包裹式加筋土挡墙的施工技术研究

摘要 无面板包裹式加筋土挡墙是一种生态环保型支挡结构，近年来在国内得到了大力推广。在分析加筋土挡墙的基本原理后，本文分析了包裹式加筋土挡墙的结构特点，结合工程实例，研究了包裹式加筋土挡墙的施工工艺和施工要点，为类似工程的建设提供了指导。

关键词 包裹式加筋土 挡墙土工格栅 施工技术 一、引言

自从上世纪60 年代法国工程师Henri vidal 首次提出加筋土技术并成功修建世界上第一座加筋土挡墙以来，加筋土以其适应性强、外形美观、抗震性能好、施工简便等优点在世界各国得到广泛应用。我国于1986 年首次在云南田坝煤矿修建第一座试验性加筋土挡墙，如今在公路、铁道、水利、市政等各个领域都有应用。

随着加筋土技术研究和土工合成材料的不断发展，加筋土挡墙的结构形式已非常丰富。近年来，随着可持续发展思想的传播和深入，生态环保效应非常明显的无面板包裹式加筋土挡墙受到人们的重视，得到大力推广，在很多高速公路上都有应用。目前，对这种挡墙的研究主要集中挡墙的理论和设计方法方面，对具体保证挡墙稳定性的施工技术却很少涉及。本文在分析包裹式加筋土挡墙结构特点的基础上，结合工程实例，研究了包裹式加筋土挡墙的施工工艺和施工要点，为类似工程的施工提供了指导。

二、加筋土技术的原理与应用

1.加筋土技术的基本原理。1961年法国工程师Henri vidal在三轴试验时发现，如果在砂土中加入筋材后，试样的抗剪强度将要比未加筋试验的强度高出很多；在莫尔应力圆上表现为，加筋后的试样多出了一个砂土本来不具有的“黏聚力”。据此，他提出了加筋土挡墙的设计理论。

加筋土挡墙一般包括筋材、填料、面板和基础四个部分。筋材是加筋土挡墙的关键材料，通常被成层地埋设在填土中，并在结构的外侧与面板连接，如图1所示。当因填土自重和外力产生的土压力作用在墙面板上时，墙面板可将土压力传递给筋材，对筋材施加一个向外的

拉拔力。由于筋材被填土压住，填土与筋材之间会产生的摩擦力阻止筋材被拔出。当筋材具有足够的强度，并与土间能产生足够的摩擦阻力，加筋的土体就可保持稳定。

2.无面板包裹式加筋土挡墙的结构特点。传统的加筋土挡墙一般采用混凝土浇筑成整体式面墙，或采用混凝土制成装配式面墙模块。因此，面墙多为灰色调，挡墙的生态功能不足。近年来，随着生态环保观念的不断深入，可在面墙上进行植生绿化的无面墙包裹式加筋土挡墙得到了工程技术人员的关注。

无面墙包裹式加筋土挡墙的结构如图2 所示，一般采用平面网状形筋材（如土工格栅）为加筋材料，在填土内满铺后推铺填料，待本层填土压实后，将外端部筋材卷回一定长度，再在其上铺放另一层筋材，两层筋材间采用连接棒连接。为了防止靠近临空侧的土颗粒从土工格栅的网孔中漏出，可以在土工格栅内侧铺设土工布，或用土工袋、编织袋充填土体码砌在临空侧形成面墙。土工袋内一般可充填耕植土或营养土，甚至可直接将植物种子拌在土体中，以快速形成坡面绿化。为了便于植生绿化，挡墙一般具有一定的倾角。

与传统加筋土挡墙相比，无面墙包裹式加筋挡墙具有以下优点：

（1）地基适应性强。当地载承载力符合要求时，可直接在开挖后的地基上填筑，不需设置混凝土基础。

（2）造价较低。不需各种预制件或现浇结构，筋材也由造价较低的土工合成材料制成，质量较轻，运输和施工都非常简便，因此工程造价低。

（3）生态环保功能强。结构系统无需使用任何钢筋、水泥等高能耗、高污染的硬体材料，能耗小，无环境污染，且充分利用施工现场的开挖土方充填在生态土工袋中，为植被根系发育提供了一个很好的空间，可快速形成生态绿化，抑制工程建设造成的水土流失。（4）施工便利。系统安装操作简单，施工速度快，施工人员无需进行专门培训，普通劳动力经过简单的指导就可以进行现场施工作业。

三、包裹式加筋土挡墙的施工技术

1.工程背景。为提高路基稳定性、减少耕地占用并保护工程的生态环境，某高速公路设计时采用了包裹式加筋土路堤挡墙作为路基支挡结构，路基断面设计如图3 所示。该挡墙

分两级，下部墙高8.8m，上部墙高7m，级间平台宽2m，两组挡墙坡率均为1:0.75。整个断面分为三个区，共布置20 层筋材，其中底部8层筋材的间距为0.6m，筋长10m；中部5 层筋材的间距为0.8m，筋长10m；上部筋材长度为7m，加筋间距为1.0m。以单向拉伸高强度土工格栅为筋材，要求土工格栅的抗拉强度。

