加筋土挡墙在防洪工程中的应用.doc

目 录

目 录…………………………………………………………1
内容摘要…………………………………………………………2
关键词……………………………………………………………2
一、工程概况……………………………………………………2
二、工程设计变更………………………………………………2
三、加筋土挡墙工程施工………………………………………5
四、结语…………………………………………………………12
参考文献…………………………………………………………13

加筋土挡墙在防洪工程中的应用

（2009秋土木工程 杨海）

摘 要：本文以剑河县城防洪堤施工为背景，简要叙述加筋土挡墙在防洪工程施工中的应用。加筋土挡墙是近年来逐步兴起的一种新型挡土结构，是我省水利工程上的一项新的设计、新的施工，在参建方的共同努力下，本工程于2006年圆满完工。
关键词：加筋土 面板 防洪工程

一、工程概况
剑河县城防洪堤位于剑河县清水江，堤防工程由浆砌石挡墙和加筋土挡墙组成，防洪标准为二十年一遇。设计桩号O+00.00～O+366.295m段及O+799．O～+863.67m段为浆砌石挡墙；0+366.295～0+799m段为加筋土挡墙。浆砌石挡墙基底平均宽6～8.5m左右，顶宽2.5m；加筋土挡墙基底宽4m，顶宽7.5m，堤底平均高程为▽471.20，堤顶高程为▽486.5，堤顶设置1.2m高砼防浪墙，堤底基岩为J2Sn侏锣系遂宁组粉砂质泥岩，泥质粉砂岩及砂卵石中密实状态软基(采用软基换填特殊技术基础处理措施)。
根据工程实际情况等，沿堤合理均匀布置l#、2#、3#清水踏步楼梯，l#为浆砌石挡墙楼梯，2﹟、3#为加筋土挡墙楼梯，楼梯宽2.5 m，踏步尺寸为：0.3×0.15m2(宽×高)。
二、工程设计变更
剑河县城城市防洪堤工程原设计O+00.00～O+212.545m及O+799～0+863.67 m段为浆砌石挡墙，0+212.545m～0+799m段为加筋土挡墙，原设计加筋土挡墙只在宽7.5m的筋床中设置横向盲沟(7.5×0.3×0.3 m3)及靠迎水面砼面板内侧设置0.5m宽的纵向反滤层，面板安砌时为间隔三块或四块板为无浆空缝自然连接，形成排水缝，在墙体面板排水缝及伸缩缝的迎水面处设置土工布(靠面板内侧设置)，该设计的反滤、排水系统未形成联通排水网络，堤身内部排水效果差，加之当地砂卵石料(筋床填料)含泥量较高，保水性好，大石、砂量含量较高，中、小石含量较低，级配不合理，质量指标不佳等原因，致使加筋土挡墙不易碾压密实，易形成“橡皮土”，从而增大侧压力，易使面板外倾，施工中无法保证工程质量。
为加快工程建设步伐，确保加筋土挡墙工程质量，在筋床填料(当地砂卵石料)室内试验的基础上，继续进行现场施工碾压试验，通过现场试验成果的分析评价，复核设计，为施工提供经济合理的碾压参数。经技术经济比较，设计变更为：O+00.00～O+366.395 m及O+799.0～0+863.67m段为浆砌石挡墙；0+366.395～O+799.0m段为加筋土挡墙，砼面板内侧设置O.5m宽纵向反滤层(▽476.60～▽486.50)，在筋床上设置盲沟(7.5×0.5×0.5 m3) (▽476.0～▽486.50)及宽7.5m的水平排水层(▽476.60～▽477.40)，墙背设置宽0.8m的垂直排水体(▽476.60～▽486.50)，形成空间网络排水体系，克服了当地砂卵石料填料质量指标不佳等原因，以现场施工碾压试验所得的最佳碾压参数及合理的面板安砌内倾度为指导，结合《公路加筋土工程施工规范》及工程经验、工程实际情况等进行施工，确保工程质量。
