挡土墙在公路建设中的应用探讨

摘要：挡土墙因其施工方便、节省材料、节省占地、对地基基础要求较低、价格经济等特点在公路行业应用越来越普遍。本文针对挡土墙在公路工程中的应用进行了探讨。

关键词：公路建设；挡土墙；应用

1、挡土墙施工

（1）路基基底的处理

施工前必须对路基基底进行处理。如设计有特殊要求,则按设计施工,否则按一般处理。采用推土机及平地机将基底整平并设置1%～3%的“人”字形横坡用于排水;如路基处于斜坡地段,则分层做成台阶,既满足铺设筋带的水平要求(允许1%～3%的“人”字形横坡),又有利于消除路基本体沿坡向滑动的趋势;如基底为基岩或风化岩层,为保护筋带免受石块破坏,应首先铺设一层土质保护层,基底压实后须同时满足地基质量检验系数的要求。

（2）面板基础施工

面板基础可与路基基底处理同时或提前施工。施工控制的重点是埋置深度和基底承载力,基底应整体水平或分台阶保持水平;基础沉降缝的留设按20m左右一道,应认真计算基顶标高,使基顶与墙顶之间的高度符合面板预制块规格要求。

（3）面板的安装

面板最好集中预制,应加强预制模板的加工质量控制,预制过程中应定期检查,重点控制轮廓尺寸、表面平整度及光洁度。部分面板应预留泄水孔。

（4）土工格栅的铺设

土工格栅使用前应进行试验,有效面积、抗拉强度、抗冻融循环性能、抗老化性能等应满足设计要求,应与外界自然环境隔离储存,避免风吹、日晒、雨淋等自然侵袭,并在规定的期限内使用完毕。

铺设前应检查下一层填料的标高、平整度、压实度;铺设原则是回裹拉筋与其它拉筋不能直接重叠;构造拉筋与受力拉筋可以重叠,但不能与回裹拉筋直接重叠;拉筋必须保证设计要求的填料隔层;各种拉筋的受力长度不小于设计值,固定面板的插销必须穿过格栅;拉筋铺设时应拉直、拉紧,不得有卷曲、扭结,尾部端头用“U”形插钉固定。

（5）填筑材料

用于的填料一般要易于压实,并能与拉筋产生足够的摩擦力。选择有一定级配的砾类土、砂类土;填料中不应含有地表的腐植土、草皮、树根等杂物,不得含有粒径>10cm的尖棱状碎石。

施工前通过压实试验取得工艺参数(分层厚度、碾压遍数等)及施工组织参数(人员数、压路机吨位等),用于指导施工;填筑隔离层时,采用人工操作施工,在每层两侧受力拉筋铺设完成后,进行该层路基填筑,摊铺时严禁施工机械沿路基横断面方向推土,筋带以上摊铺20cm以上填料后方可行驶推土机,车辆机械一般不允许在未经压实的体上行驶,尤其不得转弯、调头。

（6）反滤层填筑

最好采用洗净砂夹卵石填筑,选取反滤层填料时注意控制其中不得含有粘土颗粒。

反滤层采用小型夯机夯实,面板背后可用人工分薄层打实(厚度由试验确定);反滤层填筑完毕后表面应用粗砂整平,不得有大粒径卵石露头。

（7）隔水层填筑

隔水层一般采用2∶8灰土,搅拌均匀后分两层进行填筑,压路机与小型夯机配合压实,精平压实后作成4%的“人”字形横坡,两侧标高与帽石顶齐平。

2、挡土墙应用分析

（1）工程简介

某公路有两处路段采用了挡土墙这一路基防护型式。一处是K3+030―K3+920段内侧的中央分隔带挡墙,该路段位于互通立交区,路基平均高4.5米。因该路段与市区道路重合,原道路的中央分隔带内已放置各种管道、管线,为保护和维修方便,中央带之上不能再填筑土方,故采用了挡土墙;另一处是K6+010―K6+250段坡脚,该段位于一大水塘边部,此水塘深约20米,常年积水,设计单位通过对成本、稳定、美观等方面的论证分析,最后对靠近水塘侧的路基坡脚采用了挡土墙的防护型式,挡土墙平均高13米。

（2）结构型式及计算指标

挡墙采用路肩式结构,现浇C30砼条形基础,预制安装C30钢筋混凝土面板,带采用CAT30020C钢塑复合拉筋带的技术指标为计算依据,填料挡墙上部采用碎石土(其技术指标应满足r=19.5KN/m3,φ>35o)。对于浸水部分挡墙填料要求采用砂砾土或碎石等透水性填料(其技术指标应满足φ>37o)。

（3）挡土墙的施工

基础施工

施工前要挖除地表种植土和高液限粘土,持力层为风化砂岩或满足设计承载力的地层。基础开挖深度大于50cm。如果施工时发现地质情况变化较大,应及时与设计单位联系,以便作出相应的处理措施。基坑开挖后应进行整理和夯实,不满足设计承载力时应进行处理。

