包裹式加筋土擋墻施工工法

1、軟土地區(qū)包裹式加筋土擋墻施工工法1 前言向莆鐵路是以客運為主兼顧貨運的國家一級高速鐵路干線，主要承擔(dān)福建省大部分地區(qū)與內(nèi)地中西部地區(qū)的旅客、貨物和雙層集裝箱交流以及省內(nèi)城際客流運輸，是福建省通往內(nèi)地最快捷的進出省通道，也是福建沿海港口通達內(nèi)陸腹地的港口后方通道，是名副其實的國民經(jīng)濟大動脈。向莆鐵路沿線為典型的軟土地區(qū)。同時，由于部分向莆鐵路線界不夠，頻臨地方及鐵路構(gòu)筑物，路基施工面臨很大的難度和風(fēng)險。為了減少拆除既有建筑物，保證路基的施工寬度，鐵道部和鐵道第四勘察設(shè)計院決定在向莆鐵路中首次采用軟土地區(qū)包裹式加筋土擋墻作路基支擋及加固。福州閩龍鐵路工程有限公司在福州站改工程新建向莆聯(lián)絡(luò)線FDK5

2、44+227FDK544+727段路基南側(cè)施工中, 首次采用包裹式加筋土擋墻施工技術(shù), 該項技術(shù)具有占地少、拆遷少、減少路基填方量、外形美觀、施工工藝單一、質(zhì)量可靠等優(yōu)點, 其社會效益尤為顯著。本工法根據(jù)設(shè)計要求在施工中借鑒和總結(jié)現(xiàn)有的軟土地基處理方法和加筋擋土墻技術(shù)，總結(jié)形成軟土地區(qū)包裹式加筋土擋墻施工工法。2 工法特點2.1 包裹式加筋土擋墻屬于柔性支擋結(jié)構(gòu)，具有很好的自身穩(wěn)定和整體性能，能很好地適應(yīng)軟弱地基和地基的不均勻沉降。2.2 施工簡便，簡單。除拉筋鋪設(shè)、包裹體堆壘等需少量人工外，只需配備一般路基填筑所用機械。2.3 工藝流程清晰, 能形成程序化、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè), 操作者和管理者易于掌

3、握, 質(zhì)量容易控制。2.5 3 適用范圍本工法適用于公路、鐵路路基及橋臺護岸工程等支擋和加固防護工程。擋墻單級使用高度為310米，超過10米的要做特殊設(shè)計。4 工藝原理軟土地區(qū)包裹式加筋土擋墻是將軟基處理和包裹式加筋土擋墻相結(jié)合的施工工藝先采用高壓旋噴樁加固軟基，然后以高壓旋噴樁為承重基礎(chǔ)，施工包裹式加筋土擋土墻。高壓旋噴樁是利用工程鉆機鉆孔至要求深度后（或引孔旋噴一體機），利用高壓旋噴臺車把安有水平噴嘴的注漿管下到設(shè)計標(biāo)高，利用高壓設(shè)備使噴嘴以一定的壓力把漿液噴射出去，高壓射流沖擊切割土體，使一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞，漿液與土體攪拌混合固化，隨著注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升而形成圓柱形樁體，凝固后便在

4、土體中形成圓柱形狀、有一定強度、相鄰樁體相互咬合成一體的固結(jié)體，起到止水與土體加固的作用。加筋土擋墻是利用加筋土技術(shù)修建的一種支擋構(gòu)筑物。加筋土是在填土中加入拉筋的復(fù)合土, 它利用拉筋與土之間的摩擦作用及面板、土體、拉筋間的互相制約作用, 改善土體的變形條件和提高土體的工程性能, 從而達到穩(wěn)定土體、平衡擋土墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力的目的, 保持路基穩(wěn)定、耐久。在加筋土擋墻中，墻體由于受土體的推力產(chǎn)生破壞時(暫將加筋土體看成無筋土體)，依據(jù)朗金理論，沿主動破裂面BC將墻體分為主動區(qū)和穩(wěn)定區(qū)，見圖l。下滑土棱體ABC自重產(chǎn)生的水平推力對每一層拉筋形成拉力，欲將拉筋從土中拔出，而穩(wěn)定區(qū)土體與筋帶的摩擦阻力阻止拉筋

