土工格柵支擋結(jié)構(gòu)在市政工程中的應(yīng)用

何延剛

鄭州市市政總公司（450000）

0 概述

土工格柵加筋土擋土墻是一種新型的支擋結(jié)構(gòu),近幾年在我國發(fā)展相當(dāng)迅速。目前，土工格柵加筋土擋土墻設(shè)計(jì)理論與施工技術(shù)日漸成熟，其以造價(jià)低,性能好等優(yōu)勢在市政工程中得到了較為廣泛的應(yīng)用。已在土工格柵的生產(chǎn)、加筋土擋土墻的設(shè)計(jì)和施工工藝等方面積累了較多的經(jīng)驗(yàn)。在公路、鐵路、港口、水利、市政、環(huán)保工程中,已建成了大量的土工格柵加筋土擋土墻和加筋陡坡工程。取得了較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)利益。據(jù)此，本文將簡要闡述土工格柵加筋土擋土墻設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)注意的相關(guān)問題，并與傳統(tǒng)重力式擋土墻在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益方面進(jìn)行了分析對(duì)比。

1 擋土墻形式

1.1 無面板加筋土擋土墻

無面板土工格柵加筋土擋土墻又稱反包式或包裹式加筋土擋土墻，墻面是由網(wǎng)眼袋填土再由土工格柵反包而成，每層土工格柵是由專用連接棒連接形成整體,網(wǎng)眼袋內(nèi)填土已混合適宜當(dāng)?shù)厣L的草籽、灌木籽、花籽等，經(jīng)數(shù)月后生長形成綠色生態(tài)墻面。既保護(hù)了土工格柵的使用安全，又美化了環(huán)境。無面板土工格柵加筋土擋土墻是目前應(yīng)用最多的一種擋土墻形式,其特點(diǎn)為柔性結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。

1.2 有面板加筋土擋土墻

有面板土工格柵加筋土擋土墻按面板形式又可分為：整面板加筋土擋土墻和拼裝面板加筋土擋土墻。目前，應(yīng)用較多的是拼裝面板加筋土擋土墻,拼裝面板模塊常見的有矩形、六角形、十字形、L形等不同的形式。面板模塊設(shè)計(jì)可根據(jù)工程環(huán)境需要，靈活預(yù)制成各種形狀，能提供很好的視覺效果。還可使用彩色水泥，增加墻面的藝術(shù)性。有面板土工格柵加筋土擋土墻主要應(yīng)用在城市立交匝道接線工程、特殊支擋工程等。特別是在環(huán)保要求較高，限制開山炸石，石料來源十分困難的城市。

2 擋土墻設(shè)計(jì)

工程設(shè)計(jì)現(xiàn)已有成熟的土工格柵加筋土擋墻設(shè)計(jì)軟件，其充分考慮了結(jié)構(gòu)體的內(nèi)、外部穩(wěn)定性及總體穩(wěn)定性。

2.1 擋土墻方案選擇

在確定土工格柵加筋土擋土墻方案時(shí)，要結(jié)合支擋工程的地形地貌及地質(zhì)條件等進(jìn)行選擇。在擋土墻的背后需要有充足的空間,以獲得足夠的加筋區(qū)域來保證加筋土擋土墻的內(nèi)部和外部穩(wěn)定性及總體穩(wěn)定性。也就是說，土工格柵加筋土擋土墻適合于填方工程,特別是在修筑土建工程的半挖半填或填挖結(jié)合交界處的處理，更能發(fā)揮其特有作用。

2.2 土工格柵設(shè)計(jì)強(qiáng)度的確定

在確定土工格柵長期設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前，一定要弄清土工格柵的質(zhì)控抗拉強(qiáng)度、土工格柵的蠕變強(qiáng)度和他們之間的相互關(guān)系。質(zhì)控抗拉強(qiáng)度是土工格柵在生產(chǎn)制造時(shí)，用于控制產(chǎn)品質(zhì)量的強(qiáng)度指標(biāo)。也就是產(chǎn)品式樣在一定的溫度環(huán)境下，快速拉伸時(shí)的最大抗拉強(qiáng)度，也稱極限抗拉強(qiáng)度，用tult表示。該強(qiáng)調(diào)值一般用于生產(chǎn)制造或選購材料時(shí)，判斷產(chǎn)品是否合格。但是土工格柵在擋土墻里的受力情況，并不是一個(gè)快速拉伸的過程，而是一個(gè)長期近乎恒荷載的受力過程。而由高分子材料生產(chǎn)的土工格柵在長期受力時(shí)會(huì)產(chǎn)生蠕變，這種蠕變會(huì)隨著受力的大小和時(shí)間的長短的不同而變化。加筋土擋土墻允許一定的變形，那么在這個(gè)允許的范圍內(nèi)，土工格柵還能承受多大的長期荷載呢?這就是我們所需要的蠕變強(qiáng)度。

3 擋土墻施工

1）按設(shè)計(jì)要求平整墻底。按擋墻坡面傾角，架立臨時(shí)模架并放線。

2）按土工格柵下料，按土工格柵設(shè)計(jì)長度+坡面部分長度+上層連接用反包長度。

3）鋪放第一層土工格柵，須水平鋪放，與墻面垂直，尾部用u型釘固定，反包段臨時(shí)放在坡面處，相鄰?fù)凉じ駯糯罱訉挾? cm。

4）將裝有土壤及草種的網(wǎng)眼袋,按模架及放線控制位置，整齊堆放，裝有草種的一端面向擋墻外側(cè)。

5）按設(shè)計(jì)的壓實(shí)厚度，填筑土料。在任何情況下，施工設(shè)備的輪子或履帶與土工格柵之間至少應(yīng)隔有150 cm以上的填料，以防止土工格柵受到機(jī)械損壞。

