土工格柵加筋土擋墻在某高填方陣地平臺(tái)中的設(shè)計(jì)
關(guān)鍵詞：科技信息雜志論文發(fā)表,地基處理,平臺(tái)設(shè)計(jì),土工格柵,加筋土擋墻,質(zhì)量控制,經(jīng)濟(jì)比較
1.概況
1.1地質(zhì)條件
本工程位于天津海濱地區(qū)，場(chǎng)地屬第四系沖積、海積地貌單元，沉積了巨厚的淤泥質(zhì)粘土和粉質(zhì)粘土地層， 抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，特征周期值為0.45s。場(chǎng)地土類型為中軟場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類，土力學(xué)強(qiáng)度較低，不能滿足路堤堆土對(duì)地基的強(qiáng)度合變形要求，必須進(jìn)行地基處理。
場(chǎng)地上部土層地基承載力特征值fak(kPa)及壓縮模量平均值Es0.1-0.2(MPa)列于表一。
樁基設(shè)計(jì)參數(shù)即樁側(cè)阻力特征值qsia(kPa)及樁端端阻
力特征值qpa(kPa)列于表二。
1.2工程概況
本工程由陣地平臺(tái)(含平臺(tái)、坡道)及兵器庫(kù)房組成，平臺(tái)填筑高度13m，平臺(tái)頂面尺寸長(zhǎng)17m，寬15m，坡道水平距離56m，坡道坡腳為14度，周邊放坡以70o 進(jìn)行控制，兵器荷載35t。平面、立面分別見圖1、圖2。
該平臺(tái)原設(shè)計(jì)采用漿砌塊石重力式擋墻，但由于地基承載力低，需增加擴(kuò)大基礎(chǔ);由于該地區(qū)石料來源十分困難，方案比選后采用雙向土工格柵進(jìn)行地基處理，采用單項(xiàng)土工格柵加筋土擋墻對(duì)平臺(tái)及坡道堆土處理，采用土工格柵加筋反包對(duì)周邊坡面進(jìn)行綠化處理。檢測(cè)結(jié)果表明，加固處理的地基達(dá)到了預(yù)期的效果。
土工格柵加筋結(jié)構(gòu)，是在回填土中加入土工格柵，是近年來國(guó)內(nèi)外在路基支護(hù)工程中應(yīng)用廣泛的一種新型結(jié)構(gòu)，具有高強(qiáng)度、耐腐蝕、抗老化、低蠕變、穩(wěn)定性好、抗震性能強(qiáng)等優(yōu)異性能。尤其是土工格柵加筋支擋結(jié)構(gòu)為柔性的，較之傳統(tǒng)的如重力式擋墻等能更好地適應(yīng)地基變形，因此，對(duì)不良地基處理，尤能顯示優(yōu)越性。
2.施工過程
2.1施工準(zhǔn)備
(1)選擇填料。由于地處海濱，雨季施工，填土含水量大，不利壓實(shí)。選用建筑渣土，減輕土體對(duì)地基產(chǎn)生的壓力，渣土與填土比例為4：3。
(2)選擇優(yōu)質(zhì)筋材。加筋土擋墻所用土工格柵應(yīng)具備如下要求：
1)原材料為高密度聚乙烯(HDPE)單向土工格柵。由于高密度聚乙烯單向土工格柵肋條的平行性，決定了加筋體內(nèi)不存在應(yīng)力集中，使加筋擋土墻的高度增加。
2)碳黑的含量≥2%，粒徑20納米左右且分布均勻。碳黑的含量影響格柵的抗拉強(qiáng)度。
碳黑顆粒過大，碳黑的間距增大，紫外線將直接影響到深層的聚合物，導(dǎo)致格柵深部位的聚合物性能由于紫外線而破壞，從而降低格柵的強(qiáng)度及抗老化性能。
碳黑在聚烯烴中分散的非均勻程度，將會(huì)削弱格柵肋條的受力截面，導(dǎo)致格柵肋條截面產(chǎn)生局部集中應(yīng)力而破壞。
3)格柵應(yīng)具有較強(qiáng)的抗蠕變性能。蠕變是指材料在一定溫度范圍、恒定荷載條件下的慢性變形行為。格柵的蠕變極限強(qiáng)度(即格柵的長(zhǎng)期蠕變強(qiáng)度)是指格柵抵抗受載作用而產(chǎn)生慢性變形破壞的能力。聚乙烯的密度越高，分子量越大、分布越窄，其抗蠕變性能就越好。
(3) 施工機(jī)械：振動(dòng)壓路機(jī)(18t)、推土機(jī)、挖掘機(jī)各1臺(tái)，自卸汽車9臺(tái)，以及蛙式打夯機(jī)2臺(tái)。
2.2施工工藝
(1)地基處理：將平臺(tái)、坡道堆體底部周邊向外2m范圍為處理范圍，處理深度地表下1.5m，鋪筑3層雙向土工格柵(EG2020、EG3030)，每50cm鋪筑一層，回填大粒徑渣土，振動(dòng)壓路機(jī)重疊碾壓不少于8遍。
