土工格栅加筋土挡墙在建筑边坡中的应用

李承海

(广州市市政工程设计研究院，广东广州　510060)



土工格栅加筋土挡墙在建筑边坡中的应用

李承海

(广州市市政工程设计研究院，广东广州510060)

摘要:结合某工程的地质条件，确定了加筋土挡墙的边坡整治方案，根据土工格栅加筋土挡墙的工程特性及作用机理，介绍了其设计方法与施工工艺，经实践证明，土工格栅加筋土挡墙取得了良好的实施效果。

关键词:土工格栅，加筋挡土墙，边坡，地质条件

土工合成材料相对于传统的钢筋、水泥和木材，是一种新型材料，工程师在岩土开发设计中将之布设于土体之中或填筑土层之间，可以发挥其加筋、防护、排水、隔离、过滤等功能，从而解决岩土工程中涉及稳定、变形等方面问题。作为土工合成材料之一的土工格栅在工程中的应用也越来越广泛，相对于混凝土结构工程而言，土工格栅应用于工程中具有简单快捷、经济适用的效果。本文介绍土工格栅加筋土挡墙在丘陵台坎地形中应用。

1　工程概况及地质条件

1．1工程概况

场地原始地形地貌为斜坡与冲沟，在斜坡台坎上除了新建一座4层办公楼外，还需要对办公楼东侧斜坡进行整治，斜坡高差8．0 m～10．0 m。

1．2地质条件

场区原始地形地貌为斜坡与冲沟，斜坡高差8．0 m～10．0 m，斜坡坡度30°～35°，坡体前缘为农田及苗圃，台坎地形，台坎平台宽度10．0 m～20．0 m，坎高2．0 m～3．0 m。根据现场地质调查及钻探结果，场地自上而下分布以下岩土层:

①第四系全新统人工填土层:紫红色，为新近填土，填土成分为开山土石，主要由砂岩石块和粘性土组成，厚度1．0 m～8．5 m，局部厚度达10．0 m。

②第四系残坡积层:岩性为粉质粘土，紫红色，黄褐色，可塑偏硬塑，含少量未完全风化的砂岩石块，粒径2．0 cm。该层厚度1．0 m～2．0 m。

③白垩系白龙组碎屑岩:岩性组合为粉砂岩及泥质粉砂岩，分布广泛，局部陡坎处量测岩层产状为280°∠4°，为逆坡近水平沉积。青灰色，灰白色，中风化为主，少量强风化。

各岩土层基本物理力学指标见表1。

表1　各岩土层基本物理力学指标表

1．3支挡方案选择

本工程对比了坡率法、扶壁式挡墙、桩板式挡墙、加筋土挡墙整治边坡的经济性、安全稳定性及各自实施的优缺点:由于坡率法比较经济，场地原拟定该方法进行边坡整治，但坡率法实施时需涉及占地问题，故未采取该方法。扶壁式挡墙及桩板式挡墙技术可靠，占地少，整体稳定性好，但造价偏高，故也未采取该方法。最后确定了加筋土挡墙作为本工程边坡整治方法，加筋材料采用性能较为可靠的土工格栅。

2　土工格栅工程特性及作用机理

土工格栅是在挤压成型的聚合物板上冲孔，再在拉伸机上单项或双向拉伸，促使分子定向而形成带孔的平面板栅，具有拉伸强度高、模量高等特点。由于土工格栅在制作过程中经过了定向

3　土工格栅加筋挡土墙设计及施工

3．1土工格栅加筋挡土墙设计

先对斜坡进行填筑改造，改造整平后修建球场和绿地，填筑坡高约9．00 m。结合场地地形、地质条件以及方案比选，拟采用土工格栅加筋体挡墙结构，该挡墙结构采用反包式填筑，即直接采用土工格栅包裹一定厚度的填料压实构成，不需要混凝土面板以及混凝土基础。土工格栅加筋挡土墙设计计算分别进行内部稳定计算和外部稳定计算［1］，见图1。

