王明来
江苏省水利工程科技咨询股份有限公司 江苏省南京市 210000
摘要：近些年来，在设计和建设防洪堤工程的过程中，逐渐采用了自嵌式加筋挡土墙，并且具有较高的经济性。本文就针对自嵌式加筋挡土墙的结构特点、设计以及施工工艺进行阐述。
关键词：自嵌式；加筋挡土墙；防洪工程
引言
加筋挡土墙是一种新型的复合结构，主要由墙面板、填料和若干拉筋带组成，在节约用地、简化结构、提升结构安全性、改善土壤力学性能等方面具有较好的表现。也正是由于自嵌式加筋挡土墙的种种特性，使其逐渐被应用到了防洪工程的建设工作中，并且带来了极高的经济利益，本文就围绕自嵌式加筋挡土墙的施工工艺展开讨论。
1 自嵌式挡土墙结构特点
自嵌式加筋挡土墙主要由单排自嵌式挡土块多层累积而成，结构柔性较强，省略了锚栓加固和砂浆砌筑等步骤，同时在地基的处理方面要求也较低，能够承受较大程度的移动而不发生坍塌，在小规模基础沉陷时也具有较好的稳定性。自嵌式加筋挡土墙在水利工程建设施工的实际过程中，可以设置多层拉接土工格栅并与自嵌式挡土墙之间建立稳定链接，同时延伸到周围土体中，从而通过拉接网片实现回填土和墙体之间的贴合，能够实现与重力式挡土墙相当的作用；墙体的抗剪切能力由于挡土块形成的后援结构而得到了明显的增强，并且在墙体后方逐渐形成一定的坡度，从而实现重心向填土后方的转移，进而增强了墙体的抗倾覆能力。在后移的过程中会产生仰角，从而减小墙后土的主动土压力，进而使墙体的抗滑稳定性能得到提升。
在性能方面，自嵌式挡土墙比传统的浆砌挡土墙施工更为简洁、成本更低并且具有较好的观赏性，同时由于挡土墙表面粗糙的质感也给人带来更为自然的视觉感受，相比于传统浆砌挡土墙更具艺术性。自嵌式挡土墙省略了浆砌和不必要的固定措施，直接通过骨料实现墙体之间的链接，结构柔性较强可以承受较大的墙体移动，并且墙体效果不受影响。显而易见，自嵌式挡土墙相比于传统浆砌挡土墙具有更好的稳定性，同时，在一些软土地基的工程施工中也更为实用，由于该种挡土墙对地基的要求较低并且不需要额外的加固措施，施工工艺较为简洁，并且噪声污染较差，施工的效率也较高。值得注意的是，自嵌式挡土墙最为显著也最为特殊的性质就是其具有的柔性结构，这也具有更为简便的施工工艺，也正因如此，使其相比于传统的挡土墙施工工艺能够节省更多的时间；在实际的施工中，根据挡土块特殊的后援结构外形特点及统一的尺寸，施工人员可以及时调整土块的位置，从而将墙体的高度保持一致，不需要过分关注某一个土块的位置摆放；由于施工过程简便，因此不需要依赖过多的机械设备，施工所造成的噪声、污染等对周围环境造成的影响也较小，开挖施工的工作量也普遍低于其他类型挡土墙，在混凝土浇筑方面只需要简单的处理压顶和底板。另外，施工人员也可以采用多种色彩和形状的土块进行自嵌式挡土墙施工。自嵌式挡土墙自身所具有的粗糙和开裂的质感也能够充分的融入到周围环境中，给人恰到好处的视觉感受。与传统的钢筋混凝土挡土墙或石块挡土墙相比，自嵌式挡土墙的外观更具变化性也更具创新性。
2 自嵌式加筋挡土墙的设计
组成自嵌式加筋挡土墙的材料主要有拉接网片、底板、压顶、挡土块，底板主要用于承受挡土块的重力，宽度较小，通常在100cm左右；挡土板通常厚度为15cm，长度为40cm，宽度为30cm，回填土和挡土块经由拉接网片而合二为一。 将沉排安排在挡土墙前方，宽度要大于河流冲刷度的两倍到三倍之间，避免河流湍急时冲刷影响加筋挡土墙的稳定性。同时，将透水的沙砾材料铺设在墙背面的加筋土位置上，方面排水从而使墙后的剩余水压力减小；还可以将土工布铺设在回填料和墙后方之间，从而避免土流失到墙体外侧。
在进行自嵌式加筋挡土墙的设计并应用到防洪堤建设的过程中，应将《公路加筋土工程设计规范》作为设计的依据，针对内部稳定和外部稳定要仔细的分析；同时，根据加筋挡土墙防洪堤中大量的填料的渗透性较高这一特性，针对大量的砂砾土和砂类土等材料，还要针对材料的渗透稳定性进行仔细的分析计算。分析计算应给予拉接网片力学性能、地基土力学参数、被挡土和回填土力学参数等在内的施工工程地点的实际情况，实现对墙体周围水位的准确定位。
以下几个方面在施工加筋挡土墙过程中是需要主要计算的：
首先，外部稳定分析。将拉筋范围内的土体及挡土块看为一个整体，然后结合抗倾覆稳定计算分析、抗滑稳定分析计算、地基承载力计算分析等分别对其开展分析工作；同时，考虑到墙后地下水位的作用，将库伦土压力作为依据进行土压力的计算分析。
再者，内部稳定分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 在加筋挡土墙防洪堤的施工过程中，针对其进行的内部稳定计算分析主要的分析对象就是筋床填料的压力密度，除此以外还包括计算分析承载挡土墙的网片受到的拉力，若想使筋土内部的稳定性得到最大程度的满足，网片的断面长度、数量以及选择的型号是必须要明确的。
