自嵌式挡土墙是在干垒挡土墙的基础上发展起来的一种新型挡土墙,该挡土墙结构为拟重力式结构,主要依靠挡土块、回填土通过加筋连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载,达到稳定的效果。近十多年来,该新式柔性结构挡土体系较多地应用于河道水利,表现出施工方便快捷、美观、安全可靠、耐久、环保、经济等特点。从理论上看,自嵌式挡土墙具有非常好的应用前景。
我公司红木基础设施项目位于黄岗开发区,东临三茂铁路和黄岗村,地块干道纬五路与三茂铁路高差最高达十多米,全长约1800米,需沿路基设计挡土墙,确保铁路与村庄的安全。纬五路大部分路基为回填土路基,且位于鱼塘软基上。
基于红木基础设施项目的各方面特性,在满足工程工况的同时,研究如何更经济地解决软基和回填土路基挡土墙问题,并且缩短工期、提高工程的安全性成为必要。通过参建单位多反面的反复论证,决定采取局部放坡并拟采用自嵌式挡土墙的设计方案。
自嵌式挡土墙在我国的应用案例较小,特别是在市政工程中的应用还没有相关报道。在还没有相应国家规范的情况下,如何结合市政工程项目的特点,科学地把该新型挡土墙应用到公司工程项目中?为此,建筑一分公司对“自嵌式挡土墙在市政工程中的推广应用研究”进行了立项,并成功申请到相应科研经费,便根据红木工程项目特征,开始对自嵌式挡土墙展开专题研究。
研究项目共分7阶段进行:
1)阅读国内外相关文献,收集、整理相关资料,参观、学习现场相关工程案例;
2)通过理论研究,确定挡墙体系的最佳计算模型,验算内容包括:
①外部稳定性:包括抗滑稳定验算、抗倾覆稳定验算和地基承载力验算;
②内部稳定性:包括最少拉接网层数的确定及布置、加筋网片承载力验算、加筋网片拉接能力验算和内部滑移验算;
③局部稳定性:包括加筋网与挡土块间的连接强度验算、挡土块间(含锚固棒)抗剪强度验算和顶部无加筋挡土块的抗倾覆验算。
3)开发最佳结构形式的挡土块并进行试验模拟,邀请专家进行论证;
4)编写施工方案,方案的主要内容为:
①自嵌块:来源、尺寸、工艺、强度要求等;
②墙背排水:材料、排水截面形状与尺寸;
③锚固棒:材料、规格、技术指标;
④土工格栅:材料、规格、技术指标、工艺、搭接要求、固定方法与要求;
⑤土工布:技术指标、铺设位置、施工方法;
⑥回填土:内摩察角等各项土工指标、分层厚、压实度;
⑦坡顶防渗层:材料、做法、技术指标;
⑧基础:对基础的要求,如埋深、材料、底部排水等;
⑨伸缩缝:长度、材料及做法。
5)成本分析
对自嵌式挡土墙的施工成本进行研究分析,确定该挡土墙形式的经济实用。
6)试验段
自嵌式挡土墙40米试验段于红木家具工程入口广场处进行施工,分公司技术部与项目部在整个施工过程中,克服了回填土在碾压时对墙身的挤压和振动影响、墙背碎石透水层回填难点、土工格栅与挡土块的细部连接等一些列施工难题,取得了试验段的成功,同时也完善了施工方案的不足处。
7)大面积推广应用
随后,自嵌式挡土墙的项目成果应用于象窝山入口广场。根据象窝工程的特征,设计人员对挡土墙体系进行相应的修改,采用少量锚杆代替土工格栅,取得了预期的工期、经济等效果。在今年经过了多场暴雨考验,挡土墙没有出现明显变形,墙体使用效果良好。我公司在挡土墙领域的技术水平进入了一个新的阶段。今后,外形美观的象窝入口广场“自嵌式挡土墙”将成为象窝山的另一道美丽风景。
(自嵌式挡土墙现正于红木基础设施项目进行施工,欢迎行内人士前来交流、指导!)