(2)平臺(tái)、坡道堆體：平臺(tái)、坡道堆體及擋墻選用高密度聚乙烯(HDPE)單向土工格柵(EG65R、EG65R、EG90R、EG130R)及連接棒。墻面坡度按70±3O進(jìn)行嚴(yán)格控制。
(3)土工格柵連接和鋪設(shè)
1)根據(jù)設(shè)計(jì)加筋材料的長(zhǎng)度進(jìn)行下料，用高密聚乙烯連接棒將擋墻邊部反包的土工格柵與臺(tái)體面土體中預(yù)埋的土工格柵連接起來。
2)采用自制格柵張緊器將土工格柵拉緊， 并用U 形釘將土工格柵固定在壓實(shí)的土層中。
(4)填料的攤鋪與壓實(shí)
施工前進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，以確定最佳含水量，并做試驗(yàn)段，以確定壓實(shí)遍數(shù)和分層厚度。碾壓時(shí)，先從筋材中部向筋材尾部碾壓，然后再由中部向墻邊碾壓，靠近臺(tái)面邊1.0m范圍內(nèi)嚴(yán)禁用重型機(jī)械碾壓，宜改用蛙式打夯機(jī)人工夯。
3.施工質(zhì)量控制
(1)優(yōu)選材料。土工格柵選購(gòu)時(shí)應(yīng)有生產(chǎn)廠家的試驗(yàn)報(bào)告和產(chǎn)品合格證，材料至現(xiàn)場(chǎng)后必須做拉伸、變形等試驗(yàn)。
(2)加筋土填料一般采用透水性強(qiáng)的砂性土，當(dāng)無砂性土?xí)r，應(yīng)通過試驗(yàn)確定其它材料如穩(wěn)定土、工業(yè)廢渣等。
(3)基礎(chǔ)開挖后，要做好基礎(chǔ)的排、防水工作，避免基槽被水浸泡降低承載力。
(4)土工格柵務(wù)必拉緊，不得扭曲、重疊、有接縫，且張拉松緊程度應(yīng)一致。
(5)填料在碾壓前要進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，并嚴(yán)格控制填料的分層厚度。
漿砌塊石重力式擋墻與土工格柵加筋土擋墻的工程造價(jià)分析對(duì)比見表三、表四。
表3 漿砌塊石重力式擋墻工程費(fèi)用計(jì)算
項(xiàng)目 單價(jià)(元・m-3) 數(shù)量
(m3) 直接費(fèi)(元) 備注
(元)
開挖土方 13 748 9724
碎石墊層 87 108 9396
漿砌塊石 160 1920 307200 含安裝
合計(jì)326320
表4 土工格柵加筋土擋墻工程費(fèi)用計(jì)算
項(xiàng)目 單價(jià)(元・m-3) 數(shù)量(m3) 直接費(fèi)(元) 備注
(元)
混凝土基礎(chǔ) 305 107 32421
混凝土面板 446 152 67792
土工
格柵 12 12000 144000 含安裝
合計(jì)244213
注：表中費(fèi)用不含擋墻填料及附屬結(jié)構(gòu)。
表中數(shù)據(jù)顯示，采用土工格柵加筋土擋墻比原設(shè)計(jì)重力式擋墻費(fèi)用低，節(jié)省工程造價(jià)25.2%。
5.結(jié)語
(1)土工格柵加筋土擋墻屬柔性結(jié)構(gòu)物，比重力式擋墻更能適應(yīng)地基輕微變形，在不良地基處采用具有結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)。
(2)重力式漿砌塊石擋墻其圬工體積大，造價(jià)較高，對(duì)石料緊張的工程來說，土工格柵加筋土擋墻具有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。
(3)土工格柵加筋土擋墻造型美觀，低碳環(huán)保，作為城市人文景觀，具有很好的社會(huì)效益。
綜上所述，土工格柵加筋土擋墻在處理軟基條件下的高填方筑體的可行性是毋須置疑的，對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源均是有利的，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是可觀的。本工程投入使用四年多的實(shí)踐證明，筑體很穩(wěn)定，得到了建設(shè)單位及使用單位的認(rèn)可。文中的技術(shù)參數(shù)、工藝流程等僅供同行參考。
參考文獻(xiàn)
[1] JTJ 015-91.公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[2] JTJ 035-91.公路加筋土工程施工技術(shù)規(guī)范[S].
