高勇

摘要 土工格柵加筋擋土墻的施工質(zhì)量對(duì)高速公路的邊坡安全有重要影響。為進(jìn)一步提升加筋擋土墻的施工質(zhì)量，確保其承載性能和抵抗水平變形能力，文章通過對(duì)格柵加筋擋土墻施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及承載性能進(jìn)行系統(tǒng)分析，提出了一套全面有效的施工流程及質(zhì)量控制方法，旨在確保擋土墻的長(zhǎng)期變形穩(wěn)定性和可靠性，為高速公路邊坡工程中格柵加筋擋土墻的穩(wěn)定性和施工提供有力的理論支持。

關(guān)鍵詞 加筋擋土墻；土工格柵；施工；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào) U41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）10-0138-03

0 引言

土工格柵擋土墻可以有效解決土體側(cè)向的穩(wěn)定性和防止滑坡侵蝕，而傳統(tǒng)的擋土墻難以應(yīng)對(duì)地勢(shì)變化和水土流失存在的問題。因此，引入土工格柵擋土墻以提高邊坡的豎向承載、抗滑性能。擋土墻的性能直接關(guān)系到工程的安全穩(wěn)定性與邊坡抗滑移能力[1]。隨著公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，需要承載力高的擋土墻結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)地震過程中的邊坡破壞或者是雨季滑坡問題。土工格柵是一種具有拉伸和抗剪強(qiáng)度的材料。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)作為擋土墻結(jié)構(gòu)有更大的抗滑性能，使擋土墻能在復(fù)雜地形和地質(zhì)條件中保持穩(wěn)定[2-3]。為了確保格柵加筋擋土墻的穩(wěn)定性和抗滑移能力，需對(duì)格柵加筋擋土墻的加固承載性能及水平變形能力進(jìn)行探究。該文通過模型試驗(yàn)對(duì)比分析土工格柵加筋擋土墻的承載與變形能力，探討土工格柵擋土墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)、施工技術(shù)以及質(zhì)量控制等方面。通過對(duì)土工格柵擋土墻的深入研究，詳細(xì)介紹了擋土墻的施工、承載力和日常維護(hù)工序，保證格柵加筋擋土墻在公路邊坡應(yīng)用過程中的安全。

1 土工格柵加筋擋土墻施工

1.1 施工前期準(zhǔn)備

高速公路的高邊坡工程可以采用土工格柵加筋擋土墻進(jìn)行加固處理。格柵加筋擋土墻在施工前的準(zhǔn)備工作主要做好以下三方面：

（1）工程地質(zhì)勘測(cè)和設(shè)計(jì)：土工格柵加筋擋土墻施工前應(yīng)進(jìn)行工程勘測(cè)，同時(shí)結(jié)合邊坡的排水方案設(shè)計(jì)土坡的坡比。發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中不合理的地方應(yīng)及時(shí)上報(bào)復(fù)核原設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)擋土墻方案進(jìn)行穩(wěn)定性及抗滑移能力的評(píng)估。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原位地質(zhì)勘探結(jié)果，了解場(chǎng)地的土壤性質(zhì)、地下水位、地質(zhì)層位等信息。結(jié)合地質(zhì)情況選擇格柵和加筋土種類。

（2）材料檢驗(yàn)：對(duì)采用的格柵、加筋土等材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，確保所有材料符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)格柵的力學(xué)性能和抗腐蝕進(jìn)行測(cè)試。

（3）制定施工細(xì)則：根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工條件，制定可靠的施工方案，包括施工工藝、施工步驟、施工時(shí)程、人員配備計(jì)劃，以確保施工過程的有序進(jìn)行。嚴(yán)格確保擋土墻施工符合規(guī)范要求，施工階段確保施工過程中的人員安全。檢查施工所需的設(shè)備，包括土工格柵鋪設(shè)機(jī)械、加筋土填充和夯實(shí)設(shè)備是否可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)等。

