自嵌式景观挡土墙在高填方边坡防护上的应用论文_陈强,汪东兵

摘要:自嵌式景观挡土墙是加筋土挡土结构的一种形式,这种结构是一种新型的拟重力式结构,它主要依靠挡土块块体、分层铺设土工格栅和填土夯实,通过土工格栅和锚固刚连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载,达到边坡稳定的作用。此结构施工无需砂浆施工,依靠块与块之间嵌固作用、墙身重量和加筋土重量来防止滑动和倾覆失稳,并且自嵌式挡土块属于柔性结构,能适应填土的较大变形,充分发挥墙、土工格栅,填土的协同作用,相对混凝土以及干砌块而言自嵌块重量较轻对基础承载要求较低。本文就延安煤油气资源综合利用项目对该项技术的应用加以分析和探讨。

关键词:自嵌式;景观挡土墙;高边坡;防护;应用

1.工程概况

拟建场地面积较大,地貌跨越了洛河河漫滩、洛河Ⅰ级阶地、洛河Ⅱ级阶地和黄土粱峁四个地貌单元,地质情况复杂。本工程地理位置由“丫”字型沟壑和三个山梁组成,最高点高程为1080m,相对高差达190m,局部有20—40m深的陡坎,地形复杂。工程内容是挖梁填沟、削山造地,在自然冲沟的沟口设置抗滑桩和挡土墙,抗滑桩桩顶高程为899.97m,厂区设计高程951.5m,自桩顶以上最高回填高度可达52米左右。受现场施工条件的限制,普通边坡防护难以满足现场施工要求,而且严重影响施工工期,因此设计边坡防护采用自嵌式挡土墙。

2.自嵌式景观挡土墙施工工艺

2.1概述

本工程设计100年一遇的防洪标准西区高边坡防护工程级别为∏级,厂区采用加筋碎石土进行回填标高为951.5,自桩顶以上最高回填高度可达52米左右。为了满足厂区稳定性,抗滑桩顶部以上边坡防护采用自嵌式景观挡土墙,每2米高度设立一级平台并且每一米铺设一层主筋格栅,每33cm铺设2米宽双向次筋格栅。

2.2自嵌式景观挡土墙施工

2.2.1工艺流程

测量放线——挡土墙基础开挖——基础钢筋混凝土施工——自嵌式砌块安装——土工格栅铺设——挡墙后碎石土回填碾压——挡墙顶部混凝土压顶——平台混凝土施工

2.2.2技术要求

1)自嵌块摆放过程中,水平方向挂线实施保证水平面的顺直,竖直方向摆放完成后自然形成12度夹角,利用角度仪或水平尺进行检查,混凝土基础平面一定要找平,否则将影响自嵌块的安装。

2)碎石土回填完成后铺设单向主筋土工格栅,土工格栅铺设至基础顶端,并且利用U型钉与土体连接,完成后进行土工格栅的张拉,张拉完成后进行第一层自嵌块的安装。

3)自嵌块按照设计图纸要求的标高和方向进行摆放,第一层放置在混凝土基础上也是最关键的一层,施工人员必须确保自嵌块与基础的垫层的完整接触,摆放过程中将主筋格栅顺直压在自嵌块下,安放完成后对第一层自嵌块的水平位移进行检查、调整,保证水平方向的顺直,垂直方向使用挂线法以及现场水准仪对标高进行严格控制。

4)确保第一层自嵌块安装顶面平整后安置下一层自嵌块,放置时确保错台咬接以形成抗剪连接,自嵌块利用锚固棒进行连接,因此上下自嵌块摆放时锚固孔位置上下对齐,锚固棒插入时一定要对好位置,如果位置不准确将块体前后左右错动即可插入,安装完成后依据挂线对墙体进行检查确保夹角12度。

5)依据设计要求每2米高度设立一级平台并且每1米铺设主筋格栅,每33cm铺设2米宽双向次筋格栅,自嵌块每层厚度为15cm,铺设两层自嵌块后进行内侧碎石土的回填工作。

6)回填碾压完成后依据设计要求进行次筋格栅以及第三层自嵌块的安置工作,2米双向次筋格栅沿着已完成的墙体外边缘铺设,铺设完成后进行张拉工作,并用U型钉固定,土工格栅压在自嵌块之间必须超出锚固棒位置前50mm并保证拉结网片被锚固棒横穿。

7)、安装自嵌块过程中自嵌块与山体搭接部位根据现场尺寸对自嵌块进行切割,由于受自嵌块锚固孔的影响可能与山体不能完全紧密搭接,如果形成缝隙使用M10砂浆进行填充。

3.自嵌式景观挡土墙的优势

3.1柔性结构、安全可靠

砌块之间无砂浆或其他固结措施,因此自嵌式挡土墙是柔性结构,可以承受较大的位移而不至于失稳破坏,对小规模基础沉陷或短暂的非常荷载组合(如地震、高地下水位等)具有高度的适应能力。