2.包裹式加筋土挡墙的施工工艺。包裹式加筋土挡墙的施工一般包括：地基处理、基槽开挖、排水设置、生态袋充填码砌、筋带铺设、填料摊铺及压实、墙顶封闭等工序。可按图4 所示的流程进行施工。

3.包裹式加筋土挡墙的施工要点。加筋土挡墙的稳定性与设计有关，更需施工来保证。包裹式加筋土挡墙的施工关键主要有以下几个方面：

（1）施工前应根据设计要求，测量画线后清除土表腐殖土，将地基开挖至设计标高，并将地基整平、压实，设置渗水层。在坡面上开挖时，应将坡面开挖成台阶形。

（2）回填土选取时，应在满足质量要求的前提下就地取材；回填土中不应含有腐殖质以及对网面钢丝具有腐蚀性的化学及电化学成分等杂质；硬骨料的最大粒径应小于15cm，且超过5cm粒径的硬骨料的总含量不得大于15%。填筑前应通过击实试验获取回填土的最大干密度、最优含水量等参数。

（3）生态土工袋面板宜就地采用符合设计要求的土工袋充填制作。充填料应采用适合植物生长的黏性土，可以专门配制营养土。充填压实度应达到85%以上。面墙安装应挂线作业，用木模控制面墙的倾角。

（4）筋材铺设前应计算好所需长度。生态型加筋土挡墙通常为需将筋材反包，计算时应包括三个部分的筋材长度：加筋部分、面墙部分和反包部分。筋材铺设时应拉直、铺平，宜对筋材进行张拉，使其紧贴承接土层。不得出现皱褶、突起现象。筋材尾部应用U 型铁钉或小木桩固定。将相邻的加筋材料或加筋单元体连接成一整体。

（5）填料应分层摊铺、压实。摊铺厚度力求均匀一致，压实后的表面应平整。每层松铺厚度应在正式施工前经现场实验确定，使压实后的层面恰好与下一层筋材铺设位置相同。人工摊铺填料应顺筋材长度方向作业；机械摊铺填料时，机械距面板不应小于1.0m，且应

平行墙面行驶。摊铺作业可从筋材中部开始再向筋材尾部，最后在靠近墙面一侧。临近面板1m 范围内，宜用人工夯实或用轻型机械压实。

（6）包裹式加筋土挡墙施工结束后应及时对面墙进喷播或插枝绿化并按绿化要求按时养护。

图5 为实体工程施工中的包裹式加筋土挡墙，图6 为实体工程施工半年后的实景图。从图中可以看到，挡墙施工半年后，挡墙面墙上已有80%的面积为各种植物所覆盖，形成了有效的植生绿化，不仅可以为裸露的土工格栅提供防紫外线辐射的庇护，不断深入的根系也会发挥加筋作用，抑制表层土的溜滑，而且可以形成优美高速公路景观。

四、结束语

无面板包裹式加筋土挡墙是加筋土技术的新发展，将加筋土技术和植被护坡技术有机地结合在一起，其环境保护和美化效果明显，具有非常广阔的应用前景，但其功效的发挥必须以高质量的施工为前提。因此，包裹式加筋土挡墙的施工前必须进行确实可行的施工组织，确保地基处理、筋材铺设、土工袋码砌、填料压实等各个环节的高质量。

参考文献

[1] Vidal，H. The Principle of Reinforced Earth，TransportationResearch Record，1969，282:1-16.

[2] 王正宏.土工格栅在土木工程中的应用[J]. 中国土工织物学术讨论会论文选集，中国土工合成材料技术协作网，1987，20-32．

[3]陈建荣，俞红光，黄天元. 柔性生态挡墙在浙江高速公路中的应用[J]. 浙江省交通职业技术学院学报. 2010，11（1）:20-24.[4]万燕，崔维秀，谯春丽. 绿色加筋土挡墙在铁路工程的应用[J]. 路基工程，2010（增）:94-96.

[5]颜永龙. 国道319线厦门海沧生态挡墙的应用研究[J]. 岩土工程技术，2005，4:215-217.

[6]刘泽，杨果林，申超等. 绿色加筋格宾挡墙现场试验研究[J]. 中南大学学报（自然科学版），2012，43（2）:709-716.

[7] 黄向京，刘泽，王维，杨果林. 红砂岩填料与土工合成材料的筋土界面特性实验研究[J]. 公路工程，2009，34（4）:16-19.[8] 杨广庆，吕鹏，庞巍，赵玉. 返包式土工格栅加筋土高挡墙现场试验研究[J].岩土力学，2008，29（2）:517-522.

[9]杨果林，彭立，黄向京.加筋土结构分析理论与工程应用新技术[M].北京:中国铁道出版社.2007.