1.2 土工格柵的正確鋪設(shè)

土工格柵鋪設(shè)質(zhì)量直接影響擋土墻的穩(wěn)定性和抗滑性能[4]，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)確定格柵的鋪設(shè)起點(diǎn)和方向。選擇擋土墻的底部或坡道的最底端作為起點(diǎn)[5]，然后按照設(shè)計(jì)要求確定鋪設(shè)位置和方向。展開卷裝格柵過程中應(yīng)確保不發(fā)生扭曲或折疊。格柵在展開階段應(yīng)保持均勻，避免出現(xiàn)過度張力或松弛。使用釘子或地釘，將土工格柵固定在擋土墻的基底或坡面上，固定位置應(yīng)密實(shí)而均勻，確保土工格柵與基底之間的緊密結(jié)合。在格柵鋪設(shè)過程中，保持格柵的拉直和平整。測(cè)量階段確保格柵在垂直和水平方向上都滿足設(shè)計(jì)要求。

采用相鄰格柵的搭接或焊接，應(yīng)確保連接處牢固可靠，使整個(gè)格柵系統(tǒng)形成一個(gè)堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。確保相鄰格柵的重疊部分符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)注意處理接縫處，避免出現(xiàn)裂縫或漏空的情況。在格柵鋪設(shè)完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際需要，對(duì)多余的格柵部分進(jìn)行修剪。確保格柵的鋪設(shè)質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。格柵鋪設(shè)過程中，保持施工現(xiàn)場(chǎng)的整潔有序，保證施工人員安全，并采取相應(yīng)的防塵、防水等措施，避免在施工過程中產(chǎn)生大量的揚(yáng)塵影響周圍環(huán)境。通過以上格柵的正確鋪設(shè)、搭接和固定，可以確保格柵能夠充分發(fā)揮其加筋作用，提高格柵加筋擋土墻的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和抗滑移能力。

1.3 加筋土的填充與夯實(shí)

加筋土的填充與夯實(shí)是確保擋土墻穩(wěn)定性和強(qiáng)度的重要步驟。第一，進(jìn)行加筋土的分層填充。根據(jù)格柵加筋土的設(shè)計(jì)要求，將加筋土分層均勻地填入土工格柵之間，每一層的厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范，采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行土料的均勻覆蓋。第二，在填充加筋土的過程中，確保土料保持一定的濕潤(rùn)度，這種做法的目的是有利于夯實(shí)過程中形成均勻的土體。第三，采用合適的夯實(shí)設(shè)備對(duì)每層加筋土進(jìn)行夯實(shí)，增加土料的密實(shí)度，減小土料之間的孔隙，提高土體的整體強(qiáng)度。夯實(shí)設(shè)備的選擇和調(diào)整應(yīng)根據(jù)土工格柵擋土墻的高度和土料的性質(zhì)進(jìn)行。在夯實(shí)過程中盡可能地采用高頻振動(dòng)夯實(shí)，改善土料的密實(shí)性，提高土體的抗剪強(qiáng)度。確保夯實(shí)過程中的均勻性，特別是在土工格柵附近和接縫處。第四，在夯實(shí)過程中應(yīng)對(duì)擋土墻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以確保夯實(shí)效果符合設(shè)計(jì)要求。每層填筑后進(jìn)行夯實(shí)，確保每一層土料的夯實(shí)效果均勻一致。第五，在夯實(shí)過程中，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和修正。對(duì)于出現(xiàn)不均勻夯實(shí)或夯實(shí)效果不理想的地方，及時(shí)采取糾正措施，保證整體的夯實(shí)質(zhì)量，提高整個(gè)擋土墻的長(zhǎng)期安全。

1.4 擋土墻結(jié)構(gòu)表面處理與防護(hù)

