、基础开挖长度和宽度及挡墙顶面标高等控制要素，用白灰标识其边线范围，从而确定挡墙的具体位置和高度，完成测量放样工作。

2.2 基坑开挖及处理

基坑开挖及处理与传统挡墙一致。基坑开挖的宽度应留有一定的施工空间，方便基础底座填料的填筑及摊铺施工。基底开挖结束后采用压路机对基底进行压实处理，由试验检测人员对基底压实度进行检测，确保基底压实度符合规范及设计要求。

2.3 高韧性聚酯纱线集束格栅铺设

高韧性聚酯纱线集束格栅铺设是绿色格宾挡墙施工中的一项关键施工工艺。高韧性聚酯纱线集束格栅，施工方便快捷，与土工格栅反包式加筋土相比，其韧性性能好，集束布置，紧贴接土层，各组成部分之间接触牢靠，整体性能好，这种格栅疲劳性能明显，在土里不易脱粘，发生损伤破坏。建造完工后坡面平整美观，变形很小。高韧性聚酯纱线集束格栅可以增进挡墙排水，不仅可节省排水设施的费用，规避传统预制混凝土块面板加筋土结构由于排水不畅而导致整个结构崩溃的风险，还具有良好的透水透气、消能、保土、植被等作用，是真正“有生命会呼吸”的挡土墙系统。

其具体施工方法为：（1）土工格栅运到工地后，按规定存放，并逐批检查以确保材料的物理力学指标满足施工要求。（2）高韧性聚酯纱线集束格栅铺设前根据测量放样数据，拉线定出挡墙坡脚位置；确保挡墙位置准确。（3）高韧性聚酯纱线集束格栅分为100 型和150 型，根据设计要求及相关规范规定铺设时一级挡墙内各结构层应采用150 型，二级挡墙内各结构层采用100 型，当挡墙总高度小于8m，绿色加筋格宾土挡墙各单元均采用150 型纱线集束格栅。（4）格栅铺设时应从低到高依次铺设，相邻两幅之间采用绑扎连接；格栅强度高的方向铺设时须垂直于挡墙墙面，施工时须严格注意格栅铺设方向。（5）在铺筑土工格栅时，应紧贴土基顶部，将其拉直、整平，尤其要处理好相邻土工格栅拼接接头处，采用U 型钢筋将其固定，U 型钢筋间隔1m 左右布设。（6）与土工格栅直接接触的土基顶层，其填料要求最大粒径应小于10cm，且粒径大于6cm 的填料含量不得超过30%，土基填料应均匀，表面平整，避免对土工格栅造成破坏。（7）在土工格栅铺筑完成后，需要技术在表面覆盖一层土基填料，防止土工格栅受到曝晒，影响其使用性能。图2 为格栅铺设及固定流程。格栅铺设及固定如图3 所示。

图2 格栅铺设及固定流程

图3 格栅铺设及固定

2.4 镀锌覆塑加筋宾格铺设

加筋格宾体系由机器编织的钢丝网面、焊接钢筋加丝面板、三角支架、支撑杆、可降解生物垫组合而成，钢丝表面经镀锌并在镀层之外再覆塑防腐处理；单个格宾构件幅宽2m，高度为0.73m，支撑倾角为65°。加筋格宾构件在施工场地进行组装，构件取出后，使用三角支架、支撑杆依照设计倾角安装各单元组件。加筋格宾构件铺设应保证平整齐平，格宾紧贴覆盖面表层，相邻加筋构件四周用钢丝绞合连接在一起，采用钢丝的规格和材料应与网面钢丝一致，即直径φ=0.22cm 的镀锌覆塑钢丝，绞合形式为“单圈缠绕+双圈紧缩”，并依次间隔设置，双圈的间距保持约15c。在每层格宾构件安装施工后，需快速覆盖一层回填土，以保证格宾体系稳定牢固。下部边坡处三角钢筋支撑、内部筋带、面层构造钢筋和边坡钢筋网均采用镀高尔凡防腐处理，结构耐久性能良好，传统刚性面板加筋土结构面板与筋材是分开的，需要进行连接，而且施工质量难以控制，在连接处往往由于强度不足而成为结构的薄弱环节，尤其在地震区域，容易在连接处遭到破坏；而绿色格宾面板、反包段与筋材为同一网面制成，无需进行连接，结构的整体性更强，墙体结构不易开裂。面墙和加筋网材是连续生产出来的，为无缝连接，同时绿色格宾结构单元之间采用钢丝进行绑扎连接，整体性能好，上下结构连接优良，不易脱粘，具有较优越的承载能力与变形小的特点。

2.5 结构填土回填

绿色格宾铺设完成后，需用砂砾土或者碎石土回填，回填土填料粒径不宜过大，最大粒径一般不超过10cm，介于6cm 和10cm 之间的填土含量不宜超过30%，土体内摩擦角应大于30°。在砂砾土回填时，应分层进行施工，每层松铺厚度约为30cm，回填时先在墙面处填筑厚度20cm 左右的植生土；在回填时，应按照先两边后中间的顺序进行填筑，其目的在于减少对填筑土体相互之间的扰动和挤压，减轻由于挤压对格宾体系产生的影响；采用后卸式汽车，在卸土时，沿加筋方向边缘递进卸土，采用挖机、装载机由两边向中间摊铺布料，回填料摊铺应均匀、平整密实、厚度一致。压路机在碾压过程中，应按照规定的行进路线碾压，碾压顺序通常为先由拉筋中部行进到尾部，再向面墙行进，顺着挡墙方向，并与之保持平行。在压路机开始碾压施工前，需要确保拉筋网面紧贴地面并牢固稳定，拉筋网面上层填土厚度应不小于20cm，确保拉筋网面在碾压过程中不会折弯破坏。绿色格宾加筋土挡墙20cm 夯实一次，夯实效果明显，平整性较好，承载能力得到提高。填土厚度达到单层格宾网高度时将格宾网及可降解生物垫回包，可降解生物垫回包宽度为0.3m，回包前先在填土顶面铺设土工格栅并固定；回包后铺设下一层格宾网结构单元，上下层格宾网之间采用铁丝相互连接绑扎，依次循环施工至墙体顶部；顶部施工时应注意对顶部部件盖子进行修整。

