1、高速公路加筋土擋墻施工工法工法開發(fā)項目之一編制人：袁大 鵬 王光明成都鐵路工程(集團)公司第二工程分公司高速公路加筋土擋墻施工工法一、 前言加筋土擋墻是由墻面板、拉筋和填料三部分組成,其工作原理是依靠填料和拉筋之間的 摩擦力來平衡墻面板所受的 水平土壓力,并以拉筋、填料的 復合結構抵抗拉筋尾部填料所產生的 土壓力,從而保證擋土墻的 穩(wěn)定.目前該技術已廣泛應用于水工、公路、鐵路、礦山、軍事等各個領域.加筋土擋墻結構與傳統(tǒng)的 重力式擋墻相比,具有以下顯著優(yōu)勢：1、結構新穎,造型美觀.2、技術簡單,施工方便.3、節(jié)約用地,節(jié)省投資.4、施工速度 快,工期短.5、造價低廉,效益明顯.我司在鐵路工程、水

2、工工程中施工過加筋擋墻,但在高速公路上施工還是首次,還缺少相關經驗,本工法是在四川綿陽至廣元高速公路F合同段施工中總結形成的 .二、 工法特點1、預制面板采用合理的 模型方案 和安拆技術,提高了面板的 預制質量,增加了模型的 倒用次數(shù),降低了工程造價.2、面板安裝采用簡易吊車,既加快了施工進度 ,同時減輕了勞動強度 .3、加筋體填筑采用重型振動壓路機碾壓,保證了路基的 壓實度 ;筋帶鋪筑前的 填層采用了平地機輔以人工找平,確保了筋帶的 鋪設質量.4、拉筋帶鋪設采用了自制的 張緊器,使筋帶張緊適度 ,保證了筋帶均勻受力,墻面平整度 、垂直度 符合檢評標準要求,切實做到了“內實外美”.三、 適用范

3、圍本工法主要適用于山區(qū)高速公路加筋土路肩墻、路堤墻施工,同時也適用于鐵路、水利、礦山、碼頭等加筋擋墻.四、 工藝原理密實土體壓著拉筋帶,拉筋帶拉著面板墻,面板墻抵住土體側壓力,形成擋土墻.五、 工藝流程按照加筋擋墻的 施工工序,現(xiàn)場按圖一所示的 工藝流程施工.測 量 放 樣基 槽 開 挖筋 帶 下 料澆筑條形基礎面 板 預 制 檢驗 檢驗鋪 設 筋 帶安 裝 面 板 攤鋪、壓實填料檢查填筑質量檢查面板安裝質量調 整 面 板施工至頂層面板施工調整層施 工 帽 石 加筋擋土墻施工工藝流程圖圖 一六、 施工工藝（一） 基礎施工1、由于綿廣IIF合同段的 加筋擋墻基礎均置于填方上,首先,路基分層填筑至

4、超過基底標高0.3米左右.2、根據(jù)加筋擋墻施工圖,按設計沉降縫位置,計算出沉降縫中心坐標.對位于線路中線的 加筋擋墻,無論是在直線上還是在曲線上,直接可以計算坐標;而對于路肩墻,設計上往往是按線路中線來設計沉降縫,如果加筋擋墻壁位于曲線上,這就必須考慮中線和邊線的 弧長差,通過坐標反算,定出路肩沉降縫中心對應的 線路中心里程.只有這樣,才能保證面板安裝順利.3、為滿足基底承載力要求,條形基礎采用分段開挖,當接近設計基底標高時,人工精細找平,以免擾動基底填料.基礎修整完畢后,采用動探試驗測定基底承載力,若達不到要求,必須采取換填砂礫石或者加寬基礎等方式,以保證其承載力.4、根據(jù)放樣樁位,采用組合