5、被拔出。如果每一層拉筋與土體的摩擦阻力均能抵抗相應(yīng)的土推力，則整個墻體就不會出現(xiàn)BC滑動面，加筋土體的內(nèi)部穩(wěn)定就有保證。圖1 加筋土擋墻受力分析圖5 施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程土工格柵檢查驗收土工格柵下料高壓旋噴樁施工混凝土基礎(chǔ)施工鋪設(shè)土工格柵包裹體施工預(yù)埋面板連接件填料鋪攤壓實墻體施工完畢沉降穩(wěn)定地基沉降觀測澆筑墻面板固定土工格柵施工帽石附屬工程竣工驗收圖2 包裹式加筋土擋墻施工流程圖5.2 操作要點 高壓旋噴樁施工1 大面積施工前，先對高壓旋噴樁進行工藝試驗。1）組織機構(gòu)試樁過程由項目經(jīng)理部負(fù)責(zé)實施，安質(zhì)部、試驗室監(jiān)督配合；試樁方案上報監(jiān)理單位審核后，組織實施試樁，并請監(jiān)理

6、、設(shè)計、業(yè)主等單位全程監(jiān)督和指導(dǎo)；試樁過程數(shù)據(jù)記錄和收集工作由經(jīng)理部現(xiàn)場技術(shù)人員負(fù)責(zé)，工程部匯總分析后編制試樁報告。2）資源配置施工機具的選用及技術(shù)參數(shù)：名稱型號技術(shù)參數(shù)鉆機XP-200提升速度515cm/min空氣壓縮機XPB-90D壓力0.8Mpa,排風(fēng)量2m3/min單管50，噴嘴2.4mm灰漿泵Y100-4泵壓0.51.5Mpa,流量6080L/min人員：現(xiàn)場技術(shù)員2人、現(xiàn)場施工管理人員2人、現(xiàn)場試樁員1人、操作手4人。材料：水泥采用紅獅牌P.0 42.5普通硅酸鹽水泥，注漿用水采用經(jīng)過水質(zhì)分析化驗合格的地表水。3）試樁工藝要求設(shè)計試樁水灰配合比1：0.51，高壓旋噴樁試樁水灰比采用

7、：1：0.7、1：0.8：1：1 共三種配合比，每種配合比做3根試樁，旋噴樁樁徑0.5m，樁間距為1.2m，樁長8m。下鉆轉(zhuǎn)速：120-140轉(zhuǎn)/min下鉆速度： 1.5m-1.6 m /min 送水壓力：12-14Mpa 鉆頭提升轉(zhuǎn)速：17-19轉(zhuǎn)/min 鉆頭提升速度：18-21cm/min漿液流量：6080L/min送漿壓力：22-24Mpa噴嘴直徑 ：2.4mm注漿管直徑：50mm鉆頭直徑75mm4）施工工藝高壓旋噴樁施工工藝流程框圖高臺噴車對位調(diào)平制 漿下噴射管至孔底空壓機送氣灰漿泵送漿旋轉(zhuǎn)噴射提升至設(shè)計高度停供漿、氣提噴射管出孔口清洗泵及噴射管移至下一孔位5）安全及環(huán)保措施禁止非專

8、業(yè)人員作業(yè)，作業(yè)前進行相關(guān)安全培訓(xùn)及技術(shù)交底，使作業(yè)工人了解安全知識；嚴(yán)格執(zhí)行安全用電制度，所有線路規(guī)范架設(shè)，做到一機一閘，按要求安裝漏電保護裝置；現(xiàn)場杜絕閑散人員進入，限制工人作業(yè)的范圍；施工前進行設(shè)備安全性能檢查，確保安全后方可開展施工；人員進入現(xiàn)場必須按要求佩帶安全防護用具；6）環(huán)保措施現(xiàn)場設(shè)置沉淀池，所有廢液必須進行處理后排放；采取降塵措施，防止水泥揚塵；現(xiàn)場垃圾集中于垃圾收集器具，完工后及時回收處理；加強排水工作，防止水土流失。7）成樁效果質(zhì)量檢驗成樁后7天齡期內(nèi)，采用輕型動力觸探（N10）檢查樁頭和樁身的均勻性和強度。成樁28d 后在樁體上部(樁頂以下1. 5m ) 取原狀加固土土

9、樣進行無側(cè)限抗壓強度試驗。根據(jù)規(guī)范有關(guān)條款確定無側(cè)限抗壓強度不小于1.6MPa, 滿足設(shè)計要求。復(fù)合地基荷載試驗。為檢驗施工質(zhì)量, 成樁28d 后, 按設(shè)計要求進行復(fù)合地基荷載試驗。采用慢速維持荷載法進行, 分10 級加載, 最大荷載為300kN , 承壓板面積為1. 0m2。根據(jù)試驗繪制P- S 曲線圖。根據(jù)規(guī)范有關(guān)條款確定復(fù)合地基承載力不小于160kPa, 滿足設(shè)計要求。8）試樁總結(jié)試樁完成以后確定相關(guān)技術(shù)參數(shù)及時進行試樁總結(jié)的編制，并報監(jiān)理單位，以提供相關(guān)技術(shù)參數(shù)，同時指導(dǎo)現(xiàn)場后續(xù)大面積施工。高壓旋噴樁施工主要參數(shù)表項目技術(shù)參數(shù)壓縮空氣氣壓（MPa）氣量（m3/min）水壓力（MPa）1