擋土墻的結(jié)構(gòu)表面處理與防護(hù)是確保擋土墻長(zhǎng)期穩(wěn)定和延長(zhǎng)使用壽命的重要工序。在擋土墻施工完成后，首先對(duì)擋土墻表面進(jìn)行清理，清除附著的雜物、塵土和其他污物，確保格柵表面干凈整潔。對(duì)于不平整、凹凸不平的部分，應(yīng)進(jìn)行修整，使格柵表面平滑一致。如有表面裂縫出現(xiàn)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行填充處理，以防止水分侵入并避免進(jìn)一步擴(kuò)大裂縫。在表面進(jìn)行防水涂層處理，以防止雨水滲透，減緩?fù)馏w侵蝕和增加墻體抗?jié)B性能?？紤]戶外環(huán)境中紫外線的影響，在擋土墻表面添加防護(hù)層，提高表面的抗磨損和抗侵蝕性能。對(duì)于可能受到潮濕環(huán)境、化學(xué)物質(zhì)侵蝕的部分格柵，需要采用防腐處理措施，增加擋土墻結(jié)果的耐久性。施工完成后，應(yīng)進(jìn)行定期的表面檢查，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫、破損和表面涂層脫落等問題，應(yīng)進(jìn)行及時(shí)處理。

2 土工格柵加筋擋土墻效果研究

采用離心模型試驗(yàn)驗(yàn)證土工格柵加筋擋土墻的加固效果，對(duì)天然土坡和格柵加筋土坡進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)土坡的坡比均為1∶0.3的工況。通過對(duì)比試驗(yàn)分析格柵加筋擋土墻的處理效果以及坡頂?shù)暮奢d傳遞規(guī)律。實(shí)驗(yàn)過程中在坡頂位置布置位移傳感器，在坡頂放置應(yīng)變片，監(jiān)測(cè)試驗(yàn)坡頂加載過程中坡頂?shù)呢Q向沉降與應(yīng)力變化。

2.1 坡頂豎向沉降分析

如圖1所示為2種模型試驗(yàn)工況的坡頂豎向沉降隨荷載等級(jí)的變化規(guī)律曲線。從圖中可知，加載初期天然土坡與格柵加筋土坡的沉降明顯增加，這是由于試驗(yàn)過程中模型逐漸密實(shí)，導(dǎo)致初期的沉降量顯著增加。隨著加載等級(jí)繼續(xù)增大，天然土坡的坡頂豎向沉降迅速增加，但是格柵加筋土坡坡頂?shù)呢Q向沉降增加并不明顯。當(dāng)坡頂荷載增加至45 kPa時(shí)，天然土坡產(chǎn)生了明顯的裂縫，說明天然土坡結(jié)構(gòu)已經(jīng)遭到了破壞。根據(jù)試驗(yàn)可知坡比為1∶0.3的天然土坡的破壞荷載為45 kPa，而此荷載下格柵加筋土坡并未產(chǎn)生破壞。隨著荷載繼續(xù)增加，格柵加筋土坡的沉降量逐漸增大，在荷載增加至140 kPa時(shí)，格柵產(chǎn)生了嚴(yán)重變形，土坡靠近坡頂位置出現(xiàn)明顯的豎向裂縫。與天然土坡相比，格柵加筋土坡的破壞荷載提高了311%，說明格柵加筋處理公路土坡可以顯著提高邊坡的豎向承載力和穩(wěn)定性能。

