包裹式加筋土挡墙在滑坡治理中的应用

摘要：本文结合实际工程工点设计，阐述了包裹式加筋土挡墙在滑坡治理中的应用。分析指出包裹式加筋土挡墙具有降低工程造价，施工便捷，安全可靠等显著优点，在公路建设中值得推广应用。

关键词：包裹式加筋土挡墙、滑坡治理

Abstract: in this paper, combined with the practical engineering project design, and expounds the application of the wrap reinforced earth retaining wall in landslide. Analysis pointed out that the wrap reinforced earth retaining wall can reduce the engineering cost, convenient construction, safety and reliability and other significant advantages, and is worthy of popularization and application in highway construction.

Keywords: packaged reinforced soil retaining wall, landslide

中图分类号：P642.22 文献标识码：A

1、概述

1.1 加筋挡土墙概述

加筋挡土墙是由基础、墙面板、帽石、拉筋和填料等级部分组成。其挡土原理是依靠填料与拉筋之间的摩擦力来平衡墙面板所承受的水平土压力加筋挡土墙具有对地基承载力要求低、施工速度快、节省投资等优点，在公路、铁路工程中得到较多的应用[1]。通常加筋土挡墙设组合式面板的比较广，但由于填料或地基沉降，面板压缩性小，易导致加筋土体与面板出现较大的沉降差，使胸墙内倾，引起下部面板外鼓变形甚至垮塌；包裹式加筋土挡墙采用现场浇筑整体式面板，克服了由于填料与面板的沉降差异引起面板的不均匀水平向位移而导致的整体外形不平顺等问题[2]。

1.2本工点概况

本工点位于某二级公路K58+400～K58+555段，设计路基宽度8.5m。公路从一滑坡后缘通过，该滑坡体为一大型老滑坡体，滑坡体体积约500000m3，本身处于平衡状态，后受多因素影响，滑坡产生滑动，并向上牵引，引起路基拉裂，裂缝距路基内侧约2.0m，最大裂缝宽约15cm。滑坡体物质主要是残坡积物，结构松散，下部基岩为紫红色砂泥岩。通过实际调查结合实际情况，决定采用桩板式挡土墙或者加筋土挡墙方案处理，后经方案综合比较，因路线从滑坡后缘通过，滑动层为覆盖层，基岩埋深较浅（最大埋深约10m），为满足施工工期要求、保通要求及节约投资，决定采用加筋土挡墙方案处理；挡墙基础用锚杆固定在基岩上，以截断下方滑坡对路基的牵引。

2、本工点包裹式加筋土挡墙设计

2.1 加筋材料选择

拉筋对加筋土挡墙十分重要，是土体中的增强材料，主要承受拉力，要求具有较高的强度要求，且应有良好的抗疲劳性能，具有抗老化、耐腐蚀及化学稳定性好等特征。本工点加筋土挡墙选用高密度聚乙烯(HDPE) TGDG50型单向拉伸土工格栅，其极限抗拉强度为50 kN/m， 最大拉伸应变量小于10％，与填料间似摩擦系数大于等于0.3。

2.2加筋填料选择

填料为加筋挡土墙的主体材料，填料的好坏将直接关系挡墙的结构安全和工程造价，一般要求填料要易于填筑和压实，与拉筋之间有可靠的摩阻力，不应对拉筋有腐蚀性。结合本工程实际情况，本工点填料选择碎石土，设计要求填料指标为γ=19 kN／m3，φ=350，似摩擦系数=0.3。要求填土分层填筑，分层厚度小于等于30cm，压实度应达到表2.2.1的要求[3]；墙背后0．5～1．0 m选用透水性好的砂砾石或碎石材料宜于排水。

表2.2.1加筋体填料压实度表

注：表列压实度系按《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）中重型击实试验法的最大干密度的压实度。