2.6 喷播植草

绿色格宾加筋土挡墙通过插枝、喷播等绿化技术，有效防止水土流失，促进环境重建与微生物平衡，宾格填石间的空隙预埋草种，提高了土壤的稳定性能和排水能力，且面墙若有植被的生长能够进一步提高结构的耐久性能。施工时，在面墙钢丝内侧铺垫有椰棕植生垫，人工草种绿化成活率较高，人工植入枝条固土效果和减少挡墙变形效果更佳，采用喷播效率很高，成活率较前两种偏低。鉴于本工程位于南方气候适宜，采用喷播、加设营养土和草种绿化，或者人工植入枝条或者藤蔓草种几种方式均可以进行绿化，通过植入一些高性能生态基材，真正做到结构与周边自然环境的和谐统一，在安全经济的前提下，将工程修复与景观美化融为一体，打造生态景观效果。绿色格宾加筋土挡墙施工结束后采用结合当地典型种子的混合物进行草籽喷种，草种选择抗性强、根系发达、防护性能良好的植物种类，并掺入种子量的25%灌木种子，喷播时草子与肥料应充分拌和均匀；为使草籽免受表水冲失，应尽量避免在雨季施工。

3 同类挡墙对比分析

绿色格宾加筋土挡墙是一种新型的柔性生态挡墙，结构新颖、理念先进、施工便捷、占地较少、方便地基处理，形成的自挡土、自排水、自反滤、自卡锁、自定位、整体连锁的柔性干砌结构，具有良好的透水透气、消能、保土、植被等作用，是真正“有生命会呼吸”的挡土墙系统。通过对比分析绿色格宾加筋土挡土墙与传统的刚性挡墙，其性能优势分析如下：

3.1 绿色格宾挡墙中面墙与拉筋均以钢丝网面为主，为同一网面制成，消除可能的结构弱点，工厂化程度高。面板可自然透水，可以保证墙背填土地下水较为自然的排放，有利结构的长期稳定；面墙加强构件均为装配式，施工简单快捷；面墙加钢筋网板增加刚度，并采用支撑架固定，一般以45、65、70°形成坡面；通常加筋网面幅宽2 m，竖向间距0.58 m、0.73 m、0.76m，网面长度根据设计确定。

3.2 作为一种生态型加筋技术，施工时在面墙钢丝内侧铺垫有椰棕植生垫，可采用喷播、加设营养土和草种绿化，或者人工植入枝条或藤蔓草种进行绿化，全部墙面可完全绿化，具有极佳的生态效果。

3.3 传统刚性面板加筋土结构面板与筋材是分开的，需要进行连接，而且施工质量难以控制，在连接处往往由于强度不足而成为结构的薄弱环节，尤其在地震区域，容易在连接处遭到破坏；而绿色格宾面板、反包段与筋材为同一网面制成，无需进行连接，结构的整体性更强，由于结构本身所具有的柔性能吸收地震的能量，故具有刚性结构物无法与之比拟的抗震性能。

3.4 绿色格宾加筋挡墙属于柔性结构，可以适用于存在较大不均匀变形的地基路段，在提高挡墙自身的结构稳定性的同时，也降低了挡墙的自重，降低了挡墙基础承载能力的要求。经过对比分析，从挡墙稳定性、耐久性及环保等方面进行打分（0-10 分），对比结果如图4 所示。

图4 绿色格宾加筋土挡土墙与传统刚性挡墙性能对比情况

4 结论

论文以某高速公路绿色格宾加筋土挡墙为依托，介绍了绿色格宾加筋土挡墙的施工工序、施工工艺、质量控制等，比较分析了绿色格宾挡墙与传统刚性挡墙的性能优势，得到如下结论。

4.1 填土路段采用绿色生态挡墙，在保护当地生态的同时，也能够缩小路基边坡坡脚，减少土地占用面积，因此，该技术尤其适用于土地资源较为匮乏的地区和放坡较困难的路段，具有较好的经济效益、生态效益和社会效益。

4.2 绿色生态挡墙面墙具有优良的可植被性，可保证结构与周围自然环境的和谐统一，通过一定的绿化措施（喷播高性能生态基材），可实现快速绿化的目的。绿色格宾面板内部采用焊接钢筋面板、三脚架以及支撑杆可确保其面墙平整美观。

4.3 绿色生态挡墙面墙和加筋网材是连续生产、无缝连接，格宾结构单元之间采用钢丝进行绑扎连接，挡墙整体性能较好。组成构件（面板、筋材等）均可以预制，除需压实机械外，施工时一般不需配备其它机械，施工效率高，可缩短工期和节省劳力。三角钢筋支撑、内部筋带、面层构造钢筋和边坡钢筋网等采用镀高尔凡防腐处理（5%铝锌合金），结构耐久性提高。