2.2 擋土墻面的水平位移分析

天然土坡墻面中間水平位移與擋土墻高度的關(guān)系曲線見圖2所示。相同荷載下土工格柵加筋擋土墻各個(gè)位置處的水平位移遠(yuǎn)小于未加固擋土墻，距離墻底2/3位置處的水平位移量最大。隨著荷載繼續(xù)增大至天然土坡坡頂?shù)钠茐暮奢d時(shí)，天然土坡?lián)跬翂γ娴淖畲笏轿灰七_(dá)到4.3 mm，墻體中間凸起，墻面變形嚴(yán)重。而在土體中布設(shè)柔性加筋格柵作用的加筋固化擋土墻，因兩種材料界面上的摩擦力、咬合力以及土體與筋材之間的嵌合，可以極大地限制坡頂土體的水平位移并且增加土體的整體性。當(dāng)天然土坡達(dá)到破壞荷載時(shí)，格柵加筋擋土墻的最大位移僅為1.7 mm。與天然土坡墻面相比，格柵加筋擋土墻的最大水平位移可減少60%左右。由此可見，格柵加筋擋土墻可以最大限度地約束擋土墻內(nèi)土體的側(cè)向位移，增加公路邊坡的抗側(cè)向變形和抗滑能力。

3 土工格柵加筋擋土墻驗(yàn)收與維護(hù)

高速公路格柵加筋擋土墻的竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)確保擋土墻在結(jié)構(gòu)、外觀和功能等方面都符合設(shè)計(jì)要求和公路邊坡工程的施工規(guī)程。

3.1 竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

高速公路格柵加筋擋土墻的竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括以下幾個(gè)方面，驗(yàn)收過程中確保擋土墻在結(jié)構(gòu)、外觀和功能等方面都符合設(shè)計(jì)要求。

（1）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：擋土墻整體穩(wěn)定，無明顯傾斜、滑動(dòng)、裂縫等現(xiàn)象；格柵的鋪設(shè)牢固，相鄰格柵搭接位置牢固可靠。

（2）格柵鋪設(shè)與連接：格柵均勻展開，無扭曲、折疊或松弛；連接處緊密結(jié)合，符合設(shè)計(jì)要求。

（3）加筋土填充與夯實(shí)：加筋土填充均勻，夯實(shí)效果良好，填筑土密實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。

（4）外觀質(zhì)量：表面平整，無明顯凹凸、裂縫和破損。

3.2 日常維護(hù)

每季度進(jìn)行一次定期巡視，檢查土工格柵加筋擋土墻的整體情況，并檢查邊坡是否存在滑動(dòng)跡象。定期清理?yè)跬翂Ρ砻娴碾s物等，一旦在巡查過程中發(fā)現(xiàn)裂縫、破損等問題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，包括填充、重新涂層或者在裂縫位置注射水泥漿液等。植物根系可以有效地增加邊坡的抗剪切能力，提高邊坡面的穩(wěn)定。因此，在維護(hù)過程中應(yīng)對(duì)擋土墻上的植被進(jìn)行管理，修剪過高或過密的植被，保持植被的有序生長(zhǎng)，確保邊坡土體的穩(wěn)定。同時(shí)，定期檢查防護(hù)層的完整性，修復(fù)破損或裂縫，確保其可以有效保護(hù)擋土墻。此外，定期進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，檢查地下水位、水質(zhì)等。記錄維護(hù)的內(nèi)容、時(shí)間和維護(hù)人員，建立完善的維護(hù)檔案。綜上所述，高速公路格柵加筋擋土墻的檢查與維護(hù)也至關(guān)重要。在維護(hù)過程中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，從而解決格柵擋土墻在應(yīng)用過程中的長(zhǎng)期穩(wěn)定。高速公路邊坡格柵加筋擋土墻的施工與維護(hù)流程及質(zhì)量控制見圖3所示。

4 結(jié)論

高速公路土工格柵加筋擋土墻施工維護(hù)以及承載能力影響到公路工程的安全。因此，應(yīng)對(duì)擋土墻的質(zhì)量準(zhǔn)備、格柵鋪設(shè)、加筋土填充、結(jié)構(gòu)表面處理進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。通過對(duì)比試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，土工格柵加筋擋土墻提高坡頂?shù)呢Q向承載力達(dá)到311%，同時(shí)降低擋土墻的水平位移60%。格柵擋土墻可以最大限度地約束土體的側(cè)向位移，增加公路邊坡的抗側(cè)向變形能力，確保公路邊坡的穩(wěn)定與安全。

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