实际证明，工程设计变更后，该设计更加优化、合理、技术经济、方案可行。（见下图）。

说明：
1．加筋土挡墙原设计无水平排水层及垂直排水体。
2．加筋土挡墙原设计筋床盲沟为：盲沟间距5m，尺寸为7x 0.3㎡(长×宽)( ▽476.60～▽486.00)；设计变更为：盲沟间距5m，尺寸为7×0.5m2(长×宽)( ▽477.6—▽485.00)
3．加筋土挡墙每间隔15m长，设置伸缩缝，缝宽1cm，缝中设置沥青杉木板(板宽l7cm，板厚10m)( ▽476.60～▽486.00)，且该板设置于面板处。
4．加筋土挡墙砼面板水平间每间隔三或四块板间竖缝不座浆为自然缝排水；该排水缝处及墙伸缩处靠面板内侧设置土工布(宽50cm，▽476.6一▽485.00)。
5．加筋土挡墙筋床填料为花生滩河砂卵右料，水平排水层、垂直排水体料为夹子口采砂船料，反滤层料为粒径d=5～40mm级配良好的河卵石料(人工筛分料)。
6、加筋土挡墙筋带为CAT30020系列钢塑复合型拉筋带；主筋为B型带：极限抗拉强度150MPa，宽30mm，厚2mm，断裂延伸率<2％；辅筋为C型带：极限抗拉强度≥200MPa,宽30mm，厚2mm，断裂延伸率<2％。
7．图中尺寸单位为cm，高程单位为．
三、加筋土挡墙工程施工
施工前，通过现场碾压试验成果分析评价，为工程方案优化调整提供经济合理、技术可行的碾压参数等，以确保工程质量。
（一）加筋土挡墙施工
1、面板安砌
(1)在加筋土墙基础梁(承台梁)面板安装高程▽476.60m处，首先清基冲洗干净；用水准仪实测高程，再用低强度砂浆砌筑调平。同层相邻面板水平误差不大于10mm；轴式偏差每20延米不大于10mm。
(2)加筋墙直线段用经纬仪在基础梁上放出面板安装外缘线：曲线段应加密控制点，准确定出连接孔位，施钻锚孔(孔深≥50cm，基础梁φ16铺筋)，砂浆座浆找平、面板对孔就位。错筋插入面板锚孔深 35cm，面板锚筋φl4，锚孔灌浆(M7.5砂浆)，使第二层A型面板(1.5×0.6×0.7m3)与基础C25砼梁稳固连接。
(3)第二层面板用B型板(0.75×0.6×0.17m3，置于伸缩缝)处调节，交错安砌，砌缝施工缝错缝，不留通缝。
(4)面板安装可用人工或机械吊装就位。安装时单块面板倾斜度，二般可内倾l／100～l/200，作为填料压安时面板外倾的预留度。根据工程设计及工程实际情况等，面板采用人工安砌，从第二层面板 起按2／100～1/100面板内倾预留度进行面板安砌。
(5)面板安砌过程中，控制好面板内倾预留度,严禁面板外倾，座浆应饱满，塞垫应密实，严禁采用坚硬石子及铁片等支垫，以免应力集中损坏面板而致使面板内外倾变形。
(6)面板预留设置有锚孔，安砌时定位后，采用φ14锚筋，插入面板锚孔深3cm；锚筋外露长度30cm，用M7.5水泥砂浆灌浆饱满密实，以便下层面板锚筋相互联结，从而构成整体，有利提高加筋墙的整体稳定。
(7)按要求的垂度、坡度挂线安装时用。直接段采用挂通线安装，弧线须用锤球进行每块板吊线安装，安装缝宜小于l0㎜。
(8)安装时应防止角隅碰坏、锚孔破裂及锚筋变形等。
(9)沿面板纵向每5m间距设标桩，每层安装时用锤球或挂线核对；严格把关到每一道工序；为防止相邻面板错位，宜用夹木螺栓或斜撑固定。在曲线部位尤应注意安装顺适、圆滑，水平误差用低强度砂浆(M5.O)调整，面板水平及倾斜的误差应逐层调整，严禁将误差累积后，再进行总调整。
