中铁十四局集团建筑工程公司 山东省济南市 250014
摘要：加筋土挡墙通过带状拉筋与土体之间的嵌锁、摩擦和包覆来限制土体的变形，从而使土体自身的强度与稳定性有所增强。其优点较为明显，如施工便捷、施工周期短、造价低及外形美观等，面对不良地基的沉降也具有一定的适应性，它结构轻量化，具有良好的抗震性能，具有广泛的运用前景。文章结合某工程实例，阐述了选用土工格栅加筋土挡墙的原因及其作用机理，以其施工工艺流程为主线，重点分析了各工序影响土工格栅加筋土挡墙施工质量的因素，从而得出在施工阶段的控制要点。目前国内外对于土工格栅加筋土结构的研究还不是很透彻，土工格栅的工程实践远超于理论研究，希望通过此文分享加筋土挡墙现场施工中积累的经验，为类似工程设计施工提供依据及参考。
关键词：加筋土挡墙 土工格栅 支护机理 质量管理
1 工程概况
本项目为大连市新监管场所建设项目，项目场地位置位于大连市金州新区大魏家街道小莲泡村，场地基本呈矩形布置，场地总用地面积为55.4万平方米，东西向长约1245m，南北向长约479m。
项目场地属于丘陵地带，整体东高西低、南高北低，最高点高程73.92m，最低点高程为20.78m。本项目场地北侧均为填筑形成，场地边侧形成后与周边地形存在高差，需通过设置边坡进行衔接，共设置三阶加筋土挡墙长614.78m（K0+548.81~K1+196.59），边坡最高处高度约为18.0m，如图1.1为项目三阶挡墙效果图。本项目加筋土挡墙支护为永久性支护，安全等级为一级，边坡支护施工后完成有效使用年限为50年。
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图1.1 三阶挡墙效果图
2 地质及水文条件
根据勘察报告，北侧场地地层由上至下依次为：
粉质黏土：黄褐色、稍湿，可塑，切面稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，局部夹石英质砾石，砾石含量5%~10%，次棱角状，粒径0.5~2cm。该层层顶标高29.90~37.80m，层底标高27.90~32.70m，层底埋深为1.50~7.20m，厚度1.10~7.20m。
次生红黏土：棕红色、黄褐色、稍湿，可塑，刀切面有光泽，无摇震反应，干强度高，韧性高，局部含有少量角砾。该层层顶标高22.60~37.60m，层底标高14.20~32.20m，层底埋深为2.40~13.80m，厚度1.80~13.80m。
强风化石灰岩：灰黄色，原岩隐晶结构，大部分结构受损，矿物成分变化明显，锤击声哑，无反弹，岩芯破碎，节理裂隙发育，属软岩，岩体破碎，岩体基本质量等级为ⅴ级。该层顶标高14.20 ~ 64.20米，底标高11.20 ~ 61.20米，底部埋深4.50 ~ 16.40米，厚度2.50 ~ 5.00米。
中风化石灰岩：灰色，隐晶质层状结构，锤击声不清脆，无反弹，属较软岩石，岩芯呈柱状，岩芯表面有溶蚀现象，结构部分受损，多呈层状、块状，岩体完整，节理裂隙发育，岩体基本质量等级为IV级，给水方可钻进，钻进过程漏水严重。该层顶标高14.50~61.40m，厚度不小于5.00m。
该地区地下水位埋藏较深，勘察期间，地下水未在钻孔控制深度范围内出露。
3 支护结构选型
加筋土挡土墙是由墙板、带状拉筋和填土三部分组成的复合结构，如图3.1所示。
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图3.1 加筋土挡墙结构简图
与其他类型的挡墙相比，加筋土挡墙具有较突出的优势。首先，其结构轻量化，施工方便，工期短，本项目施工工期仅为330天，各道工序紧凑相联，选用加筋土挡墙有利后续主体结构、室外道路、管网等工序的开展，有效保证了我方在施工工期内完成建设任务；加筋土挡土墙造价低，面板薄，基础尺寸小，其造价是普通结构挡土墙造价的40%~60%，墙越高其经济效益越好；而且适应性好，相互铺装而成，具有结构灵活的性能，能承受较小的基础变形，能从容应对本工程复杂的基础；加筋土挡墙的优势相对于其他土挡墙结构而言，具有较高的抗震性及稳定性。综合考虑下，场地北侧填土区采用了优势突出的加筋土挡墙。
4 主要材料要求
加筋土挡墙施工质量的好坏与材料的合格率密不可分，因此在材料进场阶段，就应该做好检验，杜绝以次充好的现象，检验不合格的材料，坚决不予使用。
4.1 格栅要求