10、2-14流量（L/min）80-120噴嘴直徑mm2.4水泥漿壓力（MPa）22-24流量（L/min）60-80水灰比1:1提升速度（cm/min）17-19旋轉(zhuǎn)速度（r/min）18-212 在對高壓旋噴樁進行工藝試驗確定施工參數(shù)后，開始進行大面積施工。施工準(zhǔn)備工作：首先，對進場材料水泥進行原材料檢測，對進場機械檢測、人員報驗。在材料、機械、人員檢驗合格后，才能進行下一道工序。機械使用前先進行調(diào)試，堅立鉆機，安裝灰漿、壓漿管路，安裝“旋噴樁漿量監(jiān)測記錄儀器”（即漿量自動記錄儀）并請記錄儀廠家和鉆機班組共同安裝試轉(zhuǎn)，調(diào)試漿量達到規(guī)定的水泥漿量在樁身中均勻分布。旋噴樁施工工序：定位：鉆機就位時

11、先使鉆頭對準(zhǔn)樁位標(biāo)志中心，然后進行鉆桿的雙向調(diào)平，之后，再次調(diào)整對中，最后再精確調(diào)平。垂直度誤差不超過1.5%，對中誤差小于2cm。鉆進操作：由于在樁身不同深處采用了不同的泵壓、上升和下鉆速度，所以操作人員應(yīng)熟悉操作工藝，嚴(yán)格按深度記錄儀上顯示的深度采用不同的參數(shù)進行控制。送漿與鉆進配合：司泵與司鉆密切配合，并建立合理的聯(lián)絡(luò)信號，司鉆與司泵均要求熟知施工工序及參數(shù)（嚴(yán)格按照試樁選定參數(shù)施工），要求鉆進與送水（灰漿）同步，前后協(xié)同動作，一氣呵成。司泵隨時注意泵壓的調(diào)整和異常情況，送水與送灰漿切換迅速，保持送液的連續(xù)，司鉆注意鉆進時的冒漿情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即采取有效措施，這是成樁質(zhì)量控制的關(guān)鍵

12、，應(yīng)予以特別注意和加強管理?；覞{的制作：選用紅獅牌P O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比1：1，根據(jù)每根樁的灰漿用量，提前制作，并經(jīng)充分?jǐn)嚢?，攪拌時間少于15分鐘的不得使用，超過初凝時間的漿液也不得使用；灰漿經(jīng)過兩道過濾網(wǎng)的過濾，以防噴嘴發(fā)生堵塞；抽入儲漿桶內(nèi)的灰漿要不 停地攪拌。在灰漿制作過程中，施工人員通過泥漿比重計嚴(yán)格控制灰漿的比重。移機對位，重復(fù)以上步驟，繼續(xù)施工，直至完成。 面板基礎(chǔ)施工先對加筋土擋墻進行詳細(xì)測量定位, 標(biāo)出基槽開挖線和開挖深度, 當(dāng)縱坡變化時沿縱向基礎(chǔ)做成臺階形。人工配合機械將基槽開挖至設(shè)計基底標(biāo)高, 對基礎(chǔ)底面高壓 承載力滿足設(shè)計要求后, 換填50cm碎石至設(shè)計標(biāo)高

13、。在已換填好的50cm碎石上立模澆筑C20基礎(chǔ)混凝土, 基礎(chǔ)每隔4m設(shè)置一道伸縮縫, 縫寬2cm, 伸縮縫必須做成垂直通縫, 并用瀝青麻絲填塞密實?；A(chǔ)澆筑時, 要控制好基礎(chǔ)頂面的標(biāo)高, 基頂高程誤差不大于±10mm。 鋪設(shè)土工格柵土工格柵材料采用高密度聚乙烯土工格柵，其受力方向延垂直線路方向鋪設(shè)，抗拉強度不小于120kN/m。土工格柵長5m,豎向間距Sy=0.3m；土工格柵回折長不小于1.5m(頂部二層2.5m，不含包裹體)，幅間搭接0.1m。各層加筋鋪設(shè)前，應(yīng)先填土碾壓至加筋所在標(biāo)高，鋪設(shè)土工格柵加筋帶時應(yīng)展平、伸直，縱肋方向（受力方向）垂直于墻前沿線,且自面板向后逐漸升高，使筋

