(论文)加筋土挡墙施工技术在高等级公路高填方路基工程中的应用

236 2009年2月Sichuan Building M aterials 2009年 第1期 第35卷 总第147期 文章编号: 1672 - 4011(2009) 01 - 0236 - 03 加筋土挡墙施工技术在高等级公路高填方路基工程中的应用 吴 向 阳 (怀化市交通局航务管理处,湖南 怀化 418000) 摘 要:本文结合工程实例,首先介绍了高等级公路高 填方路基边坡加筋挡土墙施工材料参数的选择;并结合施工 工艺流程,对加筋土挡墙施工技术及质量控制措施进行了详 细阐述,对其施工质量检测和效果进行了评价和总结。 关键词:加筋土挡墙;高等级公路;高填方路基;施 工技术;质量检测 中图分类号: U41611 文献标识码: B 加筋土挡墙主要由墙面板与拉筋组成,主要依靠回填 料与拉筋间的摩擦力拉住墙面板,以承受墙面板后的土压 力,以达到整个土体稳定的效果。在高等级公路填方路段 采用加筋土挡墙施工,可配合环境、少占用土地、节省投 资,实现路、景、物与自然环境和谐共融的目的。 1 工程概况 湖南省怀化市环城高等级公路里程K1 +980连接线段, 该段道路设计为高填土路基,由于路线左侧为规划中的城 市沿溪风光带,右侧为基本农田保护区,且路基填土高差 大,为了尽量减少占地面积,设计采用加筋土挡土墙。挡 土墙长度约170m,拉筋土单边宽度为19125m,建筑高度最 高达10153m,面板采用边长45cm的正六角形,筋带采用 CAT30020B钢塑复合带。墙身按里程方向每2014 m设置一 道1 cm2 cm的沉降缝,缝间用沥青板、软木板或沥青麻 絮填塞。挡墙面板基础沿轴线布设,底部高程251195 m 257.41m,顶部高程260192 m265121m,其上铺筑的路 面横坡和纵坡的形式排水,以防止路面积水,也可减少雨 水渗入到加筋体内。靠近面板设置110 m厚砂砾滤水层, 其断面如图1所示。 图1 加筋土挡墙断面示意图 2 施工材料的参数与选择 加筋土挡土墙主要的材料包括:回填料、筋带、墙面 板,其中回填料与筋带分层交替铺设并压实后形成一种复 合材料,通过土体与筋带之间的摩擦力,达到加固路基的 土体及整体稳定性,因此,加筋土挡土墙的回填料和筋带 的选用是保证工程质量的关键前提。 1) 回填料:填料是加筋土挡土墙的主要材料。本工程 采用力学性能稳定、含水量影响较小的天然全风化山渣土 填筑,其最大粒径不大于10 cm,符合 公路加筋土工程施 工技术规范 以及 公路路基施工技术规范 所规定的填 料要求。 2) 筋带:筋带的作用是承受垂直荷载和水平拉力并与 填料产生摩擦力,达到加固和稳定路基土体的效果。本工程 采用能防潮、 防水、 耐腐蚀,且具有较高抗拉强度、 耐弯曲疲 劳、 不易脆断、 变形小、 与填料间摩阻力大、 具有良好柔性的 CAT30020B钢塑复合拉筋带,筋带表面应压纹清晰,色泽均 匀,断面一致,无开裂、 损伤、 穿孔等缺陷,带宽30mm,带厚 2mm。破断拉力 ?910 kN,极限抗拉强度 150 MPa、 设计允 许拉力6 kN、 强度100 MPa、 破坏伸长率 3%。 3 加筋土挡墙施工工艺及质量控制措施 加筋土挡土墙施工工艺流程见图2所示。 311 加筋土挡墙关键技术及质量控制措施 在整个加筋土挡墙施工工艺流程中,面板安装、筋带 铺设、填料摊铺及碾压是关键的技术环节,是加筋土挡墙 质量的控制重点所在。 31111 面板的安装 墙面板为C30混凝土,由厂家预制,每批入场面板都 须经过检验合格后方接收,对于不合格或不符合设计要求 的,一律退货重新加工。 底下第一层面板的定位、垂直度与牢固性非常重要, 是控制全墙基线是否满足设计要求的关键。应先清理基础 顶面铺一层水泥砂浆找平,准确划出面板外缘线,曲线段 应适当加密控制点。然后在确不定期的外缘线上定点并进 行水平测量,按板长划线分割、整平板基座,配用准尺控 制基底砌筑水准面。