摘要：隨著基礎(chǔ)建設(shè)的投入不斷加大，高填方路基工程的建設(shè)在公路建設(shè)中占有很重要的位置。尤其是各地紛紛在修建或者改擴(kuò)建新的高速公路中，高填方路基高達(dá)幾十米，然而在如此高度又地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，傳統(tǒng)的路基支擋結(jié)構(gòu)已難滿足要求，采用新型的、易美化的結(jié)構(gòu)型式是所有建設(shè)單位追求的目標(biāo)。雙絞合六邊形金屬網(wǎng)加筋格賓柔性擋墻是一種新型支擋結(jié)構(gòu)。本文首先介紹了新型加筋格賓擋墻特點(diǎn)，然后介紹了它在湖北大(慶)～廣(州)高速公路BK0+296.55～BK0+366.18段左側(cè)高填方路基中的應(yīng)用及其施工工藝，同時(shí)采用加筋土設(shè)計(jì)軟件Macstars2000對(duì)它進(jìn)行了穩(wěn)定性計(jì)算，結(jié)果表明新型加筋格賓擋墻在此工程中是穩(wěn)定的。因此，它是可行的，對(duì)于施工的經(jīng)濟(jì)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　關(guān)鍵詞：高填方路基；新型加筋格賓擋墻；Macstars2000；穩(wěn)定性分析
　　1、加筋格賓結(jié)構(gòu)擋墻特點(diǎn)
　　加筋格賓（見(jiàn)下圖1）系由機(jī)器編織的六邊形雙絞合鋼絲網(wǎng)面組合而成的工程構(gòu)件，是一種新型的應(yīng)用于加筋土領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。面墻格賓箱部分填充石料，結(jié)構(gòu)填土分層壓實(shí)。構(gòu)成具有柔性、透水性及整體性的結(jié)構(gòu)，該方案具有占地面積小，承載力要求低，造價(jià)經(jīng)濟(jì)低、生態(tài)效果好等優(yōu)點(diǎn)[1]、[2]。具體分述如下：
　　
　　圖1格賓構(gòu)件及加筋格賓構(gòu)件圖
　　1.1、透水性：無(wú)須做排水系統(tǒng)，格賓的填充材料是堅(jiān)硬的、大小在100mm～300mm之間的石頭，具備良好的透水性。
　　1.2、柔性：柔性結(jié)構(gòu)是介于剛性材料和松散材料之間的柔性材料，其高柔韌性使得結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)較大的不均勻沉降和無(wú)法預(yù)測(cè)局部沖刷，結(jié)構(gòu)可以自行調(diào)整，自行愈合。
　　1.3、施工速度快：格賓的安裝施工在干地和水上都可以進(jìn)行。填石的裝填方法非常靈活，一般工程人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單講解就可完全掌握，不需特別的專業(yè)施工隊(duì)伍。既可以完全采用機(jī)械化施工，也可以采用輔以人工的半機(jī)械化施工，在機(jī)械條件不具備的情況下，可以采用人工裝填的方式。施工效率高，比傳統(tǒng)方案要節(jié)省約三分之一的時(shí)間。
　　1.4、經(jīng)濟(jì)性：對(duì)地基、石料材料要求較寬松，不需設(shè)瀉水孔和反濾層，施工簡(jiǎn)便快捷，使其綜合造價(jià)較低。
　　1.5、耐久性：低碳鋼絲表面經(jīng)特殊工藝厚鍍層（高爾凡）防蝕處理，經(jīng)久耐用，根據(jù)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境，可以選擇不同防蝕處理產(chǎn)品，適應(yīng)各種環(huán)境和滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命要求。
　　1.6、整體性：通過(guò)網(wǎng)箱將散碎的石塊聚合成較大的單元體，單元體又通過(guò)綁扎鋼絲牢固聯(lián)結(jié)，使其具有結(jié)構(gòu)整體性。
　　1.7、生態(tài)環(huán)保性：其一是，對(duì)填充材料尺寸、形狀要求較寬松，不需開山炸石，可因地制宜地利用當(dāng)?shù)責(zé)o用石料資源；其二是，填充石孔隙可置入土壤，給植物生長(zhǎng)提供了條件，利于生態(tài)恢復(fù)；其三是，消聲斂光，接近天然。
　　2、應(yīng)用工程實(shí)例
　　2.1、問(wèn)題描述
　　湖北大廣北高速公路AK0+939.68～AK1+079.71右側(cè)和BK0+296.55～BK0+366.18左側(cè)路基屬于高填方路段，最大高度16m，路基屬于砂土，地基承載能力差，而且路基緊挨農(nóng)田，征地困難；同時(shí)業(yè)主希望高速公路的建設(shè)能夠與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境和諧統(tǒng)一，創(chuàng)建社會(huì)主義新農(nóng)村。
　　2.2、解決方案
　　針對(duì)此問(wèn)題，根據(jù)工程實(shí)際，設(shè)計(jì)單位在漿砌石、鋼筋石籠擋墻和爬坡式干砌石坡面防護(hù)等多案比選后，格賓擋墻以其柔性、對(duì)不良地基變形的適應(yīng)性、透水性、施工便捷性、適應(yīng)一定水下施工性、造價(jià)較低性從諸多方案中脫穎而出。加筋格賓擋墻施工主要工藝如下[3]：