图1　加筋挡土墙设计计算内容

土工格栅加筋体挡墙整体边坡坡率1∶0．3。土工格栅抗拉强度50 kN/m，格栅间距30 cm，共分为31层包裹;加筋体底部填筑0．30 m厚碎石，加筋体其他部位填土为粉质粘土，天然重度18．0 kN/m3，c=15 kPa，=20°，分层压实，压实度0．95。经计算该土工格栅加筋挡土墙整体稳定最小安全系数1．47，其他验算如:筋带抗拉强度验算、单个筋带抗拔稳定性计算、地基承载力及变形验算、抗滑移稳定性验算、抗倾覆稳定性验算均满足要求。土工格栅加筋挡墙结构形式见图2。

图2　土工格栅加筋挡墙结构形式

3．2土工格栅加筋挡土墙施工顺序

土工格栅加筋体挡墙施工顺序为:1)施工放样。确定加筋体挡墙平面位置。2)基底开挖整平。将上覆填土挖除，将台坎地形分台阶开挖，开挖至基底后，由于基底为强风化岩，故清除杂质后整平场地。3)铺设土工格栅，分层填土压实。在整平的地基上将土工格栅沿着边坡纵向满铺(土工格栅强度大的方向应垂直边坡坡面)，土工格栅搭接长度不小于50 cm，在垂直边坡方向不允许搭接，格栅下料长度为该层加筋土体理论计算长度+格栅间距+格栅折反包长度(折反包长度2．0 m)。首先将土工格栅铺设在底层，在上面分两次填筑(每次15 cm)并压实填料，再将另一半土工格栅由外向内侧折反包裹填料，形成一层加筋土体，以此类推分层填筑至设计高度。填筑时需注意，距离挡墙边2．0 m范围采用人工夯实，其余范围经人工平整后再采用机械(压路机)碾压密实。4)绿化措施:将处理好的草籽、肥料、粘合剂等喷播于边坡表面，起到绿化、固土作用。

3．3实施效果

本工程加筋挡土墙修建后，场地向外拓展，增加了约800 m2可利用面积，见图3，图3中虚线为原场地边线，阴影部分为增加的场地面积。该土工格栅加筋挡土墙竣工2年，目前运营良好。加筋挡土墙实景见图4。

图3　场地整治前后对比图

图4　加筋挡土墙实景

4　结语

土工格栅铺设每一道工序必须严格按技术规范操作施工，严控施工质量。土工格栅加筋挡土墙结构简单，施工方便，工期快，占地少，造价相对经济，具有较好的应用前景。

参考文献:

［1］GB 50290—98，土工合成材料应用技术规范［S］．

中图分类号:TU476．4

文献标识码:A

文章编号:1009-6825(2016)17-0083-02

收稿日期:2016-04-02

作者简介:李承海(1977-)，男，高级工程师，注册土木工程师(岩土)拉伸，增加了分子的取向性，在相同条件下，土工格栅相比于土工织物具有更高的抗拉强度。土工格栅在初始应变时依赖筋土界面摩擦力，随着位移的增大，格栅横肋的嵌锁力逐渐发挥并占主导地位，承担大部分的荷载。土工格栅主要依赖格栅对土体的嵌锁力限制土体侧向变形，土体通过与格栅网格间的互锁作用将应力转移到格栅上，格栅利用其特有的网格结构起到应力扩散作用，格栅的高抗拉刚度使它在很小应变时就能发挥出应有的强度，土颗粒与格栅之间独特的互锁作用的直接结果是可以形成多层加筋垫层系统，从而构筑刚性承载平台。

The application of geogrid reinforced soil retaining wall in building slope

Li Chenghai
(Guangzhou Municipal Engineering Design＆Research Institute，Guangzhou 510060，China)

Abstract:Combining with the geological conditions of some project，the paper identifies the slope treatment scheme of the reinforced retaining walls，introduces its design methods and construction craft according to the engineering features and role mechanism of the geogrid reinforced walls，and proves by the practice that the wall achieves better implementation effect．

Key words:geogrid，reinforced retaining wall，slope，geological condition