14、帶尾部比前端高0.1m左右。填土前應(yīng)設(shè)法張拉，并使拉筋產(chǎn)生一定的伸長量,然后用騎馬釘釘進填土內(nèi)定位。騎馬釘呈正方形布置，間距以不大于1.0m為宜。拉筋應(yīng)完整連續(xù)，無破損和接頭。加筋帶下料：下料長度為2倍設(shè)計長度，另加300500的富余。加筋帶鋪設(shè)應(yīng)垂直于墻面，成扇形輻射狀鋪設(shè)在壓實整平的填料上，不得重疊，不得卷曲或折曲。不得與硬質(zhì)棱角填料直接接觸。當(dāng)擋墻沿縱向在平面上形成折線或曲線時，在轉(zhuǎn)角處設(shè)置的加強筋與設(shè)計的筋帶不能直接接觸，須在設(shè)計的筋帶鋪設(shè)好后，攤鋪大于50厚的填料，再在其上鋪設(shè)加強筋。5.2.4 包裹體施工5m土工格柵鋪攤后，將包裹體沿土工格柵外側(cè)堆壘（面板一側(cè)），回折拉筋，用專用塑

15、料縫合棒固定拉筋，使土工格柵與包裹體形成一個受力整體。包裹體采用塑料編織袋填充裝砂加礫石而成，寬0.6m，高0.3m。 固定土工格柵土工格柵回折后，用騎馬釘將其固定在填土上。騎馬釘呈正方形布置，間距1.0m。5.2.6 泄水孔與錨桿預(yù)埋墻面板于墻前地面以上每隔2.0m上、下、左、右交錯設(shè)置泄水孔一個，泄水孔采用直徑5cmPVC管。PVC管泄水孔在分層填筑時予埋，伸入墻面板內(nèi)0.6m(包裹體直徑)、伸入面板以內(nèi)的PVC管表面應(yīng)打梅花形孔并包裹滲水土工布。墻面板于墻前地面以上每隔1.0m上、下、左、右預(yù)埋錨桿一個。錨桿鋼筋安裝前應(yīng)先刷二遍防銹漆，一遍熱瀝青汁后用瀝青麻筋(麻袋布浸瀝青)纏裹一層防腐

16、，伸入墻面板部分不做防腐處理。 填料的攤鋪壓實5.2.8 沉降觀測5.2.9 墻面板及帽石施工加筋坡面設(shè)C20鋼筋混凝土板，頂寬0.20m，內(nèi)掛鋼筋網(wǎng)(0.2*0.2m)，采用10mm鋼筋，鋼筋網(wǎng)用20mm錨桿掛上（施工時預(yù)埋）。C20鋼筋混凝土板沿線路方向1015m間距設(shè)一道伸縮縫，內(nèi)塞瀝青麻筋，地形起伏地段基礎(chǔ)措臺設(shè)置。為使面板與墻體構(gòu)成一個整體，在澆注面板時，內(nèi)側(cè)不設(shè)模板。帽石采用C15混凝土現(xiàn)場灌注，每節(jié)長3m，寬0.6m，高0.5m，面板嵌入帽石內(nèi)0.2m。帽石內(nèi)予埋U型螺栓用于安裝防護欄桿。6 材料與機具設(shè)備表6.1 材料表 序號名稱規(guī)格技術(shù)指標(biāo)1水泥P42.52墊層碎石粒徑不大于

17、3cm3高密度聚乙希土工格柵抗拉強度不小于120kN/m4錨桿直徑20mm5塑料編制帶30*50cm表6.2 施工機械設(shè)備配備表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量狀態(tài)備注1高壓旋噴樁機SJB-III臺2良好2挖機卡特320臺2良好3鏟車廈工50臺1良好4推土機小松D60P臺1良好5壓路機三明YZ20臺1良好6振動沖擊夯HCD80臺2良好7混凝土振搗器ZDN50 臺2良好7 質(zhì)量控制7.1 施工時應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行以下規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)：客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)（鐵建設(shè)2005160號）鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收補充標(biāo)準(zhǔn)（鐵建設(shè)2005160號）客運專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南（TZ212）鐵路混凝土