面板预制

墙面板预制必须采用钢模板,对钢模及底板要经常检查及维修,清除模板上的砼残留物,每次都要刷脱模剂后再预制,以保证预制面板光洁平整,达到设计精度要求。面板预留的穿筋孔要保证圆滑。

为保证混凝土的质量,应采用机械振捣,如表面粗糙无浆,可用相同灰砂比的水泥砂浆对表面作收光处理,使之平整美观。

面板的检查标准为:强度合格;边长误差不大于±5mm或边长的0.5%;两对角线误差不大于10mm或最大对角线长的0.7%;厚度误差在+5mm～-3mm之间;表面平整度误差不大于4mm或长(宽)的0.3%。穿筋孔无明显偏差,且易于穿筋。不符合上述标准的面板严禁使用。

面板的安砌

1)安装第一层面板前,应在干净的条形基础顶面,准确划出面板外缘线,曲线段应适当加密控制点。然后在确定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。

2)安装面板可从墙端和沉降缝两侧开始,采用适当的吊装设备或人工抬运,吊线安装就位。安装时单块面板倾斜度一般可内倾1%左右,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。

3)面板安砌时用M5水泥砂浆砌筑调平。除排水缝外,水平及竖缝内侧均全部勾缝处理,板外侧应简单勾缝、保持整洁。排水缝一般每3米设置一道,用干砌的竖缝代替。同层相邻面板水平误差不大于10mm,当缝宽较大时,宜用沥青软木进行填塞。安装缝应均匀、平顺、美观。并不得在未完成填土作业的面板上安装上一层面板。严禁采用在板下支垫碎石或铁片的方法调整水平误差,以免造成应力集中,损坏面板。

4)每层面板的填料碾压稳定后,应对面板的水平和垂直方向用垂球或挂线检查,以便及时校正,防止偏差积累。每安装2～3层面板应全面检查一次安砌质量,超过规定者须及时纠正。检查项目包括轴线偏差、垂度或坡度、平整度、面板破损情况、相邻面板高差、板缝宽和最大宽度等。

(4)拉筋带铺设

1)拉筋带的选用。拉筋带应采用CAT30020C钢塑复合拉筋带,筋带表面应有粗糙花纹,单根破断拉力不小于9KN,破断延伸率不大于2%,每吨长度约12000m。产品应附有厂家的送检报告,其破断拉力和延伸率应符合设计要求,同时该产品应有良好的抗老化性能,其抗老化性能应经过国家法定的检测单位检测并有检测报告。

2)拉筋带下料。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,避免边铺边下料,以免造成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的设计长度乘2再加上300～500mm富余(作为拉筋穿过孔时所占长度)。

3)拉筋带铺设。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(使筋带端比前端高5～10cm)。筋带应拉直、拉紧、不得有卷曲、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。

带铺设时,边铺边用填料固定其铺设位置。先用填料在筋带的中后部成若干纵列压住材料,填料的多少和疏密以足以能固定住筋带的位置为宜,再逐根检查,确保拉直、拉紧,然后按设计摊铺填料。

每层筋带铺设后都要进行检查验收,检查内容包括筋带铺设的长度、根数、均匀程度、平整度、连接方式、与面板连接处的松紧情况等。

(5)填料摊铺

1)填料的采集。体填料应在土体各项性能技术指标满足设计要求(φ>35o)的采集场采集,无论何种情况都要对准备采集的填料进行土工试验,以保证其内磨擦角、比重等各项指标符合设计要求。填料应级配均匀,最大粒径不得大于15cm,且最大粒径块体的总含量不得大于15%。

2)填料的摊铺。填料可采用机械、人工相结合的方式进行摊铺。当采用机械摊铺筋料时,必须辅以人工作业。人工作业就是用人工就近将填料搬运和摊铺在拉筋带上。当用推土机摊铺填料时,拉筋带上的填料覆盖厚度不小于20cm。未压实的体,一般不允许运输车辆在上面行驶;若需临时行驶,则填料厚度不得小于30cm,同时其车速不得大于5km/h,并不准急刹车,以免造成拉筋带的错位。

填料的每层摊铺厚度可根据填料种类,压实机具等确定,并不得大于30cm。

(6)碾压

压路机应选用振动式压路机或光轮压路机,严禁用单足碾。距面板1.0mm范围内及拐角处严禁用重型机械碾压,宜用5t以下压路机或振动夯等轻型机械压实。

填料碾压时应先从筋带长度的二分之一处开始,向筋带尾部碾压,然后再从二分之一处向墙边碾压。碾压时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,以免拥土将筋带推起或错位,第二遍以后可稍快并重压。每次应碾压整个横向碾压范围内,再进行下一遍碾压,碾压的遍数以达到规定的压实度为准。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。