面板倾斜度内倾1% ,作为填料压实时 面板在侧向压力作用下的变形值,任何情况下严禁面板外 倾。使用8t汽车吊机配合人工逐层安装面板,如形成纵向 高低不平时,可用M215低强度砂浆、或筋带余料逐层调 2009年 第1期 第35卷 总第147期Sichuan Building M aterials 237 2009年2月 平,严禁采用在板下支垫坚硬石子或铁片的方法调整水平 误差,以免造成应力集中,损坏面板。调平标准按同层相 邻面板水平误差不大于10mm、轴线偏差每20延米不大于 10mm、安装缝5mm10mm进行控制,可采用水平线、吊 锤线控制平整度、平面线形和垂直度。墙后填土作业完成 后方可安装下一层面板。 上下层面板间的插锁孔采用 20钢筋进行连接,保证 面板间的垂直度,连接的钢筋须进行防锈涂沥青处理,避 免产生锈水流出面板影响外观。 面板安装施工的控制要点:成品符合设计要求、垂直 度、平面线形以及同层水平高差等。 图2 加筋土挡墙施工工艺流程图 31112 拉筋带铺设 应根据包装规格及整个工点的各断面拉筋设计长度统 筹提前安排,合理下料,以免造成加筋材料的浪费或人为 随意性造成尺寸误差。 筋带的铺设采用一根筋带穿过穿筋孔分成等长两股的 形式,因此每根筋带的下料长度应为该结点处筋带设计长 度乘2再加上300500mm富余(作为拉筋穿过孔时所占 长度)。面板预留穿带孔用M715砂浆塞实。 筋带应按设计的长度和根数铺设在有3%横向侧坡的平 整压实填土上。筋带应拉直、拉紧、不得有卷曲或扭结。 筋带应尽量垂直于墙面并呈扇型、辐射状均匀敞开,并尽 量分布均匀,应有至少2/3的长度不重叠,筋带拉直无松 懈状,平贴土层面,尾部采用钉钉住土中小木桩,但带中 任何位置不得钉子。 拉筋带铺设的控制要点有:拉筋带下料长度、拉筋带 与面板连接是否牢固、拉筋带铺设后拉紧程度以及拉筋带 尾部是否按设计要求呈扇形展开。 31113 填料的摊铺与碾压 1) 填料的摊铺:采用小型推土机、人工相结合的方式 进行摊铺。先用人工将填料均匀铺撒,使筋带覆盖约5cm 填料,再用推土机进行摊铺。摊铺机械距面板不应小于 115m,距面板1m范围内选用级配砂砾(或砾石)透水材 料。根据试验控制填料每层厚度(压实后以满足面板及筋 带层厚为宜 ) , 且不小于20cm每层,层面按不小于3%横 坡设置。摊铺前应设明显标志易于驾驶员观察,机械运行 方向应与筋带垂直,并不得在未覆盖填料的筋带上行驶或 停车。未压实的加筋,不允许运输车辆在上面行驶。 摊铺时的控制要点:垂直筋带进行,先筋带中间,依 次往尾部,最后往墙端;摊铺厚度均匀,确保筋带不反转、 不打折、无明显变位或变形。 2) 碾压:压路机械主要有20T振动式压路机、打夯 机。碾压前先进行压实试验,根据机械与填料性质确定摊 铺厚度、碾压遍数。 碾压时应先从筋带中部开始,逐步碾压至筋带尾部, 然后再碾压靠面板部分。距面板110m范围内及拐角处严禁 用大、中型机械碾压,采用小型打夯机夯实,以防面板错 位(见图 3) 。压路机运行方向宜垂直于筋带,且下一次碾 压的轮迹与上一次碾压轮迹重叠的宽度应不小于轮进的1/ 3。第一遍宜慢慢轻压(4km /h) ,以免拥土将筋带推起 或错位,第二遍以后可稍快并重压。每次应碾压完整个平 面范围,再进行下一遍碾压。每层填料碾压后采取现场实 测法测定密实度,确保符合设计及规范要求。压路机不得 在未经压实的填料上急剧改变运行方向和急刹车,以免造 成筋带扰动变位或变形,而影响到使用以及整个加筋土挡 土墙的质量。 碾压时控制要点:碾压的方向与次序;遵从先慢后快、 先轻后重原则;前后碾压轮迹重叠宽度;碾压实度;接近 面板1 m采用小型机具碾压或夯实。 图3卸料及机械运行作业平面示意图 (下转第240页) 240 2009年2月Sichuan Building M aterials 2009年 第1期 第35卷 总第147期 置的钢筋直径和级别必须相同。如果设计图纸中钢筋直径 和级别不相同时,可与设计单位联系变更为同直径同级别 的钢筋。 