高速公路加筋土挡墙施工工法全面.docx
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高速公路加筋土挡墙施工工法全面
工法开发项目之一
编制人：
袁大鹏王光明
成都铁路工程（集团）公司第二工程分公司
高速公路加筋土挡墙施工工法
一、前言
加筋土挡墙是由墙面板、拉筋和填料三部分组成,其工作原理是依靠填料和拉筋之间的摩擦力来平衡墙面板所受的水平土压力,并以拉筋、填料的复合结构抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力,从而保证挡土墙的稳定.
目前该技术已广泛应用于水工、公路、铁路、矿山、军事等各个领域.
加筋土挡墙结构与传统的重力式挡墙相比,具有以下显著优势：
1、结构新颖,造型美观.
2、技术简单,施工方便.
3、节约用地,节省投资.
4、施工速度快,工期短.
5、造价低廉,效益明显.
我司在铁路工程、水工工程中施工过加筋挡墙,但在高速公路上施工还是首次,还缺少相关经验,本工法是在四川绵阳至广元高速公路ⅡF合同段施工中总结形成的.
二、工法特点
1、预制面板采用合理的模型方案和安拆技术,提高了面板的预制质量,增加了模型的倒用次数,降低了工程造价.
2、面板安装采用简易吊车,既加快了施工进度,同时减轻了劳动强度.
3、加筋体填筑采用重型振动压路机碾压,保证了路基的压实度;筋带铺筑前的填层采用了平地机辅以人工找平,确保了筋带的铺设质量.
4、拉筋带铺设采用了自制的张紧器,使筋带张紧适度,保证了筋带均匀受力,墙面平整度、垂直度符合检评标准要求,切实做到了“内实外美”.
三、适用范围
本工法主要适用于山区高速公路加筋土路肩墙、路堤墙施工,同时也适用于铁路、水利、矿山、码头等加筋挡墙.
四、工艺原理
密实土体压着拉筋带,拉筋带拉着面板墙,面板墙抵住土体侧压力,形成挡土墙.
五、工艺流程
按照加筋挡墙的施工工序,现场按图一所示的工艺流程施工.
测量放样
基槽开挖
筋带下料
浇筑条形基础
面板预制
检验检验
铺设筋带
安装面板
摊铺、压实填料
检查填筑质量
检查面板安装质量
调整面板
施工至顶层面板
施工调整层
施工帽石
加筋挡土墙施工工艺流程图
图一
六、施工工艺
（一）基础施工
1、由于绵广IIF合同段的加筋挡墙基础均置于填方上,首先,路基分层填筑至超过基底标高0.3米左右.
2、根据加筋挡墙施工图,按设计沉降缝位置,计算出沉降缝中心坐标.对位于线路中线的加筋挡墙,无论是在直线上还是在曲线上,直接可以计算坐标;而对于路肩墙,设计上往往是按线路中线来设计沉降缝,如果加筋挡墙壁位于曲线上,这就必须考虑中线和边线的弧长差,通过坐标反算,定出路肩沉降缝中心对应的线路中心里程.只有这样,才能保证面板安装顺利.
3、为满足基底承载力要求,条形基础采用分段开挖,当接近设计基底标高时,人工精细找平,以免扰动基底填料.基础修整完毕后,采用动探试验测定基底承载力,若达不到要求,必须采取换填砂砾石或者加宽基础等方式,以保证其承载力.
4、根据放样桩位,采用组合钢模架设端侧模型,管架结合方木加固.曲线上的加筋挡墙,为使线型流畅,应将控制点位加密,一般间距为5米.根据现场施工经验,对置于涵背、墙背回填范围内的基础,为避免地基不均匀沉降引起基础变形开裂,可在基础砼中设置一个抗裂钢筋骨架,纵向主筋4根φ12,箍筋φ8,间距0.5~1.0米.基坑两侧采用石灰稳定土分层回填,石灰掺量8%（重量比）,分层松铺厚度20厘米,采用小型夯实机具（跳夯或蛙式打夯机）,对称夯实,要求压实度大于90%.
基础断面如图二所示：
图二
（二）面板预制
1、面板预制工艺流程图如图三所示.