根据工程有关规程、规范，结合工程设计、实际情况等，按每三层面板为一单元现场质量检测。每三层面板为一单元进行现场质量检测。每三层面板安装完毕后均应测量轴线高程、面板变形情况等。随着面板的不断安砌，墙体随之不断升高，实际采用麻绳钢筋挂钩软梯、钢卷尺、吊锤线进行面板变形观测并作好观测记录，。根据记录作面板变形(内、外倾)图，并作图形、内外倾数据分析及评定，按工程施工质量检验标准(墙面垂度或坡度允许偏差值：外倾允许偏差值为+0.55H及50mm,取绝对最小值；内倾允许偏差值为-0.01H及100mm，取绝对最小值；H=▽485.00-▽476.6=8.4m)。．结合工程实际情况，对面板外倾值超过4.2cm的局部面板返工处理；对面板外倾值≤4.2cm的部分面板及面板内倾值超过8.4cm的部分面板采取立即渐变逐层修正、渐变逐层调整，技术经济，确保工程内、外观质量。
(10)面板安砌浆缝（水平、竖直缝)一般不作处理，当缝宽较大时，按有关规定进行缝料填塞，面板座浆定位好后应勾缝处理，砌缝应均匀，、平顺之外观美观。
(11)不得在未完成填土作业的面板上安装上一层面板，必须待筋床填料压实完毕，且现场挖坑检测及现场面板变形观测，其实测压实度；面板变形值(内、外倾值)等均满足质量要求后，方可安装上一层面板，并逐层调整面板，确保工程质量。
(12)伸缩缝(沉降缝)间距15m每段，缝宽1～2cm，缝宽一致，上下贯通。伸缩缝处设置土工布，沥青杉木板(布宽50cm；板宽17 cm，厚1～2cm)。
(13)墙顶纵坡采用C20加帽梁砼及C15异型砼进行调整。
(14)．面板筋带预埋环采用塑料套管．(环筋φ16、套管φ18)防锈；在绑扎筋带铺设及回填筋床料前，先进行塑料套管环氧树脂防腐处理。
(15)采用A型、8型面板交错安砌；砌缝不通缝。根据设计，采用水平向每间隔三块板或四块板间竖缝为空缝(不灌浆)自然排水。该缝处面板内侧紧贴50cm宽土工布(▽476.60～▽485.00)。
(16)清水楼梯角隅处采用L型异型面板安砌，砌缝砂浆(M5)。
(17)面板安砌前，必须检查完好无损且冲洗干净后，方可施工安砌。
(18)面板安装至墙顶时，应接设计用异型面板或现场砼及时封顶，有利墙体稳定及安全。
(19)面板可竖向排放，也可平放，但应防止扣环变形和碰坏翼缘角隅，当面板平放时，其堆积高度不宜超过5块，板块间宜用方木衬垫。
面板在运输过程中，应轻搬轻放。
2、筋带铺设
(1)钢塑复合型拉筋带应排放在通风遮光室内。
(2)筋带按2倍设计长度加上穿孔所需长度裁料。本工程筋床设计宽度7m，筋带裁料长度为14.05m 。
(3)筋带与面板预埋拉环连接采用单孔穿过，折回与另一端对齐，在距面板不超过0.5m内用“匚”型卡扣或铁丝(扎丝)把筋带绑扎，扣死固定，防止抽动，严禁在环(扎)上绕成死结。
(4)本工程筋带平顺成扇形辐射状铺设在压实平整的筋床上，每束(环)筋带根据设计，主筋共4根／环，辅筋共2根／环，筋带尾端每根间距5cm，主筋长7m，辅筋长4m，辅筋绑扎在主筋的外侧，筋带不重叠、不扭曲、卷曲、折曲，间距均匀松紧一致。浴场楼梯加筋墙与加筋土挡墙同位置处存在同层间筋带相互重叠、交叉，其需砂料隔离至少5cm，不能直接接触，有利提高筋带与填料之间的内磨擦系数及内磨擦力。
(5)根据工程实际情况，采用筋带人工铺设且人工拉紧尾端，且用砂卵石料先压盖尾端，接着再用砂卵石料压盖筋带中部及前部，使之固定并保持正确的位置。