7 顶层梁柱连接处理 框架结构顶层的变形和承受的地震力最大,在节点处, 梁柱钢筋的处理很重要,施工方法撑握不好就很难达到设 计和规范的要求。 711 中间梁柱节点处理 柱纵向钢筋伸入柱顶的长度大于LaE(从梁底算起) 时,柱顶钢筋可不设弯钩;当直线段锚固长度不足时,该 纵向钢筋伸到柱顶后可向内弯折(当现浇板厚度 80 mm, 混凝土强度 C20时,也可向外弯折 ) , 弯折前的直线段不 小于015 LaE,弯折后的水平投影长度取12 d。 712 边柱与梁节点处理 梁柱钢筋的搭接有两种方法:第一种是柱的外侧纵向 钢筋沿节点外边与梁上边的纵向钢筋搭接(搭接长度不小 于115 LaE ) ; 第二种是梁上部纵向钢筋沿柱外侧弯折后与 柱外侧纵向钢筋搭接连接(搭接长度不应小于117 LaE)。 第一种方法在施工时,由于柱纵向钢筋在顶端弯折处 的标高不好控制;现场弯折施工又不方便,且弯折角度难 以控制,建议不要采用。按第二种方法施工时比较方便, 其施工程序为:柱钢筋绑扎 屋面梁板模板安装 梁 钢筋安装 梁钢筋笼沉入梁模板 安装板钢筋(同时 绑扎梁面弯折伸入柱内的搭接纵筋) 柱模板安装 柱、梁、板浇灌混凝土。这种方法施工方便,容易撑握, 能很好控制施工质量。 8 柱纵向钢筋变化的处理 一般框架结构的柱纵向钢筋含量在底层较大,中间层 少一些,到顶层又增加。因此柱钢筋直径、数量在楼层间 可能是变化的。其连接的位置和方法都不一样: (1)当钢筋直径下柱大,上柱小时,接头位置在板面 以上的连接区段上,施工方便,接头质量好。 (2)当钢筋直径下柱小、上柱大时,接头位置在板面 以下的连接区段上,施工不方便,接头质量差。 (3)当钢筋数量下柱多、上柱少时,多余的钢筋在进 入梁柱节点LlE后切断,施工方便。 (4)当钢筋数量下柱少、上柱多时,上柱增加的钢筋 插入板面下节点内,插入长度LlE(从板面算起 ) , 施工方 便。 为便于施工和保证施工质量,要尽量避免上柱钢筋直 径大、下柱钢筋直径小的情况发生。如果是设计图纸要求 的,可与设计单位联系,变更钢筋直径,最好的情况是: 钢筋直径沿柱高不变,仅变根数;若要变更钢筋直径,最 好是下柱直径大变为上柱小直径(变化一个级别内,便于 电渣压力焊 ) ; 当顶层柱钢筋含量大时,不要增大钢筋直 径,采用增加钢筋根数下插,以方便施工。 9 总结 结构遇强震时,受力达到最大承载力的80%90%时 开始在梁端出现塑性铰,形成梁铰机制,由于梁铰比柱铰 的数量多很多,可以吸收和耗散大量的地震能量。当受力 继续增大,柱端出现塑性铰的柱铰机制时,结构很容易形 成破坏机构,特别是同一楼层柱的上下两端都形成柱铰时, 该层将形成不稳定结构而发生集中变形导致结构倒塌,因 此柱的破坏将会引起严重的后果。在施工中要特别注意: 梁的承载能力不能加强,柱的承载能力不能减小。 保证结构抗震的关键是:钢筋的材质;梁柱纵筋的连 接(焊接)位置和质量;梁柱加密区箍筋安装质量;梁柱 节点内箍筋安装和钢筋锚固的施工质量;顶层梁柱钢筋的 搭接和锚固质量等。从抗震的作用来讲,箍筋的作用比主 筋更为重要。 I D: 4496 参 考 文 献: 1 龚绍熙.新编一、 二级注册结构工程师专业考试教程M .北 京:中国建材工业出版社出版. 2 GB502042002,混凝土结构工程施工质量验收规范 S.北 京:中国建筑工业出版社出版. 3 刘旋金.二级注册结构工程师考试复习教程M .北京:中国建 筑工业出版社出版. (上接第237页) 312 质量检测 回填施工检验频度:距面板110m范围内每一压实层每 500m2或50延米不小于3个测点,距面板110m范围内每一 压实层每100延米不小于3个点。若压实段落小于上述规 定时仍取3个测点,压实度不达设计要求时,及时采取补 救措施,直到符合要求。 整体检查验收:总体外观鉴定其墙面板光洁无破损, 平顺美观,板缝均匀,线形顺适,沉降缝上下贯通顺直, 其他各实测项目应符合JTG F80/1 - 2004公路工程质