本段加筋土挡墙采用的是槽形面板,分两种型号,其中CB1型面板长149厘米、宽49厘米、厚25厘米;CB2型面板长99厘米、宽49厘米、厚25厘米;CB1型和CB2型的比例为1∶1.5.CB2型面板的结构尺寸图见图四.
（1）预制方案的选定
按照设计和规范要求,面板须内实外光、不得露筋、翘曲、掉角、啃边.为了达到这些标准,在面板批量生产前,进行了试制,最先,用木模钉白铁皮作外模,试制结果表明：
面板结构尺
寸很难达到检评标准的要求,另外由于木模遇水浸泡以及多次安
图三
图四
拆后,变形较大,面板表面光洁度、平整度较差.因此,放弃了木模方案,改用自制组合钢模,采用L25×5型角钢及5㎜厚钢板由螺旋丝杆组合的定型钢模,这样确保了模型的钢度和稳定性,保证了模型的结构尺寸,大大增加了模型的倒用次数.随后再—次对预制方案作了比较,—种方案是面板看面朝下,底模采用5米米钢板,经试制发现,该方法能保证面板的结构尺寸,但是它的致命的缺点在于：
看面上的汽泡无法解决,影响外观质量;拆模时,倒楞处极易受到损伤,缺角掉边情况严重.因此放弃该预制方案,而最终采用看面朝上的预制方法.面板与加筋带的作用面为一弧形面（R=5厘米）,此处穿筋孔的芯模由带弧形的木芯模组成,弧面应车削而成.
（2）面板预制
采用看面朝上预制方案必须解决芯模的拆模问题,我们用方木搭设了预制平台,面板模型顺长度方向放置在两侧的方木上,如下示意图（图五）：
图五
安装模型前,涂刷脱模剂,先安装底模、芯模,再安装侧模、端模,放入已绑扎成型的钢筋骨架,用钢插销通过穿筋孔将外模和芯模连接成整体,用砼垫块支垫钢筋,以保证砼的保护层厚度,通过调整对拉螺旋丝杆,使模型的尺寸符合检评标准要求后,即可开始灌注砼.
考虑到钢筋与钢筋,钢筋与模板间净距较小,所以采用豆石砼灌筑,同时,为加快模型的周转,提高砼的早期强度,使用了FDN高效早强减水剂,另外将砼的水灰比控制在0.45以内,砼的坍落度控制在6厘米左右,使其成为—种半干硬性砼,可以有效缩短砼的初凝、终疑时间,避免水灰比过大引起砼表面收缩开裂.砼采用人工灰铲入模,小型插入式砂浆捣固器捣固,捣固时要防止捣固棒直接接触模型,以免横板变形,捣固时间控制在30秒左右,以砼不再下沉,泛出气泡为止,防止砼漏捣或捣固时间过长引起翻砂.
砼捣随完成后,人工用抹子将面板表面作提浆收光处理,并刮去多余的砼,注意：
不允许提浆时向表面撒水泥.砼初凝后、终凝前,抽出插销,让芯模在其自重作用下自然脱模.外模的拆模时间约为浇注砼后1~2天.
砼强度达到设计强度的70％时抬离预制场,堆放场地地面要平整,先在地上铺撒一层松土或细砂,分层堆放,层间支垫草垫或木条,以免应力集中,堆层高度控制在5层以内.面板在搬运、堆码过程中,必须坚持轻抬轻放,以免损伤楞角.
（3）面板质量
墙面板的尺寸和外棱角一是关系到安砌时难易程度,二是关系到墙竣工后的外观,三是防止板上应力分布不均以及接缝处漏砂等问题.因此,面板的边长误差不大于5㎜或边长的3‰,表面平整度、光洁度,凭肉眼观察,应无明显的凸凹现象.凡检验不合格及残次面板不得使用.
（三）面板安装
墙面板的安装,一般按以下步骤和要求进行：
（1）在条形基础上,准确划出面板外缘线,一般在直线段
每10米一个点,曲线上每5米一个点.
（2）在外缘线上定点,进行水平测量.对高出设计高程的部份,由人工修凿;低于设计高程部分,用水泥砂浆找平.