2.3断面及结构型式

本段加筋挡墙断面型式见图2.3.1。

图2.3.1加筋土挡墙断面及结构型式

挡墙面板采用C25钢筋混凝土现浇，面坡坡率1:0.05，板厚0.3m，内设置φ10钢筋网片，钢筋竖向间距0.3m，横向间距0.2m，净保护层厚4cm；浇筑面板时预埋面板拉环Φ20钢筋，长度L=3.307m，入土部分钢筋刷二道防锈漆，然后裹缠"三油两布"，防止钢筋腐蚀。土工格栅层间距0.3m，在面板处回折2m，土工格栅包裹编织袋装碎石（碎石粒径1～2cm）长度不小于1m；施工时必须保证筋带长度大于0.65倍墙高，且不小于4.0m；施工过程中考虑到加筋土挡墙靠近底部水平土压力较大，且所选择的土工格栅极限抗拉强度度较小，在加筋体中下部加铺3层φ10钢筋网，间距0.2×0.2m。基础采用C20混凝土浇筑，截面宽、高均为1m；为提高挡墙的抗滑稳定性，在基础内设两根钢筋锚杆，使之锚入基岩不小于3m。加筋土挡墙外侧滑体按清方减载处理，开挖挡墙基坑时一起挖除；开挖时应设置4%的坡度，便于排水。

3、加筋土挡墙的设计计算

加筋土挡墙设计时，应进行内部稳定计算和外部稳定计算。内部稳定计算内容包括：筋带抗拉力验算、抗拔验算，并确定筋带长度，确定面板的厚度和配置钢筋；挡土墙外部稳定验算包括：基底承载力验算、加筋体沿基底抗滑动稳定性验算、抗倾覆稳定性验算、地基和墙体的整体滑动验算。

本工点设计时，考虑到本段滑坡为牵引式滑坡，路线从滑坡后缘通过，加筋挡墙基坑开挖时，已将路基内滑坡松散体全部清除，且基础落在较完整的基岩上，挡土墙整体稳定能满足要求，故设计只做了内部稳定验算。

3.1加筋土挡墙内部稳定计算理论

内部稳定性验算时，加筋体活动区与稳定区的分解面可采用简化破裂面。简化破裂面上部的竖直面部分与墙面板背面的距离bH为0.3H;简化破裂面下部的倾斜面部分与水平面的夹角β为（450+φ/2）（图 3.1.1）

图 3.1.1 简化破裂面图

1-活动区；2-简化破裂面；3-稳定区

简化破裂面上下两部分的高度H1、H2，可按下式计算：

式中：bH—简化破裂面前的破裂棱体顶面宽度；

—加筋体填料内摩擦角（0），当填料为细粒土时，采用综合内摩擦角0；

H—加筋体高度（m）。

墙面板上的附加水平土压力可按下式计算：

式中：—加筋体内，深度处土压力系数；

—加筋体内，深度处的水平土压力（kPa）；

3.2加筋土挡墙内部稳定计算结果

经计算，本工点加筋土挡墙的全墙抗拔稳定性验算稳定系数Kb=2.12≥2.0，满足相关规范的要求。

4、结束语

包裹式加筋土挡墙属于柔性支挡结构，适用于一般地区的路肩式挡土墙、路堤式挡土墙；用于滑坡地段时，因变形较大，挡墙的稳定和变形难以控制，所以目前用于滑坡地段的加筋土挡墙还不多见。但由于本工点位于牵引式滑坡后缘，滑体厚度在路基范围内较薄，且滑面以下为较完整的基岩，挡墙只起到隔断滑坡牵引的作用，加筋体整体不受滑坡的影响，故经综合考虑后，运用了包裹式加筋土挡处理。

本工点于2011年完工投入运营2年多，路基稳定，未出现墙体及路基下沉、开裂等病害，说明包裹式加筋土挡墙处理本处滑坡是成功的；这为以后处理同种类型的滑坡提供了一种经济、施工快捷可行的处理方法。

参考文献：

【1】 李海光等编著. 新型支挡结构设计与工程实例.北京：人民交通出版社，2004.1.

【2】 赵子俊 陈德平焦柳线K966包裹式加筋土挡墙设计 路基工程 2003年第4期(总第109期).

【3】中交第二公路勘察设计研究院有限公司主编,公路挡土墙设计与施工技术细则，人民交通出版社，2008.

作者简介：

滕建奎（1982~ ），男、工程师，注册土木工程师（岩土），2008年毕业于昆明理工大学道路与铁道工程专业，一直从事公路、市政工程岩土的设计和研究工作