本项目采用冲孔拉伸型格栅，格栅材料为聚合物HDPE材料，格栅连接强度以标称抗拉强度为参考点，需大于其参考的90%，I型格栅纵向拉伸强度不小于110kN/m，II型格栅纵向拉伸强度不小于140kN/m。格栅的允许应力应不小于50MPa。
产品到工地时，应逐一检查，确保格栅无损伤，无破裂。网格大小形状均匀，内孔宽度应介于12~30mm之间，内孔长度不大于320mm，横肋宽度不小于16mm，格栅的每延米单面有效面积不小于367mm²。产品的合格证、出厂检验报告及检验员章是必不可少的三项指标，按规范规定抽检，主要检测尺寸偏差、炭黑含量以及拉力强度试验、应力允许值实验，所有项目满足设计要求后，方可投入使用。在存储及铺设过程中，应避免风吹日晒雨淋，使用雨篷布覆盖，最大程度保护产品自身的拉力。
4.2 加筋土填料要求
回填料选用本场区开山石料，填料最大粒径不超过100mm，且粒径大于60mm的含量不大于30%，主要以强风化页岩、中风化页岩为主，石料不得含有膨胀土、淤泥质土。
回填前应对其应进行浸水基本试验，检测的回填料的内摩擦角不得小于30°，最佳含水量为8.8%，最大干密度为1.90 g/m，填料应分层压实，避免棱角尖锐的粗骨料在铺设好的格栅表面摊铺，每层填料摊铺整平后应及时碾压，压实度不应大于5%。
4.3 面板要求
本工程面板采用混凝土预制面板，混凝土强度等级为C30，单块面板尺寸为990mmx560mmx250mm。标准模块及透水面板如下图4.2.1。透水面板上PVC管外倾坡度不宜小于0.5%。
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图4.2.1 标准模块及透水面板
预制面板时应将短格栅预埋预埋，至少进面板150mm，且与面板内钢筋绑扎良好；其中预埋格栅应至少保留两个完整网孔。现场管理人员应对预制面板进行逐一检查，对于出现露筋、蜂窝、孔洞、缺棱掉角、起砂、掉皮、裂缝等外观质量缺陷的构件及时更换。针对面板的平放工作而言，需保证板块与板块之前有方木进行衬垫，每板面板的叠加不能超过五块，并且在面板的运输过程时，保证面板的安全性，采取轻搬轻放的方式进行运输。
4.4 袋装碎石及土工布要求
本项目在预制面板后铺设土工布包裹袋装碎石作为反滤层，是为了保障土壤内细颗粒不会流失且排水较为通畅的重要措施。就滤料的选取来说，必须满足不水解、不风化且质地坚硬等条件，在滤水层颗粒铺设过程中，沿水流由细到粗进行铺设。铺设反滤层时，需要借助平板振捣器对反滤层进行捣实，保证排水通畅的效果。避免因不规则手法铺设导致通水效果受阻（如铺设反滤层时以夯打碾压等方式进行铺设）。
土工布进场应在监理见证下完成取样，通过各项实验检测后方可投入使用。铺设时，搭接宽度宜为30~40公分。
5 施工工序及质量管控
边坡工程的稳固性与自适应性与加筋土挡墙各工序的施工质量密不可分。且加筋土挡墙施工重复度极高，因此在工程初期就应该以高标准、严要求来规范施工队伍的操作，就管理层而言，需对建设工程的各个工序按设计规范进行验收和对，以建造高质量的精品工程。
5.1 基础工程
加筋土挡墙持力层为强风化岩层，三阶挡墙地基承载力必须大于285kPa。开挖前应进行详细测量定位并标出开挖线，基槽底应开挖到设计标高（基础埋深≥1.5米）以上100mm，并清除加筋范围内的障碍物和杂草。需加强基础底部土壤松动与土方超挖等工序的防治工作，可预留工作人员进行清槽工作，清槽时，需到设计底标高，误差应控制在2公分之内。清槽必须彻底，清完后人不能随意走动，基槽清理示意图详见5.1.1。槽底平面的尺寸不可小于基础外缘300mm，如基槽纵向高度的变化较为突出，可在基槽低沿进行纵向阶梯式挖掘工作，台阶长度需控制在3.0m以上，详情参考面板长度，台阶与面板的长度保持一直最为适宜。
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图5.1.1 基槽清理 图5.1.2 基础钢筋绑扎
当基础底部距持力层小于4m段开挖后加格栅及回填料分层碾压到底，基础底部距持力层≥4m段采用CFG桩复合地基处理，CFG桩长度不小于5m，且至强风化岩层。基槽通过设计、甲方、勘察、监理验收后，方可进行C15素混凝土垫层浇筑，地基处理地段还应通过回填料压实度，CFG桩桩身完整性、单桩承载力及复合地基承载力等检测。