(6)应防止带尖角的石块，硬质棱角填料等直接接触筋带，以免筋带造成损伤。
(7)布筋方向应与墙面垂直，在拐角处和曲线部位，当设有加强筋时，加强筋可与面板斜交。
(8)筋带接长应在中部后1 m范围外，接头长度不小于15cm，且整个拉环只能拥有一个接头，但此法因筋带连接强度较差，易形成质量隐患，难以保证质量，一般不宜采用。
3、填料的采集、摊铺、压实
(1)填料采集前应按交通部现行的《公路土工程试验规程》(JTJ051—85)的要求作标准击实验，筋床砂卵石料(花生滩料)取样送省水勘院室内橱准击实试验，其最大干重为2.27T／m3。
(2)加筋土填料采用人工或机械采集，堤址游花生滩砂卵石料为筋床填料，采集前，须除去表碡种植土、生活垃圾、草皮及杂物等。反滤层、盲沟砂卵石料为粒径d=5～40mm。工采集冲洗筛分的河卵石料，水平排水层(▽476.6～▽478.4)及墙背垂直排水体料(▽ 476.6～486.5)采用夹子及砂卵石料(采砂船水中采料)，该料水稳性好，透水性好，形成空间网络排水体系。
(3)当运距较远时，可采用自卸汽车运输、船等，运距较近时，也可用装载机或挖掘机直接运至蟮筑位置。
(4)采用东风车、卡玛斯自卸汽车运输上料筋床，通过作业填料方量计算，按倒料先筋带中尾部、后筋带前部的顺序，每隔一定的纵向间距合理地将填料堆卸在筋带上，再用以推土机为主，装载机为鞋进行填料摊铺。
(5)摊铺厚度应均匀一致，表面平整，并设不小于3％横坡，采有机械摊铺时，摊铺机械距面板不应小于1.5m。
(6)卸料时，机具与面板距离不应小于1.5 m，以防面板变形。
(7)加筋土填料应据筋带竖向间距进行分层摊铺和压实。根据工程设计及实际情况，面板高60cm，两层筋带间距30cm，采用自卸汽车上料筋床填料厚度35～40cm，且形成3％横坡，推土机碾压密实至30cm厚。
(8)筋床填料花生滩砂卵石料，含水量须控制在7％以内才能上筋床，当砂卵石料含水量大于7％时，采取晴天挖掘机或装载机翻晒，现场取样检测，若其含水量小于7％时即可停止翻晒，并用彩条布遮盖；当筋床砂卵石料含水量很小或干燥时，可现场填料射水(洒水)补强，有利碾压密实；下雨时，筋床填料采用彩条布遮盖并加强排水措施，严控填料含水量，最好将砂卵石料含水量控制为最优含水量6．8％，易于碾压密实且技术经济。
(9)填料填筑压实时，应随时现场取样检测其含水量是否满足压实要求。
(10)每层填料摊铺完毕应及时碾压，以免砂卵石料含水量过大(因雨)或含水量过小(暴晒)，其不易碾压密实。筋床填料及墙顶粘土填料(▽ 486.00～▽486.50)下雨时特别是雨季采用彩条布遮盖及加强排水措施。
(11)严格分层填料分层压实，碾压实一般应先轻后重，压路机、排土机等不得在未经压实的填料上急剧改变运行方向和急刹车。
(12)压实作业先从筋带中部开始，逐步碾压至筋带尾部，再碾压靠近面板部位，14T推土机静碾4遍(往返算一遍)且碾压重叠1／3履带宽，并距面板不小于1.0m。
(13)距面板1.0m或1.5m范围内严禁采用大、中型压实机械，实际采用HW-140型蛙式打夯机夯实2遍(往返算一遍)，用小型压实机械先由墙面板后轻压，再逐步向路线中心夯实，若该区有压实困难时，可采用人工夯实，以防面板变形。
(14)压实填料现场挖坑检测(挖坑尺寸0.5×0.5×0.3m3，灌砂法)，其实测填料压实度，干容重必须满足设计要求，距面板l.Om以外的筋床填料压实度≥93％，干容重rd≥2.1 t／m3；距面板1.Om范围内的筋床填料压实度≥90％，干容重rd≥2.05t／m3(设计指标)。