5、鋼模架設端側模型,管架結合方木加固.曲線上的 加筋擋墻,為使線型流暢,應將控制點位加密,一般間距為5米.根據(jù)現(xiàn)場施工經驗,對置于涵背、墻背回填范圍內的 基礎,為避免地基不均勻沉降引起基礎變形開裂,可在基礎砼中設置一個抗裂鋼筋骨架,縱向主筋4根12,箍筋8,間距0.51.0米.基坑兩側采用石灰穩(wěn)定土分層回填,石灰摻量8%(重量比),分層松鋪厚度 20厘米,采用小 型夯實機具(跳夯或蛙式打夯機),對稱夯實,要求壓實度 大 于90%.基礎斷面如圖二所示：圖 二(二)面板預制1、面板預制工藝流程圖如圖三所示.本段加筋土擋墻采用的 是槽形面板,分兩種型號,其中CB1型面板長149厘米、寬49厘米、厚25

6、厘米;CB2型面板長99厘米、寬49厘米、厚25厘米;CB1型和CB2型的 比例為11.5.CB2型面板的 結構尺寸圖見圖四.(1)預制方案 的 選定按照設計和規(guī)范要求,面板須內實外光、不得露筋、翹曲、掉角、啃邊.為了達到這些標準,在面板批量生產前,進行了試制,最先,用木模釘白鐵皮作外模,試制結果表明：面板結構尺寸很難達到檢評標準的 要求,另外由于木模遇水浸泡以及多次安模板設計預制場平整拆 模初 養(yǎng)面板表面收光灌注砼安裝側模安裝鋼筋骨架鋼筋綁扎鋼筋加工安裝底模芯模模型加工預制平臺搭設堆碼存放、續(xù)養(yǎng)圖 三圖 四拆后,變形較大 ,面板表面光潔度 、平整度 較差.因此,放棄了木模方案 ,改用自制組合

7、鋼模,采用L255型角鋼及5厚鋼板由螺旋絲桿組合的 定型鋼模,這樣確保了模型的 鋼度 和穩(wěn)定性,保證了模型的 結構尺寸, 大 大 增加了模型的 倒用次數(shù).隨后再次對預制方案 作了比較,種方案 是面板看面朝下,底模采用5米米鋼板,經試制發(fā)現(xiàn),該方法能保證面板的 結構尺寸,但是它的 致命的 缺點在于：看面上的 汽泡無法解決,影響外觀質量;拆模時,倒楞處極易受到損傷,缺角掉邊情況嚴重.因此放棄該預制方案 ,而最終采用看面朝上的 預制方法.面板與加筋帶的 作用面為一弧形面(R=5厘米),此處穿筋孔的 芯模由帶弧形的 木芯模組成,弧面應車削而成.(2)面板預制采用看面朝上預制方案 必須解決芯模的 拆模問

8、題,我們用方木搭設了預制平臺,面板模型順長度 方向放置在兩側的 方木上,如下示意圖(圖五)：圖 五安裝模型前,涂刷脫模劑,先安裝底模、芯模,再安裝側模、端模,放入已綁扎成型的 鋼筋骨架,用鋼插銷通過穿筋孔將外模和芯模連接成整體,用砼墊塊支墊鋼筋,以保證砼的 保護層厚度 ,通過調整對拉螺旋絲桿,使模型的 尺寸符合檢評標準要求后,即可開始灌注砼.考慮到鋼筋與鋼筋,鋼筋與模板間凈距較小 ,所以采用豆石砼灌筑,同時,為加快模型的 周轉,提高砼的 早期強度 ,使用了FDN高效早強減水劑,另外將砼的 水灰比控制在0.45以內,砼的 坍落度 控制在6厘米左右,使其成為種半干硬性砼,可以有效縮短砼的 初凝、終

9、疑時間,避免水灰比過大 引起砼表面收縮開裂.砼采用人工灰鏟入模,小 型插入式砂漿搗固器搗固,搗固時要防止搗固棒直接接觸模型,以免橫板變形,搗固時間控制在30秒左右,以砼不再下沉,泛出氣泡為止,防止砼漏搗或搗固時間過長引起翻砂.砼搗隨完成后,人工用抹子將面板表面作提漿收光處理, 并刮去多余的 砼,注意：不允許提漿時向表面撒水泥.砼初凝后、終凝前,抽出插銷,讓芯模在其自重作用下自然脫模.外模的 拆模時間約為澆注砼后1 2天.砼強度 達到設計強度 的 70時抬離預制場,堆放場地地面要平整,先在地上鋪撒一層松土或細砂,分層堆放,層間支墊草墊或木條,以免應力集中,堆層高度 控制在5層以內.面板在搬運、堆