（3）对于某一处加筋土挡墙很长,且基础纵向分台阶的,应先安砌最低一段面板,逐段调整到整个挡墙.如图六所示：
图六
（4）安装时用低标号砂浆调平,同层相邻面板水平误差不大于10米米,轴线偏差每20米不大于10米米.墙面板设计是垂直的,但考虑到碾压后墙面板在土压力作用下会产生部分水平位移和外倾,安装时每层墙面板内置水平位移量不大于5米米面板内倾1／100~1/200.
（5）每安装三层墙面板均应测量标高和轴线,及时将高差和轴线偏位调整,以减少累计误差.在未完成填土的墙面板上不得安装上一层墙面板,以保证墙面的平整度.
（6）每层面板竖缝每隔2~3块板设一干砌缝作为泄水孔,上下层面板的泄水孔竖向交错呈梅花形布置.
（7）严禁采用坚硬石子及铁片支垫,以免造成应力集中损坏面板.
在施工过程中,为加快安装进度,确保施工安全,降低工人的劳动强度,设计了简易吊装支架,利用杠杆原理吊装面板（见图七）,该法投资小、操作简单、安全、施工速度快,经实践证明,切实有效.
（四）筋带铺设
（1）加筋材料的下料
筋带技术性能必须满足设计要求,极限抗拉强度＞220米Pa,极限拉伸变形率＜10%,偏斜率＜30米米/米,色泽均匀一致.
加筋材料提前下料是为了保证加筋带尺寸的正确,避免边铺边下料,人为造成的随意性和筋带的尺寸误差.加筋带的下料长度应为两倍的设计长度,另加30~50厘米作为通过穿筋孔时所占的长度.
图七
（2）筋带的铺设
拉筋铺设是加筋土挡墙壁施工中最关键的工序之—,其中对拉筋带施加预拉力大小的控制又最为关键,预拉力过大,墙面板将被往内拉动;预拉力过小,拉筋带则不紧,填土碾压后墙面板将外移.经多次试验,制作了简易的自动张紧系统,由张紧螺栓、弹簧、地锚、挂带角钢等组成.其工作原理为：
当筋带受到干扰时,依靠拉筋带的调整和弹簧的变形来平衡,待干扰消除后自动恢复原来的平衡状态,使筋带始终处于张紧状态.自动张紧器如下图（图八）：
图八
加筋材料铺设时底面应压实平整,其横向坡度以不大于5%为宜,这是保证拉筋带张紧、不卷曲、不扭结、不重叠的关键.
每个穿筋孔设计为两根拉筋带对折绕过,在靠近穿筋孔处,用扎丝将筋带扎好,以便筋带在张紧前,位置固定,减少活动空间,从而减少面板的变形.筋带呈扇形布置,同一节点的筋带不能重叠,不同节点的筋带不交叉.筋带穿入张紧器后,调整张紧螺栓,对筋带进行预张拉,逐根检查张拉受力情况,如有个别较松的筋带,先将张紧螺检适当放松,由人工调整后再行张拉到需要力度,以保证各筋带受力一致.筋带张拉后,由人工铺10厘米厚的填料,将筋带覆盖好,以保证筋带的正确位置.待填土碾压工序完成后,才拆除张紧器.
（五）填料的摊铺、压实
l、填料采集
填料的粒径要求主要是级配均匀,填料种类要求易压实,水稳性好,填料的CBR值必须合格.填料采集场选定后,选送土样,作标准击实试验,确定填料的最大干密度和最佳含水量,作为填料压实过程中压实度控制的标准.
填料粒径不应大于填层厚度的2/3,且最大粒径不得大于15厘米.最大粒径和最大粒径块体总含量的限制规定,目的在于控制填料级配使加筋体的压实质量有保证.
（2）填料的摊铺和碾压
卸料时机具与面板距离不应小于1.5米,机具不能在未覆盖填料的筋带上行驶,并不得扰动下层筋带.
填料的摊铺采用人工配合推土机或装载机进行,填层松铺厚度为30厘米,压实厚度为25厘米左右,每层面板高度刚好分两层填筑.先由机械粗平,然后用人工配合削高补低,并将粒径大于15厘米的块体打碎或捡除.摊铺时,由专人指挥机械,使其走行方向与筋带垂直,距面板l.5米范围内,只能用人工摊铺.
