摘要:近年來,土工格柵聯合傳統擋土墻進行支護設計正在得到越來越充分的發展,一種采用土工格柵聯合擋土墻的設計方法正逐漸為工程界多采用。土工格柵加筋擋土墻是一種新型的支擋結構,本文結合汕頭市新溪片區西閘站邊坡處理工程,闡述了土工格柵加筋擋土墻結構的特點、主要型式、施工工藝等,對土工格柵反包麻袋法在邊坡處理中的施工工藝做以詳細論述。
關鍵詞:邊坡,土工格柵,加筋擋土墻
隨著土工合成材料及其應用技術的迅速發展,對“加筋土”的研究更加深入精致。在回填土體中加入土工格柵后,可承受抗拉、抗壓和抗剪作用,能顯著提高回填土的強度,從而確保回填土的穩定性。通過土—筋材維持穩定,能安全地將回填土邊坡修筑得很陡,甚至直立,可以承受更大的沉降變形;充分利用土—筋材的共同作用,使得擋土墻對地基承載力要求相對較低,適應性、整體性更好,抗震性能更強。目前,土工格柵加筋土擋土墻設計理論與施工技術日漸成熟,以其造價低、性能好等優點在水利工程中得到了較為廣泛的應用,在一些水閘工程、山嶺重丘的溝谷地帶、地表橫坡較陡的特殊邊坡支擋中,加筋土擋土墻更顯示出其造價和結構上的獨特優勢。
1.土工格柵加筋擋土墻的發展及基本原理
1.1 土工格柵加筋擋土墻的發展及筋材的分類
土工格柵加筋土擋土墻作為一種支擋結構,20 世紀 80 年代由美國 Netlon 公司開發并廣泛的應用于交通運輸工程、水利水電工程、海岸工程、高陡邊坡等各種工程建設中;土工格柵加筋擋土墻以其施工方便、抗腐蝕性和抗老化能力強,及高強度、低延伸率、穩定性好等獨特的性能與優點,在建設工程中得到了較為廣泛的應用。土工格柵分為塑料土工格柵、鋼塑土工格柵、玻璃纖維土工格柵和玻纖聚酯土工格柵四大類。塑料土工格柵是經過拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物網材,按其制造時拉伸方向的不同可為單向拉伸和雙向拉伸兩種。它是在經擠壓制出的聚合物板材(原料多為聚丙烯(PP)或高密度聚乙烯(HDPE))上沖孔,然后在加熱條件下施行定向拉伸。單向拉伸格柵只沿板材長度方向拉伸制成,而雙向拉伸格柵則是繼續將單向拉伸的格柵再在與其長度垂直的方向拉伸制成。 在汕頭市新溪片區西閘站邊坡處理工程中主要采用單向土工格柵和雙向土工格柵。
1.2 加筋擋土墻的機理
加筋土技術就是在土中加入加筋材料(土工格柵等)組成的復合土體。由于土與加筋材料之間摩擦作用,使加筋土形成穩定的整體復合結構,從而提高了土體強度,改善土體力學性能。土工格柵加筋土擋墻就是一種土中加入土工格柵材料的結構。
1.3 土工格柵加筋擋土墻的特點
土工格柵加筋土擋土墻具有以下特點:
(1) 汕頭市新溪片區西閘站位于港口邊,地質以細砂層為主,地層易隨潮汐海水漲退影響,穩定性差。土工格柵加筋土擋土墻屬柔性結構,與傳統的剛性結構擋土墻相比,能更好的適應地基變形,在處理不良地基時采用尤能顯示其結構上的優勢。
(2) 汕頭市新溪片區西閘站地處廣東省汕頭市,常年降雨頻繁,特別以每年五、六月份汛期期間尤為雨多量大。土工格柵加筋擋土墻結構由于技術簡單、施工容易方便,因此工程施工速度很快,既節省工期又能降低雨季帶來的安全隱患。再者土工格柵加筋擋土墻可以做得高且陡,能有效的節省工程投資、節約用地和填筑用料,具有經濟上的優勢。