加筋土挡土墙钢筋砼基础采用现浇混凝土结构，混凝土采用C30砼，钢筋型号选用HRB400和HPB300型。基础钢筋保护层为30mm，纵筋搭接区箍筋应加密，图5.1.2为基础钢筋绑扎。浇筑基础混凝土过程中应按规范要求留置混凝土试块，养护28d，再对其抗压强度进行测试。基础混凝土成活面应无外观质量缺陷，平整度偏差小于5mm。基槽底和加筋体下的基础在横向的倒坡为3%~5%。
5.2 面板安装
首先在条形基础上准确画出面板外缘线，并按板长划线分割，准确定位面板位置。最下一层面板与基础连接宜用座浆，进行水平测量，并挂线施工，如图5.2.1所示，在面板安装过程中，需保证面板的水平竖直再进行安放，认真清理两板的接触面，避免因接触面有杂物导致墙面板安装不牢固。
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图5.2.1 面板安装挂线施工
就面板安装的数据误差而言，轴位变差、墙面板缝及同层面板桩误差都必须小于10mm才可达标，还需将墙面的平整度误差控制在15mm以内。
沿挡墙横向每20m设置变形缝，缝宽20mm，缝间填充沥青麻筋，且在地基土质不同或地基处理不同段设变形缝。
5.3 格栅铺设
主格栅垂直于墙面，铺设在压实平整的填料上。下料长度不得小于格栅的设计长度，不得重叠、卷曲或弯曲，不得与硬质角填料直接接触。主格栅和预埋格栅应采用高密度聚乙烯专用连杆（即扁平高密度聚乙烯连杆）连接，连接强度不得低于主格栅的抗拉强度。u形肋可用于将后格栅固定在格栅的后部，以避免铺设和滚动填料时格栅受到干扰。格栅应在铺设时填充，避免在阳光下暴晒，雨天来临之际，应覆盖雨篷布，做好排水措施，土工格栅铺设如下图5.31所示。
挡墙沿纵向在平面上形成曲线或折现时，需在设计的格栅铺设不少于50mm厚的填料。再在其上铺设加强格栅。压实面距格栅之间保证不少于150mm的填料。加强土工格栅铺设示意图及铺设范围如下图5.3.2所示。
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图5.3.1 土工格栅铺设
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图5.3.2 加强格栅布设位置示意图
5.4 填料摊铺压实
在卸料机进行卸料的过程中，机具本身与面板的距离需控制在1.5m以上，避免碾压未填充辅料的筋带，填料填充摊铺工作可采取机械或人工的摊铺方式，摊铺过程中需要保证调料表面平整且厚度均匀，设立大于3%的横坡。采用人工摊铺和机械摊铺取决于卸料机与面板的间距，大于1.5机械摊铺，小于1.5人工摊铺。
填料摊铺竣工后及时对填料进行压实处理，压实度控制在95%以上，厚度控制在250mm以内，只有将每层的填料检测合格后才可对下层格栅进行铺设。以先轻厚重原则进行填料压实处理，压实工作需在筋带中部向外开展，从筋中带筋尾再到面板附近。注意面板1.5m内填料压实作业中，需以小型机械由面板后轻压至线路中心，从而避免因振动等多方面原因造成面板位置造成偏差。压实度不小于95%。下雨不得施工，否则会导致填料含水率大，达不到最佳压实度，降低填土的内摩擦角及粘聚力，应注意对填料覆盖塑料布防护。
5.5 排水沟
排水沟的材料为混凝土结构，混凝土标号不低于C30，其保护层厚度需在25mm以上，排水沟施工前，依照结构尺寸制作定位模型，20m设置一道，相邻模型间挂线定位（绷紧），确保水沟结构可正常作业。沟底抹50mm厚DP M20水泥防水砂浆。
挡墙坡面底部与排水沟一侧应间隔一定距离，其中可铺设10公分厚聚苯板作为两者之间的柔性连接，如下图5.5.1所示，以防止交付使用后交接处沉降不一出现裂缝。
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图5.5.1 排水沟
6 结语
综上所述，土工格栅加筋土挡墙在我国的挡土墙支护工程中占据了非常重要的地位，其优势非常明显施工简便、造价低、工期短，节约用地、造型美观、抗震性能好，而且对不良地基的形变有一定的适应性。要想充分发挥土工格栅加筋土挡墙的作用，就必须保证加筋土挡墙的施工技术可以得到有效的落实。管理人员需加强各工序间的检验及协调，来提升土工格栅加筋土挡墙的效果，为我国加筋土挡墙事业的发展做出积极的贡献。
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