填料的压实采用振动压路机,其压实顺序为：
筋带中部尾部前部,碾压顺序见图九.
图九
压路机运行方向平行于墙面板,下一次碾压轮迹与上一次碾压轮迹重叠轮宽的1/3.第—遍先静压,使加筋带的位置在填料中完全固定,然后由弱振到强振,最后一遍静压收光,压实遍数以填料达到规定的压实度为准.距面板1.0米范围内压路机无法压实处采用跳夯或蛀式打夯机压实,以免墙面板被挤坏或变形.
工程机械不得在未经压实的填料上急转弯或急刹车.
（六）附属工程
当墙面板安到设计层数后,由于挡墙顶面纵坡应与线路纵坡相一致,必须现浇调整层和帽石,采用两排管架辅以方木作为支架,普通钢模立模.注意预埋连接钢筋.
六、机具设备
工程施工机具设备见下表
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
挖掘机
CAT330
台
2
2
装载机
小松
台
1
3
推土机
TY220
台
2
4
自卸汽车
尼桑
台
3
5
光轮振动压路机
英格索兰
台
1
6
跳夯
1T
台
1
7
蛙式打夯机
HZ—L
台
3
8
强制式砼搅拌机
400L
台
1
9
插入式捣固器
50
台
2
10
钢筋弯曲机
GW—6
台
1
11
钢筋切割机
GJ40
台
1
12
焊机
UNT-100
台
1
七、劳动组织
（一）预制场劳动力组织表
序号
工种
人数
备注
序号
工种
人数
备注
1
工班长
1
6
砼工
30
2
技术员
1
7
木工
3
3
质检员
1
兼安全员
8
电工
1
4
试验工
1
9
修理工
1
5
钢筋工
5
10
合计
44
（二）施工现场劳动力组织表
序号
工种
人数
备注
序号
工种
人数
备注
1
领工员
2
7
砼工
6
2
工班长
2
8
木工
2
3
技术员
2
9
驾驶
10
4
测量工
1
10
普工
30
5
试验工
1
6
炮工
5
合计
61
八、质量保证措施
1、质量标准表（见附表1）
附表1
阶段
项目
标准号
标准名称
原材料
普通钢筋（A3）
JTJ055—83
《公路工程金属试验规程》
砂
JTJ058—94
《公路工程集料试验规程》
卵（碎）石
JTJ058—94
《公路工程集料试验规程》
水泥
JTJ054—94
《公路工程水泥混凝土试验规程》
拉筋带
JTJ/T019—98
《公路土工合成材料应用技术试验规程》
生产过程
工艺标准
JTJ035—91
《公路加筋工程施工技术规范》
JTJ041—89
《公路桥涵施工技术规范》
JTJ033—95
《公路路基施工技术规范》
成品阶段
检验评定标准—JTJ071—98
《公路工程检验及评定标准》
2、易发质量问题及控制（见附表2）
附表2
易发问题
原因分析
控制方法
面板缺角、掉边
外模脱模太早;动作过大;养护时间不够;搬运过程中碰伤
适时拆模,拆模时动作要轻缓;加强养护;转运过程中要轻抬轻放.
面板安装时相邻板出现错台
拉筋带张拉过紧或过松,填土表面平整度太差,导致张紧的拉筋带与土层间有一定的间隙,填土碾压时拉筋带被压下而导致面板位移;推土机在摊铺填料时将筋带带动,使面板发生位移.
根据施工经验掌握好筋带的张紧程度;填土表面局部坑凼,由人工填土夯实平整后,再铺拉筋带;控制填料的粒径,避免急停、急转.
筋带张拉受力不均
拉筋带张拉后,未作受力调整;拉筋带放张太早.
筋带试张拉后,逐根检查受力情况,对个别筋带进行调整;张紧器必须在填土碾压工序完成后才能卸荷.
距面板1米范围内压实度达不到要求
填料粒径过大,级配不好;含水量过大或过小;填层偏厚.
人工将超粒径填料捡出;通过洒水或晾晒调整含水量在最佳含水量的±2%以内;加强技术交底.控制松铺厚度.