加筋土工程填料压实度表
填土范围
路槽底面以下深度（cm）
压实度（%）
二、三、四级公路
高速、一、二公路
距面板l.Om以外
0～80
＞93
＞95
80以下
＞90
＞90
距面板1.Om范围内
全部增高
＞90
＞90
(15)检测频度：距面板1.Om范围外，每二压实层每500m2或50延米不少于3个测点；距面板1.Om范围内，每一压实层每l00延米不小于3个测点，若压实段小于上述规定时仍取3个测点，试验方法按交通部现行的《公路土工试验规程》( JTJ051-85)有关规定执行。
(16)加筋墙每一压实层压实完毕后，必须严格按有关规程、规范进行现场压实填料挖坑检测及面板变形观测，其压实度、面板安砌质量均满足设计、施工等标准后，方能进行下一层的施工。
4、防水、排水和其它工程
(1)本工程施工现场，事先作好排水设施，确保
(2)加筋墙中的反滤层、盲沟、水平排水层、垂直排水体，按设计要求与加筋体施工同步进行。
(3)施工通道轴线尽量与加筋墙轴线相平行且保持较小交角，以免推土机、汽车等设备、车辆在筋床施工调头等，并保持施工道路畅通、运行正常。
(4)根据设计，采用加筋土筋床内预埋排污钢管(作防腐防锈处理)，排运砼涵管及建设排涝泵站(黄木沟段)，确保城市内、外涝防洪及城市排污的正常进行。
(5)其它工程施工
根据工程设计及实际情况，硬基(岩基)段加筋土墙不需作护脚处理，软基段加筋土墙作其基底迎水面建设黑基底外2m宽、60m厚M7.5浆砌石护脚，且用土石料、砂卵石料回填压盖护脚，技术经济。
四、结语
1、设有错台的高加筋土挡墙，上墙面板的底部应按设计要求进行处理，并应及时将错台表面封闭(如浆砌块(片)石，铺砌砼预制块等)。
2、桥台砼面板安装
①在基础上准确划出前墙、翼墙面板外缘线。
②处于同一水平层的桥台前墙、翼墙的面板宜同时进行安装，并应防止纵向、横向错位，转角处应采用角隅面板，并不得留有竖直通缝
③本工程浴场楼梯转角处设计采用等边角隅面板，在面板安砌中无法错缝而形成通缝，此为设计问题所致，今后在同类工程中，建议设计为不等边角隅面板，可交错安砌，有利面板结构质量。
3、加筋墙现场碾压施工试验及室内试验在施工前必须完成。施工中，严格按《公路加筋土挡墙施工规范》、碾压试验成果、碾压参数，结合工程实际情况、施工经验等进行施工，确保工程质量。
4、加筋土墙与重力墙相比，对地基要求不高，硬基、软基等均可，只需按有关工程规范、规程等进行相应基础处理、设计、施工即可。
5、加筋墙设计优化、施工优化、筋床填料质量好坏、填料压实程度、面板安砌质量(面板内倾预留度值大小、填料压实后面板变形现场检测情况)等是加筋土墙工程质量的关键，同时也需加强筋带铺设施工工艺的严格管理及砼面板、预制成品、筋带原材料质量严格把关，砼面板、筋带必须经检测合格后方能用于工程施工。
6、加筋土墙工程，表面上看是项施工工序及操作等相当简单的工程，但要把它作好并非易事，更需要超前试验，结合工程有关规程、规范、实际情况、施工经验等进行施工、科学管理、文明、规范施工，质量控制、检测到每_．道施工工序、施工环节，坚持“三检制”，层层把关，压实填料及时进行现场挖坑检测，进行现场面板变形观测并作图分析，及时确定面板适当调整、处理方案。

参考文献
[1] 《公路加筋土工程设计及施工规范》.人民交通出版社出版，2003年11月第l版第6印刷
[2] 剑河县城防洪堤加筋士挡墙砂砾石料场碾压试验报告．黔东南州水利水电勘测设计院，2004年11月。
13