摘要:加筋挡土墙在工程结构中的作用是防止土体坍塌和失稳。当建筑物两侧土的高度不同时,较高的一侧土会对结构产生水平推力。为保持建筑结构的稳定,需要设置挡土墙,在众多挡土墙设计型式中,加筋挡土墙在房屋建筑施工行业中应用较广。经过在我国近30年的研究和应用,其应用领域越来越广,墙高和规模也都在不断地创造着新的纪录。本文借助工程实例对加筋土挡土墙的基本概念、结构特点和工作原理进行了详细地介绍。
关键词:房建工程;基础处理;挡土墙 ;技术应用
1.工程概况
广东省某住宅小区房建工程,其路基边线与建筑物的距离仅为2.0m。如为了减少拆迁及占地,从技术、经济和外观等方面综合考虑,设计选用模块式土工格栅加筋土挡墙。
2.加筋挡土墙的设计
2.1结构型式
模块挡土墙是加筋土挡土墙的一种,其基本构造由填料、在填料中布置的拉筋以及墙板三部分组成。填料采用透水性土,筋带采用土工格栅,墙板采用高度为40cm的钢筋混凝土模块,预埋的土工格栅直接锚固在模块内。底部的6个间隔采用80RE土工格栅,长度11.0m;其余采用50RE土工格栅,长度6.0m,详见图1。
2.2加筋土擋土墙的工作原理
其工作原理是依靠填料与拉筋之间的摩擦力,来平衡面所承受的水平土压力(属加筋土挡土墙的内部稳定);并拉筋、填料的复合结构抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力(即加筋土挡土墙外部稳定),从而保证了挡土墙的稳定。
2.3设计要点
加筋土挡土墙的整体稳定性取决于挡土墙的内部和外部稳定性。
加筋土挡土墙的外部稳定性分析包括地基承载力、基底滑移和倾覆稳定性验算以及地基与墙后土体的整体滑动验算,其计算方法与普通重力式挡土墙相同。
加筋土挡土墙的内部稳定性分析包括筋带的强度验算和拉拔验算,目的在于确定筋带的长度和截面积以及墙面板的厚度。因塑料格栅的模量较低,内部稳定性分析采用楔体平衡分析法。本设计模块采用竖向企口搭接,每一个模块与一道土工格栅连接,详见图2。
3.加筋土挡墙施工
加筋土挡墙与传统的重力式挡土墙以自重等因素抵抗墙后土压力和保持自身稳定不同,加筋土挡土墙是通过筋带与填土之间的磨擦作用,改善土体的变形条件和提高土体的工程性能,从而达到加固、稳定土体的目的。因此,填土的密实度和筋带的质量是保证加筋土挡土墙安全使用的关键。
3.1模块式土工格栅加筋土挡墙施工步骤
3.1.1基础混凝土浇筑:按设计要求现场浇筑混凝土模块基础,并保证基础预留槽满足模块砌筑要求。
3.1.2模块砌筑:模块应挂线水平缝用7.5号砂浆座浆砌筑。
3.1.3模块在砌筑24小时后开始单向格栅的连接及墙内回填土碾压施工,具体施工步骤如下:
①砌筑模块至上一层格栅高度以上。在砌筑模块时,要严格注意模块面墙在水平和竖向的顺直度。
②每一层模块都需要根据下一层模块凸出或凹进的情况与程度做细微调整。上下层模块之间结合面的凸凹槽内,砂浆要充满。
③模块面墙内填筑土压实至较第一层格栅标高低2～3厘米的高度,以便借助上一层填土对格栅进一步拉紧。
④按设计长度裁剪单向土工格栅。
⑤用连接棒将格栅与模块预留格栅连接。
⑥用张拉梁将单向格栅拉紧,将自由端用铁楔将格栅固定于地面上,然后放开张拉梁。经拉紧的格栅表面,严禁施工机械在未覆盖填土的格栅上行驶或停车。格栅拉紧是保证加筋挡墙性能与面墙顺直的关键。
⑦用装载机将砂砾料倾倒在铺好的格栅上,用挖掘机或推土机平整砂砾料后洒适量的水,用震动碾将砂砾料压实,压实密度均应达95%以上。在距模块挡墙面墙2米内应用小型震动碾碾压(小型震动碾总质量不大于1吨),避免对砌筑好的模块产生过大的推挤。
⑧按照设计与施工要求,分层碾压填土至少比上层格栅标高低2～3厘米的高度。
4.基础边坡工程的监测及质量验收
4.1本工程边坡工程安全等级为一级,需对边坡的变形、沉降等进行监测。
4.1.1坡顶水平位移和垂直位移
①测点布置位置:支挡结构顶部。
②加筋土挡墙位移限值:水平位移30mm,垂直位移2mm。
③在各段挡墙设置不少于3个观测点。
4.1.2地表裂缝
加筋土挡墙墙后6.0m范围内边坡坡面裂缝进行监测。
4.2 边坡工程的监测由业主委托有资质的监测单位编制监测方案,经设计、监理和业主等共同认可后实施,监测时间为边坡工程竣工后四年。
5.施工注意事项
加筋土挡土墙的施工与传统重力式挡土墙的施工相比.其施工简单,但往往不受到重视,仅把它当作一般填方施工,从而导致施工质量低劣,往往达不到“合格”的验收标准,有的还出现严重的工程质量事故。以下几个方面应在施工中特别注意:
(1)基础处理问题。加筋土工程一般都置于土基上,而面板基础一般都进行了处理.这就导致面板和筋床基础不相同而发生不均匀沉降。常用的有片(碎)石垫层,或用灰土加固处理等,效果较好,造价也低。
(2)关于填料内摩擦角C值的问题。施工时首先应对所使用填料内摩擦角进行土工实验检测,看与设计的值是否相符,若与设计不符合应告知设计单位修改设计,或者改良填
料使之达到设计要求值。内摩擦角是加筋土工程设计中一项极为重要的设计参数,它对筋带的长度和数量有直接影响,对挡土墙内、外部稳定验算也有着重要的影响,而在设计阶段,一般都难以对填料的内摩擦角C值进行实测,往往采用设计规范推荐值进行设计。若实际填料值与设计要求相差较大,往往会出现工程质量事故。
(3)填料的压实厚度及密度问题。应按施工规范和设计要求,严格分层压实。压实厚度应在现场设明标志,违者予以处罚。密实度逐层检测,未达到要求必须坚决返工,特别是级配较差的砂卵石,碎石土的压实及检测均较困难,根据实践经验,提出碾压遍数要求是必要的。
(4)填料的横坡问题。这几乎是被大多数施工单位忽视的一个重要问题。施工规范规定填料有3%的横坡,其作用是利于施工中不积水,更重要的作用是减少面板与填料发生不均匀沉降引起的附加压力。所以,施工中应严格按规范执行。
综上所述,我们不难看出,加筋土挡土墙凭借着工艺简单、施工快、造型美观等优点,有着巨大的优越性,该项技术目前已经成为房建工程基础处理中的一种主要模式,应用前景广阔。
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