3、质量检验项目及方法（见附表3）
附表3
阶段
项目
检验内容
频率
原材料
钢筋
检查合格证,抽检强度、延伸率、焊接、冷弯等
每批
砂
颗粒级配、细度模数、含泥量、有害物质含量
每批
卵（碎）石
颗粒级配、强度、含泥量、有害物质含量
每批
水泥
强度、安定性、凝结时间
每批
减水剂
合格证、出厂检验报告、对比试验
每批
拉筋带
合格证、尺寸、容许拉力、抗拨力、延伸率
每批
面板预制
钢筋骨架
钢筋直径、数量、强度、间距、保护层厚度
每批
模板
尺寸、加固情况,是否刷脱模剂等
每批
砼灌注
砂石含水量试验,填砼灌注记录
每批
生产过程
基底
承载力试验
每段
基础
断面尺寸、基底标高、轴线偏位、基顶平整度
每段
面板安装
每层面板顶高差、轴线偏听偏位、面板垂直度
每段
筋带铺设
筋带长度、根数、筋带与面板连接
每段
填土压实
填料含水率、压实度
每段
成品
面板
强度、边长、对角线差、厚度、平整度、穿筋孔位置、外观
每批
总体
墙顶高程、平面位置、墙面垂度、面板缝宽、墙面平整度、总体外观
每处
九,、安全措施
l、设立专门的安全管理小组和专职的安全员,制定安全制度,加强安全知识教育,安全员应经常深入现场进行安全检查.
2、各种施工机具必须由经过培训合格的人员操作,严禁无证上岗.
3、各种用电设备开关应有箱盖,并设漏电保护器.
4、面板安装和帽石砼施工时,必须拴安全绳,戴安全帽.
5、安装面板时,挡墙下面距墙身4米以内不得站人.
6、工地上禁止穿拖鞋,不准酒后上班.
十、效益分析
（1）使用本工法中的面板预制方案,可显著提高模板的倒用次数,缩短安拆模时间,提高工效,平均每块板节约工时15分钟,平均每立方砼节约材料0.005立方米.
（2）砼配合比中掺加了高效早强减水剂,减少了水泥用量,
缩短了脱模时间,加速了模型周转,提高了工效,据测算每立方砼可减少水泥用量50公斤.
（3）面板安装采用了自制简易吊装支架,轻便灵活,大大地降低了工人的劳动强度,保证了施工安全,据测算每块板节约工时15分钟.
（4）筋带铺设由于采用了自制张紧器,保证了筋带铺设质量,加快工程进度,保证了工期的实现.
（5）施工质量良好,为创优质工程奠定了基础,提高了企业的知名度,为在公路市场投标赢得了信誉.
绵广IIF合同段加筋挡墙共5处,共有面板11900块,C25砼1120米3,节约费用：
人工费：
1／8工日／块×11900块=1488工日
1488工日×22元／工日=32736元
木材：
0.005米3/米3×1120米3=6米3
6米3×1800元／米3=10800元
扣减一次性投入钢模费：
8000元
水泥：
0.05t／米3×1120米3=56t
56t×480元/t=26880元（含运费）
扣减FDN外加剂费用：
1.2千克/米3×1120米3×5元/千克=6720元
以上几项费用迭加,可节约55690元,提高工效约15%.
十一、工程实例
绵广高速公路IIF合同段范围内,由于地形狭窄,路基所处原地面横坡陡峻,因此设计采用了大量加筋土挡墙,见附表.
加筋挡墙工程数量表
里程
墙高
数量
基础砼
帽石砼
面板（块）
CAT拉筋
（米）
（米3）
（米3）
（米3）
CB1
CB2
米
K195+120~+343路肩墙
7
223
87
118
140
2555
132650
K197+615~+854中线挡墙
7
239
93
121
143
2270
119250
K198+020~+180中线挡墙
7
160
34
112
84
1580
81880
K199+055~+264路堤墙
8
209
82
111
180
3090
275120
K199+080~+259中线挡墙
6
179
70
93
104
1752
91580
合计
1010
366
555
651
11247
700480
附加筋土挡墙施工实例图（图十）.
（编写：
袁大鹏王光明）
图十
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