10、碼過程中,必須堅持輕抬輕放,以免損傷楞角.(3)面板質量 墻面板的 尺寸和外棱角一是關系到安砌時難易程度 ,二是關系到墻竣工后的 外觀,三是防止板上應力分布不均以及接縫處漏砂等問題.因此,面板的 邊長誤差不大 于5或邊長的 3,表面平整度 、光潔度 ,憑肉眼觀察,應無明顯的 凸凹現(xiàn)象.凡檢驗不合格及殘次面板不得使用.(三)面板安裝墻面板的 安裝,一般按以下步驟和要求進行：(1)在條形基礎上,準確劃出面板外緣線,一般在直線段每10米一個點,曲線上每5米一個點.(2)在外緣線上定點,進行水平測量.對高出設計高程的 部份,由人工修鑿;低于設計高程部分,用水泥砂漿找平.(3)對于某一處加筋土擋墻很長,

11、且基礎縱向分臺階的 ,應先安砌最低一段面板,逐段調整到整個擋墻.如圖六所示：圖 六(4)安裝時用低標號砂漿調平,同層相鄰面板水平誤差不大 于10米米,軸線偏差每20米不大 于10米米.墻面板設計是垂直的 ,但考慮到碾壓后墻面板在土壓力作用下會產生部分水平位移和外傾,安裝時每層墻面板內置水平位移量不大 于5米米面板內傾11001/200.(5)每安裝三層墻面板均應測量標高和軸線,及時將高差和軸線偏位調整,以減少累計誤差.在未完成填土的 墻面板上不得安裝上一層墻面板,以保證墻面的 平整度 .(6)每層面板豎縫每隔2 3塊板設一干砌縫作為泄水孔,上下層面板的 泄水孔豎向交錯呈梅花形布置.(7)嚴禁采

12、用堅硬石子及鐵片支墊,以免造成應力集中損壞面板.在施工過程中,為加快安裝進度 ,確保施工安全,降低工人的 勞動強度 ,設計了簡易吊裝支架,利用杠桿原理吊裝面板(見圖七),該法投資小 、操作簡單、安全、施工速度 快,經實踐證明,切實有效.(四)筋帶鋪設(1)加筋材料的 下料筋帶技術性能必須滿足設計要求,極限抗拉強度 220米Pa,極限拉伸變形率10%,偏斜率30米米/米,色澤均勻一致.加筋材料提前下料是為了保證加筋帶尺寸的 正確,避免邊鋪邊下料,人為造成的 隨意性和筋帶的 尺寸誤差.加筋帶的 下料長度 應為兩倍的 設計長度 ,另加3050厘米作為通過穿筋孔時所占的 長度 .圖 七(2)筋帶的 鋪

13、設拉筋鋪設是加筋土擋墻壁施工中最關鍵的 工序之,其中對拉筋帶施加預拉力大 小 的 控制又最為關鍵,預拉力過大 ,墻面板將被往內拉動;預拉力過小 ,拉筋帶則不緊,填土碾壓后墻面板將外移.經多次試驗,制作了簡易的 自動張緊系統(tǒng),由張緊螺栓、彈簧、地錨、掛帶角鋼等組成.其工作原理為：當筋帶受到干擾時,依靠拉筋帶的 調整和彈簧的 變形來平衡,待干擾消除后自動恢復原來的 平衡狀態(tài),使筋帶始終處于張緊狀態(tài).自動張緊器如下圖(圖八)：圖 八加筋材料鋪設時底面應壓實平整,其橫向坡度 以不大 于5%為宜,這是保證拉筋帶張緊、不卷曲、不扭結、不重疊的 關鍵.每個穿筋孔設計為兩根拉筋帶對折繞過,在靠近穿筋孔處,用扎