墙体与回填土经过拉接网片形成整体来承担土压力的作用,相当于一个重力式挡土墙;挡土块后缘结构的存在提高了墙体的抗剪切能力,同时自然形成12°的挡土墙坡度,使得墙体重心朝回填土方向后移,又提高了其抗倾覆能力;拉接网片的布置以及挡土块体之间的摩擦也起到了提高墙体抗剪切能力的作用。因此,自嵌式挡土墙更加安全可靠。

3.2美观

砌块作为高档的新型园林景观材料,为设计师们提供了更为广阔的想象空间。

拥有多达200种不同的色彩可供选择;特殊的造型、不同的尺寸大小以及其特有的柔性结构可以设计出灵活多变的各具特色的墙体样式;单元块体独具匠心的劈裂面产生的质感,块体之间上下错缝并前后退步偏移产生的美感,形成了独一无二的墙面,与单调的钢筋混凝土墙面或浆砌块石墙面相比更具生命力和新鲜感,能自然地融于周围建筑从而营造出和谐舒适的人居环境。

自嵌式景观挡土墙整体效果图

3.3 施工方便快捷

自嵌式挡土墙所具有的特殊的柔性结构,决定了它与传统的加筋支护结构相比施工更加方便快捷,可以成倍地提高施工速度和工程进度;挡土块独特的后缘结构以及尺寸、形状的统一确保工人能迅速调整好块体位置,保证整个墙体的齐整,而无须特别注意块体的摆放位置;对基础的要求低,基础开挖量比其他型式的挡土墙少并无须特别处理。三到四个比较熟练的工人一天能完成20到40平方米的墙面施工(包含所有的施工工序)。

3.4经济

自嵌式挡土墙体积小,材料用量少,挡墙一次成型无须任何表面处理或装修;施工方便快捷,可以节省大量的人工费用;较高的使用寿命,无须后期维护,长期经济效应比其它任何形式的挡土墙都要好。

3.5高度实用性

特殊的柔性结构使得它对地形地质条件无特别要求,可以广泛应用于房屋建筑、水利工程和道路桥梁等;挡土块相对小的尺寸和比较轻的重量方便在交通不便的地方施工,无须起吊机械;墙体可以垒筑成景观设计或地形条件所要求的各种特殊造型。

3.6占地少综合成本低

由于挡土墙形成12°坡度,因此占地少开挖面也小。比传统浆砌块石挡土墙可节省20%_50%的工程造价。

4.施工过程中注意事项

4.1混凝土基础上表面必须平整,才能保使第一层自嵌式砌块与基础完整接触,保证标高统一。可以用橡皮锤调整砌块位置,用水平仪检测表面平整度。同一标高上的砌块在长度方向要保证按设计要求的曲线放置,必须用拉线定位。

4.2土工格栅必须在设计高程处铺设,铺设前下面的回填土必须夯实平整,铺放时必须保证其主受力方向与墙面垂直,转弯处可以调整土工格栅的宽度以保证主受力方向与墙面垂直。

4.3土工格栅铺设时,在垂直于砌块墙体50cm处用U型钉固定,让土工格栅与砌块锚固棒连接处留有20mm的间隙,用以保证在挡土墙背回填土夯实过程中给土工格栅保留变形余量,确保砌块墙体保持平整。

4.4土工格栅以及自嵌块安装完成后补回填区域进行碎石土回填,利用人工摊平碎石土,蛙式打夯机进行夯实,确保压实度符合设计要求。

4.5铺设碎石土过程中大型机械距离墙体保证1米宽安全距离,以免土体对已成型墙体造成挤压,1米范围内人工整平,并且控制虚铺厚度确保压实完成后与墙体标高齐平。

4.6碎石土铺设整平完成后进行碾压,碾压过程中1米安全范围内禁止压路机碾压,采用蛙式打夯机人工压实。

4.7碾压完成后对回填体进行压实度检查,必须符合设计不小于94%的要求,着重检查1米人工夯实部位,合格后进行下道工序的施工。

4.8施工过程中对已施工完成的挡土墙未能及时压顶以及平台封面的部位,使用塑料布进行覆盖防止雨水冲刷。

参考文献:

郑炳寅,郑克红,何运水,优凝舒布洛克自嵌式景观式挡土墙在水利工程中的应用,水利科技与经济,2006(10):708-709

论文作者:陈强,汪东兵

论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期

论文发表时间:2018/11/12

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