6）碾壓運(yùn)行方向應(yīng)平行于擋墻沿水平走向，碾壓時(shí)從土工格柵中部向尾部（自由端）逐步進(jìn)行，然后逐步轉(zhuǎn)向擋墻墻面。對(duì)網(wǎng)眼袋及靠近墻面處，采用輕型設(shè)備碾壓。

7）回填料按最佳含水量施工，壓實(shí)度達(dá)到95%。

8）將放在墻面外反包段土工格柵反包在已鋪好的網(wǎng)眼袋及壓實(shí)好的第一層填料上。

9）按上述3）、4）進(jìn)行第二層的土工格柵下料及鋪放。用連接棒將第二層土工格柵與第一層土工格柵的反包段連接起來。

10）利用張拉接梁在上一層土工格柵的自由端施加拉力，連接棒處拉緊受力,直至坡面反包段土工格柵也受力繃緊為止。用u型釘或竹釘將上一層土工格柵自由段固定，然后移走張接梁。

4 注意事項(xiàng)

1）結(jié)合需要支擋的實(shí)際工程，視設(shè)計(jì)和施工的具體情況，根據(jù)土工格柵加筋土擋土墻的特點(diǎn)。選擇不同類型的加筋土擋土墻的形式。以便充分發(fā)揮土工格柵加筋土擋土墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

2）正確、合理的確定土工格柵的長期設(shè)計(jì)強(qiáng)度，是確保加筋土擋土墻在設(shè)計(jì)年限內(nèi),安全使用的重要設(shè)計(jì)要素之一。要重視土工格柵長期設(shè)計(jì)強(qiáng)度的確定，才能使設(shè)計(jì)的土工格柵加筋土擋土墻安全、可靠。

3）正確、合理的使用不同材質(zhì)材料的土工格柵，是確保在設(shè)計(jì)年限內(nèi),加筋土擋土墻工程安全使用的又一重要要素。在用高密度聚乙烯（hdpe）或聚丙烯（pp）為原料生產(chǎn)的土工格柵使用選擇時(shí)。兩種不同材質(zhì)的土工格柵，如（rs50hdpe和rs50pp）其極限抗拉強(qiáng)度相同，但蠕變強(qiáng)度差異很大。故在設(shè)計(jì)土工格柵以便施工單位使用時(shí)，要正確采購符合設(shè)計(jì)要求的加筋筋材。若設(shè)計(jì)文件中采用高密度聚乙烯（hdpe）土工格柵的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，而施工中卻使用的聚丙烯（pp）土工格柵，那么，土工格柵加筋土擋土墻在使用中肯定會(huì)存在安全隱患。這應(yīng)引起大家的高度注意。

4）土工格柵鋪設(shè)方法雖然比較簡單，但施工過程，必須按照設(shè)計(jì)文件執(zhí)行。特別是在曲線、拐角地段鋪設(shè)土工格柵時(shí)，土工格柵重疊部分的摩擦系數(shù)將會(huì)降低，必須鋪設(shè)一層100 mm～200 mm厚的粗砂層，將兩層土工格柵分開，以確保摩擦阻力的充分發(fā)揮。

5）土工格柵加筋土擋土墻填土質(zhì)量、填土的攤鋪厚度及碾壓壓實(shí)度與擋土墻工程質(zhì)量密切相關(guān)。填土質(zhì)量必須嚴(yán)格滿足設(shè)計(jì)文件要求的γ、Φ、c等技術(shù)參數(shù),填料的攤鋪厚度和碾壓厚度碾壓遍數(shù)必須經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。只有這樣,在采用滿足技術(shù)要求的填料并在最佳含水量的情況下,按試驗(yàn)確定的攤鋪厚度和碾壓遍數(shù)進(jìn)行科學(xué)的施工,才能確保壓實(shí)度達(dá)到95%的設(shè)計(jì)要求。從而，保證土工格柵加筋土擋土墻的工程質(zhì)量。

5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比

土工格柵加筋土擋土墻與傳統(tǒng)的擋土墻相比,具有以下的優(yōu)勢和特點(diǎn)：

1）土工格柵加筋土擋土墻是屬柔性結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)的剛性結(jié)構(gòu)擋土墻能更好的適應(yīng)地基變形,在不良地基處采用更能顯示其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢。另外，加筋土擋土墻這種結(jié)構(gòu)比剛性擋土墻有更好的抗地震能力。

2）土工格柵加筋土擋土墻能節(jié)省工程投資，擋土墻可以做到高且陡，能有效地節(jié)約用地和填筑用料，具有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢。

3）有面板加筋土擋土墻，可根據(jù)不同的環(huán)境，根據(jù)美觀的要求，將面板制成不同的形狀和結(jié)構(gòu)，有效地融入周邊環(huán)境，恢復(fù)自然生態(tài)，有著較好的社會(huì)效益。

4）土工格柵加筋土擋土墻施工方便快捷，能縮短施工工期，保證施工質(zhì)量。

土工格柵加筋土擋土墻設(shè)計(jì)與施工技術(shù)日益成熟，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，已被更多的工程技術(shù)人員所接受。土工格柵加筋土擋土墻有著許多的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的優(yōu)勢,又有著良好的社會(huì)效益。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，必將會(huì)在越來越多的建設(shè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。