14、絲將筋帶扎好,以便筋帶在張緊前,位置固定,減少活動空間,從而減少面板的 變形.筋帶呈扇形布置,同一節(jié)點的 筋帶不能重疊,不同節(jié)點的 筋帶不交叉.筋帶穿入張緊器后,調整張緊螺栓,對筋帶進行預張拉,逐根檢查張拉受力情況,如有個別較松的 筋帶,先將張緊螺檢適當放松,由人工調整后再行張拉到需要力度 ,以保證各筋帶受力一致.筋帶張拉后,由人工鋪10厘米厚的 填料,將筋帶覆蓋好,以保證筋帶的 正確位置.待填土碾壓工序完成后,才拆除張緊器.(五)填料的 攤鋪、壓實l、填料采集填料的 粒徑要求主要是級配均勻,填料種類要求易壓實,水穩(wěn)性好,填料的 CBR值必須合格.填料采集場選定后,選送土樣,作標準擊實試驗,確

15、定填料的 最大 干密度 和最佳含水量,作為填料壓實過程中壓實度 控制的 標準.填料粒徑不應大 于填層厚度 的 2/3,且最大 粒徑不得大 于15厘米.最大 粒徑和最大 粒徑塊體總含量的 限制規(guī)定,目的 在于控制填料級配使加筋體的 壓實質量有保證.(2)填料的 攤鋪和碾壓卸料時機具與面板距離不應小 于1.5米,機具不能在未覆蓋填料的 筋帶上行駛,并不得擾動下層筋帶.填料的 攤鋪采用人工配合推土機或裝載機進行,填層松鋪厚度 為30厘米,壓實厚度 為25厘米左右,每層面板高度 剛好分兩層填筑.先由機械粗平,然后用人工配合削高補低,并將粒徑大 于15厘米的 塊體打碎或撿除.攤鋪時,由專人指揮機械,使其

16、走行方向與筋帶垂直,距面板l.5米范圍內,只能用人工攤鋪.填料的 壓實采用振動壓路機,其壓實順序為：筋帶中部 尾部 前部,碾壓順序見圖九.圖 九 壓路機運行方向平行于墻面板,下一次碾壓輪跡與上一次碾壓輪跡重疊輪寬的 1/3.第遍先靜壓,使加筋帶的 位置在填料中完全固定,然后由弱振到強振,最后一遍靜壓收光,壓實遍數(shù)以填料達到規(guī)定的 壓實度 為準.距面板1.0米范圍內壓路機無法壓實處采用跳夯或蛀式打夯機壓實,以免墻面板被擠壞或變形.工程機械不得在未經壓實的 填料上急轉彎或急剎車.(六) 附屬工程 當墻面板安到設計層數(shù)后,由于擋墻頂面縱坡應與線路縱坡相一致,必須現(xiàn)澆調整層和帽石,采用兩排管架輔以方木

17、作為支架,普通鋼模立模.注意預埋連接鋼筋.六、機具設備工程施工機具設備見下表序號設備名稱型 號單位數(shù) 量備 注1挖掘機CAT330臺22裝載機小 松臺13推土機TY220臺24自卸汽車尼桑臺35光輪振動壓路機英格索蘭臺16跳夯1T臺17蛙式打夯機HZL臺38強制式砼攪拌機400L臺19插入式搗固器50臺210鋼筋彎曲機GW6臺111鋼筋切割機GJ40臺112焊機UNT-100臺1七、勞動組織(一)預制場勞動力組織表序號工 種人數(shù)備 注序號工 種人數(shù)備 注1工班長16砼工302技術員17木工33質檢員1兼安全員8電工14試驗工19修理工15鋼筋工510合計44(二)施工現(xiàn)場勞動力組織表序號工 種

18、人數(shù)備 注序號工 種人數(shù)備 注1領工員27砼工62工班長28木工23技術員29駕駛104測量工110普工305試驗工16炮工5合計61八、質量保證措施1、質量標準表(見附表1)附表1階段項目標準號標準名稱原材料普通鋼筋(A3)JTJ05583公路工程金屬試驗規(guī)程砂JTJ05894公路工程集料試驗規(guī)程卵(碎)石JTJ05894公路工程集料試驗規(guī)程水泥JTJ05494公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程拉筋帶JTJ/T01998公路土工合成材料應用技術試驗規(guī)程生產過程工藝標準JTJ03591公路加筋工程施工技術規(guī)范JTJ04189公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ03395公路路基施工技術規(guī)范成品階段檢驗評定標準J