(3) 汕頭市新溪片區西閘站靠近市區,工程建設的質量及外觀直接影響著市容市貌。土工格柵加筋土擋墻巧妙地利用了面板、填料和加筋帶。可分為有面板加筋擋土墻和無面板加筋擋土墻,其中有面板加筋擋土墻, 可根據不同的環境,考慮到美觀的要求,將面板制成不同的形狀和結構,有效地融入周邊環境;而無面板加筋擋土墻坡面采用綠化防護、美化環境,恢復自然生態,有著較好的社會效益。
2 .施工方法與步驟
(1)測量放線并將施工范圍內的基底軟弱土層挖除,按照設計將 1.5m 范圍內雜質砂土層挖除,對加筋擋土墻基地進行整平、碾壓、以滿足第一層土工格柵鋪設及加筋擋土墻基礎標高和承載力要求。
(2)土工格柵下料與鋪設
1 為了保證施工速度和質量,對土工格柵提前下料。土工格柵下料長度為:設計
長度+坡面反包麻袋所需長度(1.6m)。
2 單向土工格柵在鋪設時,下層填料要壓實、整平,其橫向傾斜度不大于 5%為宜,這是保證土工格柵拉緊、拉直,不卷曲、不扭結、不重迭和皺折的關鍵。并在鋪設的土工格柵上每隔 1.5~2.0m 用 U 型卡釘固定于地面,禁止各種機械在沒有填筑回填料的土工格柵上通行作業,這樣能保證土工格柵平整,不起鼓,不起皺,并能保證土工格柵的力學強度。
(3)根據設計要求首層需鋪設 300mm 的碎石濾水層。
(4)根據邊坡控制邊線以及鋪設碎石回填土的高度(300mm)來鋪設麻袋,整齊
堆放,形成坡面,麻袋內必須裝耕植土,以保證后期邊坡綠化工作順利進行。
(5)鋪設厚度為 300mm 的碎石濾水層,人工配合機械整平后用 20T 振動壓路機碾壓,先靜壓兩遍,然后振壓四遍。
(6)沿邊坡坡面鋪設雙向土工格柵,要求土工格柵不能卷曲,扭結,
(7)鋪設 30cm 的麻袋與碎石回填土,然后對回填土進行整平與碾壓。
(8)反包麻袋并根據設計要求鋪設單向土工格柵,用連接棒將反包格柵與上層主格柵足強度連接。
(9)用連結棒連結好后對土工格柵進行張拉并固定,然后鋪設下一層麻袋與碎石回填料。依次重復 1 至 9 的工序,直到碾壓至邊坡設計標高。
(10) 對頂層的土工格柵反包段,采用將其埋于頂層填料中的措施予以固定,其長度,較其下各層長一些,按要求壓實最后一層填土。
3. 施工要點
(1)施工場地:要求壓實平整、呈水平狀、清除尖刺突起物,以免影響土工格柵的鋪設及抗拉強度。
(2)格柵鋪設:緊貼平整壓實的下承層上鋪設,按要求鋪設的單向土工格柵其主要受力方向(縱向)應垂直于邊坡坡面方向,鋪設要平整,無皺折,盡量拉緊。
(3)填料的選擇:注意控制填料粒徑和級配,以保證壓實質量。
(4)填料的攤鋪和壓實:當土工格柵鋪設定位后,應及時填土覆蓋,裸露時間不宜超過 48 小時,亦可采取邊鋪設邊回填的流水作業法。
(5)防排水措施:在加筋土工程中,一定要作好邊坡體內外的排水處理;要做好坡腳防沖刷;在土體內要設置濾、排水措施,必要時,應設置土工布、透水管(或盲溝)。采取疏導的方式排水,不能堵塞,否則容易產生隱患。
4.結束語
(1)通過本工程的實踐,使用土工格柵反包麻袋法在邊坡工程中應用的效果良好。在邊坡坡頂建成的圍墻,經過五、六月份的雨季后,并沒發現墻體開裂現象。修建管溝而對邊坡開挖,能夠形成穩定的直立斷面,證明加筋土擋墻是穩定。
(2)用土工格柵修建加筋土擋土墻可以滿足工程設計和使用要求, 與漿砌石擋土墻相比,具有造型美觀、節省材料、節約投資、節約用地、方便施工,對地基承載力要求相對較低,對變形適應能力強的優點。值得廣泛使用。
參考文獻:
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