18、工程施工技術(shù)指南（TZ210）普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法（JGJ53）7.2 高壓旋噴樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)施工前應(yīng)檢查水泥及外摻劑的質(zhì)量、樁位、攪拌機工作性能各種計量設(shè)備完好程度(主要是水泥漿流量計及其他計量裝置)。施工中應(yīng)檢查機頭提升速度、水泥漿或水泥注入量、旋噴樁的長度及標(biāo)高。施工結(jié)束后，應(yīng)檢查樁體強度、樁體直徑及地基承載力。進行強度檢驗時，對旋噴樁應(yīng)取28d后的試件。旋噴樁地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表4.5的規(guī)定。旋噴樁樁地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)   項目序號檢查項目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主控項目1水泥質(zhì)量P.O 42.5查產(chǎn)品合格證，復(fù)試報告2水泥摻入比>15

19、%以單根樁總量3樁體強度1.6Mpa鉆孔取芯28天無側(cè)限抗壓強度4地基承載力160Kpa復(fù)合地基承載力試驗般項目1機頭提升速度m/min0.180.21量機頭上升距離及時間2樁底標(biāo)高mm±200測機頭深度3樁頂標(biāo)高mm+10050用水準(zhǔn)儀測量4樁位偏差mm20用鋼尺量5樁徑mm不小于設(shè)計值用鋼尺檢查鉆頭6垂直度0.5全站儀7注漿壓力Mpa20查看壓力表7.3 土工格柵原材料質(zhì)量控制：加筋材料選用強度高、拉伸應(yīng)變小、抗腐蝕性、抗老化性能好、蠕變變形小的高密度聚乙烯土工格柵。一般應(yīng)采用抗拉強度不小于120kN/m的產(chǎn)品，即受力方向不應(yīng)不小于120kN/m，碳黑含量2%，峰值應(yīng)變10%。7

20、.4 拉筋鋪設(shè)嚴(yán)格按設(shè)計說明施工，質(zhì)檢員現(xiàn)場施工人員當(dāng)各項工序均達到設(shè)計要求后，方填土壓實。7.5 8 安全措施8.1 在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循鐵路工程施工安全技術(shù)規(guī)程（TB10401.1、TB10401.2）。施工現(xiàn)場的所有電源、電路、電器的設(shè)置、安裝必須遵守施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范（JGJ46）的規(guī)定。8.3 本著“安全第一、預(yù)防為主”這一原則，提高安全意識，健全施工現(xiàn)場意外傷害應(yīng)急預(yù)案，認(rèn)真學(xué)習(xí)崗位安全職責(zé)和安全操作規(guī)程，提高業(yè)務(wù)水平和勞動技能，樹立安全生產(chǎn)、規(guī)范操作的思想，以防患于未然。8.4 確保機械設(shè)備安全使用，機械設(shè)備操作人員必須遵循設(shè)備的操作規(guī)程，機械操作人員和機動車駕駛?cè)藛T

21、必須有相應(yīng)的特殊工種上崗證書，嚴(yán)禁無證上崗，嚴(yán)禁機械、設(shè)備帶病和違章作業(yè)。9 環(huán)保措施9.1 高壓旋噴樁施工過程中應(yīng)做好以下環(huán)保措施：在本工程施工過程中和完工后，將對施工現(xiàn)場嚴(yán)格按設(shè)設(shè)計文件要求及時整治，防止水土流失和適時進行線路兩側(cè)的植被恢復(fù)。加強施工機械維修保養(yǎng)，防止跑油、漏油現(xiàn)象發(fā)生。各種施工廢棄物集中存放，能回收利用的交物資回收部門，其它不可回收的廢棄物采取深埋或按要求采取其它方法處理。生活垃圾做到先裝袋密封，再入箱。生活污水設(shè)封閉沉淀池。防止噪聲污染、光污染、粉塵污染。9.2 在干燥季節(jié)，土石方運輸及填筑施工時，要配備灑水車對施工便道、路基作業(yè)區(qū)進行灑水固塵。在土石方運輸過程中，要跨越地方瀝青（混凝土）路面時的，對運輸車輛的車斗加設(shè)擋土板，并用彩條布等遮蓋，以防落土揚塵；運輸車輛必須限速行車；對車輛碾壓的污跡及由車上散落路面的土石，要派人及時清除。9.3 取土場開挖完畢，宜恢復(fù)為農(nóng)田，不能恢復(fù)的則應(yīng)整平，并設(shè)有向外的排水坡，在其上種植草皮、樹木等加以綠化，以防造成水土流失。9.4 棄土場選位時必須慎重，要綜合考慮對農(nóng)田、水利、河道、交通的影響。棄土場在封閉前要做適