其次，局部稳定分析。验算挡土块和拉结网之间的连接强度，计算分许挡土块与各层网片之间的连接牢固性是否足够；验算挡土块相互的抗剪强度，分析当抗剪强度由于内部主动土压力作用而较低时，各层加筋网片位置的挡土块是否会凸出墙面；验算在内部土压力的作用下，顶部无加筋部分的抗倾覆能力是否足够。
最后，渗透稳定计算。计算加筋挡土墙防洪堤在水压力作用下的渗透稳定性。
3挡土墙设计中的数据验算
在各种挡土墙设计中，数据验算都是极为重要的环节，主要验算的数据包括了墙身的强度验算、基础的承载力验算、稳定性验算等等，其中，墙身强度验算，地基的承载力验算与一般偏心荷载作用下基础的计算方法相同，即要求基底的最大压应力≤1.2f（f为地基土的承载力设计值），至于墙身强度验算应根据墙身材料分别按砖石结构、素混凝土结构或钢筋混凝土结构有关计算方法进行；基础的承载力验算，设计重力挡土墙时土压力及基础自重分项系数均取1.0 ，并保证合力中心位于基础底面中心两侧1/6基宽的范围内；设计钢筋混凝土挡土墙时，土压力作为外荷载应乘以大于1.2的荷载分项系数；稳定性验算，包括抗倾覆和抗滑移稳定验算；此时挡土墙自重及土压力分项系数均取1.0。
列举一个较为典型的墙身强度数据验算方法：
验算离墙顶3m处截面1-1
=rH21tan2（45°-）=×19×32×0.217=18.5 kN/m
截面I-I以上挡土墙自重=×0.9×3×22=29.7 kN/m
=0.7×3×22=46.2 kN/m W3和W4作用点离O1点的距离
a3=×0.9=0.6ma4=0.9+0.35=1.25m
I-I截面上的总法向压力N1=W3+W4=29.7+46.2=75.9kN/m
N1作用点离O1点的距离 c1===0.75m
偏心距 e1=B1/2-c1=1.6/2-0.75=0.05m
I-I截面上的法向应力
σmin==75.9/1.6(1-6*0.05/1.6)=38.5kN/m2＜＜R(R为砌体抗压强度)
σmin==75.9/1.6(1＋6*0.05/1.6)=56.5kN/m2＜＜R
I-I截面上的剪应力 =＜0式中f为砌体的摩擦系数，取f=0.6。
4自嵌式加筋挡土墙的施工工艺
4.1 基础施工
在基础开挖施工过程中，针对边线和坡度的开挖施工需要严格按照设计图纸的要求，严格控制开挖量，将开挖坡度控制在安全范围内，主要原因是自嵌式挡土块的安装质量直接受基础平整度的影响，因此，一定要按照设计的要求设置好低级的承载力，同时，按照自嵌式挡土墙工程的施工要求开展基础施工。
4.2 自嵌式挡土块安装
自嵌式挡土块：制作凹型的块体后缘，在干垒的过程中，将墙面与垂直方向形成12度的夹角，之后将锚固棒插入其中。采用错位干垒的方式进行安装，制作凸型后缘的块体从而相互锁紧，并在施工时在另一块面板上预留的插孔中插入锚固棒。相比于两端都是自由连接的施工方式，上述的连接方法更为简单、方便，并且在施工质量方面也有较好的表现。在进行安装时要保证每一块块体都必须用水平尺来控制纵横方向的平直情况， 保证每层块体都可顺利安装， 在第一层块体安装完毕后即填土并夯实至第一层土工格栅处，接着把一端土工格栅铺设在块体劈裂面后的圆形孔上， 用锚固棒进行锚固， 再填土、 夯实．然后安装第二层土工格栅直至安装第二层块体， 填土压实放土工格栅．这样交替进行直至达到设计高度。
4.3 填料与土工格栅 （拉结网片 ） 的铺设夯实
要想确保自嵌式挡土墙的质量，其中的重要因素之一就是： 填料的规格及压实度问题。其中压实度要控制在不小于 92％。严格控制填料的规格并分层填筑， 每填筑一层就要夯实一次， 每层厚度不超过 30cm 为宜， 墙后 1．5m 范围内不得使用大型设备进行碾压。土工格栅必须在设计高程处铺设， 并且其在回填土内的长度必须满足设计要求。铺设土工格栅之前下面的回填土必须夯实整平，土工格栅应该水平铺放， 端部用锚杆拉平。铺设好的土工格栅上面填土之前不能走汽车或重型设备， 避免发生土工格栅断裂或发生过大的变形。土工格栅在挡土块之间的夹紧长度必须≥250mm， 并且必须保证土工格栅从外面看不到。
结语
从上述分析可知，在水利工程施工中逐渐采用了自嵌式加筋挡土墙施工方式，并且带来了巨大的经济利益，该技术也逐渐被广泛的应用到了防洪堤挡水建筑物的建设施工中。相比于传统的挡土墙施工工艺，该项施工工艺更为简单，并且原材料为天然的沙砾，在极大程度上节省了工程的成本，同时，简单、方便的施工工艺也节省了工期。自嵌式加筋挡土墙是一项新型的挡土墙施工工艺，其独特的柔性结构极为适合防洪工程中各种软土地基的防洪堤施工，因此，相关水利建设部门应对此项技术重视起来，积极开展相关的建设工作。
参考文献
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论文作者:王明来
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/16
标签：挡土墙论文; 土块论文; 土工论文; 格栅论文; 墙体论文; 防洪堤论文; 块体论文; 《防护工程》2018年第30期论文;