19、TJ07198公路工程檢驗及評定標準2、易發(fā)質量問題及控制(見附表2)附表2易發(fā)問題原因分析控制方法面板缺角、掉邊外模脫模太早;動作過大 ;養(yǎng)護時間不夠;搬運過程中碰傷適時拆模,拆模時動作要輕緩;加強養(yǎng)護;轉運過程中要輕抬輕放.面板安裝時相鄰板出現(xiàn)錯臺拉筋帶張拉過緊或過松,填土表面平整度 太差,導致張緊的 拉筋帶與土層間有一定的 間隙,填土碾壓時拉筋帶被壓下而導致面板位移;推土機在攤鋪填料時將筋帶帶動,使面板發(fā)生位移.根據(jù)施工經驗掌握好筋帶的 張緊程度 ;填土表面局部坑凼,由人工填土夯實平整后,再鋪拉筋帶;控制填料的 粒徑,避免急停、急轉.筋帶張拉受力不均拉筋帶張拉后,未作受力調整;拉筋帶放張

20、太早.筋帶試張拉后,逐根檢查受力情況,對個別筋帶進行調整;張緊器必須在填土碾壓工序完成后才能卸荷.距面板1米范圍內壓實度 達不到要求填料粒徑過大 ,級配不好;含水量過大 或過小 ;填層偏厚.人工將超粒徑填料撿出;通過灑水或晾曬調整含水量在最佳含水量的 2%以內;加強技術交底.控制松鋪厚度 .3、質量檢驗項目及方法(見附表3)附表3階段項目檢 驗 內 容頻率原材料鋼筋檢查合格證,抽檢強度 、延伸率、焊接、冷彎等每批砂顆粒級配、細度 模數(shù)、含泥量、有害物質含量每批卵(碎)石顆粒級配、強度 、含泥量、有害物質含量每批水泥強度 、安定性、凝結時間每批減水劑合格證、出廠檢驗報告、對比試驗每批拉筋帶合格證

21、、尺寸、容許拉力、抗撥力、延伸率每批面板預制鋼筋骨架鋼筋直徑、數(shù)量、強度 、間距、保護層厚度 每批模板尺寸、加固情況,是否刷脫模劑等每批砼灌注砂石含水量試驗,填砼灌注記錄每批生產過程基底承載力試驗每段基礎斷面尺寸、基底標高、軸線偏位、基頂平整度 每段面板安裝每層面板頂高差、軸線偏聽偏位、面板垂直度 每段筋帶鋪設筋帶長度 、根數(shù)、筋帶與面板連接每段填土壓實填料含水率、壓實度 每段成品面板強度 、邊長、對角線差、厚度 、平整度 、穿筋孔位置、外觀每批總體墻頂高程、平面位置、墻面垂度 、面板縫寬、墻面平整度 、總體外觀每處九,、安全措施 l、設立專門的 安全管理小 組和專職的 安全員,制定安全制度

22、,加強安全知識教育,安全員應經常深入現(xiàn)場進行安全檢查. 2、各種施工機具必須由經過培訓合格的 人員操作,嚴禁無證上崗. 3、各種用電設備開關應有箱蓋,并設漏電保護器. 4、面板安裝和帽石砼施工時,必須拴安全繩,戴安全帽. 5、安裝面板時,擋墻下面距墻身4米以內不得站人. 6、工地上禁止穿拖鞋,不準酒后上班.十、效益分析(1) 使用本工法中的 面板預制方案 ,可顯著提高模板的 倒用次數(shù),縮短安拆模時間,提高工效,平均每塊板節(jié)約工時15分鐘,平均每立方砼節(jié)約材料0.005立方米. (2) 砼配合比中摻加了高效早強減水劑,減少了水泥用量,縮短了脫模時間,加速了模型周轉,提高了工效,據(jù)測算每立方砼可減少水泥用量50公斤. (3) 面板安裝采用了自制簡易吊裝