　　2.2.1、組裝
　　折疊的加筋格賓單元應(yīng)從捆束中取出并放置于堅(jiān)硬、平整的表面。加筋格賓單元應(yīng)被打開并展開至其原始形狀。前面板、側(cè)面板及背板應(yīng)垂直擺放。面板間應(yīng)牢固絞合，具體方法是用面板邊緣突出的加粗邊端鋼絲纏繞在交叉面板或背板的邊端鋼絲上。內(nèi)隔板應(yīng)垂直放置并采用同樣方法絞合。隔板和背板的所有面板都應(yīng)與前面板和側(cè)面板充分絞合。
　　2.2.2、安裝、填充與土壤壓實(shí)
　　清基完成后，預(yù)先安裝好的加筋格賓單元應(yīng)放置在選定位置，相鄰加筋格賓單元間應(yīng)充分絞合以保證構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)。用于填充加筋格賓面墻的石頭應(yīng)堅(jiān)硬，且在暴露與水中時(shí)不應(yīng)發(fā)生改變或風(fēng)化。石頭尺寸應(yīng)在100毫米至300毫米之間。
　　高度1米的加筋格賓單元應(yīng)每次填充高度0.30米的勢(shì)頭，高度0.5米的加筋格賓單元，應(yīng)每次填充0.25米的石頭。
　　當(dāng)一層石頭填充完畢后，應(yīng)附之以必要的手工擺放以保證最小的空隙率。面墻外表面的石頭應(yīng)采用手工擺放，并盡量將勢(shì)頭相對(duì)較平的一面朝外擺放。
　　2.2.3、閉合
　　當(dāng)石頭被填充并基本平整且空隙率降到最低后，折疊格賓蓋板并將各面板拉近。在此過(guò)程中，應(yīng)選用合適的閉合工具將蓋板拉伸，并使格賓各面板充分結(jié)合。
　　蓋板上突出的邊端鋼絲應(yīng)繞側(cè)面板突出邊端鋼絲纏繞兩周，且格賓應(yīng)與側(cè)面板、后面板牢固絞合。相鄰格賓蓋板應(yīng)同時(shí)絞合，且剩余的邊端鋼絲應(yīng)折入以完成的格賓內(nèi)部。
　　2.2.4、填筑
　　在此步驟開始之前，應(yīng)在格賓面墻背部與回填層間鋪設(shè)土工布，且土工布應(yīng)在上部及下部各折入30cm，距離格賓面墻1m范圍內(nèi)的回填土壓實(shí)應(yīng)采用手動(dòng)工具以避免對(duì)格賓擋墻面墻或者邊坡的破壞（如圖2、3、4）
　　
　　圖2施工中的加筋格賓擋墻                                                                             圖3施工后的格賓擋墻
　　
　　圖4格賓擋墻局部放大圖①                                                                          圖5格賓擋墻局部放大圖②
　　3、穩(wěn)定性分析
　　整個(gè)設(shè)計(jì)采用加筋土設(shè)計(jì)軟Macstars2000進(jìn)行穩(wěn)定性分析[6]，擋墻斷面如下圖6:
　　
　　圖6擋墻斷面BK0+296.55～BK0+366.18
　　3.1、巖土技術(shù)參數(shù)如表1：表1該工程相關(guān)巖土力學(xué)參數(shù)表
　　　　3.2、計(jì)算參數(shù)確定方法
　　3.2.1、六角形雙絞合金屬網(wǎng)的長(zhǎng)期允許抗拉強(qiáng)度（Ta）
　　六角形雙絞合金屬網(wǎng)的長(zhǎng)期允許抗拉強(qiáng)度（60年），按下式計(jì)算：
　　（1）
　　式中：Tc=六角形雙絞合金屬網(wǎng)的極限抗拉強(qiáng)度；
　　fm=考慮制造工藝誤差以及大量數(shù)據(jù)推演的折減系數(shù)；
　　fd=施工損傷折減系數(shù)；
　　fe=環(huán)境影響折減系數(shù)（考慮老化，生物降解，腐蝕等因素）；
　　根據(jù)美國(guó)關(guān)于六角形雙絞合金屬網(wǎng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其極限抗拉強(qiáng)度一般取
　　Tc=51KN/m（2）
　　其中，并不考慮鍍層和PVC外套對(duì)網(wǎng)面抗拉強(qiáng)度的貢獻(xiàn)。
　　式（1）中的折減系數(shù)應(yīng)根據(jù)工程采用的材料類型、填土和工程環(huán)境等通過(guò)試驗(yàn)確定。如果試驗(yàn)條件不允許，可根據(jù)標(biāo)（1-3）選取。
　　3.2.2、六角形雙絞合金屬網(wǎng)-土相互作用系數(shù)（Ci）
　　六角形雙絞合金屬網(wǎng)-土相互作用系數(shù)Ci通過(guò)抗拔試驗(yàn)確定，對(duì)于六角形雙絞合網(wǎng)，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)可供遵循的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，可以參考土工格柵抗拔試驗(yàn)方法確定。根據(jù)國(guó)外的相關(guān)的研究成果，建議工程師針對(duì)不同土質(zhì)條件選用相應(yīng)的相互作用系數(shù)見(jiàn)表4。
　　表2六角形雙絞合金屬網(wǎng)-土相互作用系數(shù)Ci推薦參數(shù)
　　土類 內(nèi)摩擦角 Ci
　　礫石、砂礫石及其混合物 
　　0.9
　　級(jí)配良好的砂土 
　　0.65
　　粘土、細(xì)砂 
　　0.4
　　3.3、計(jì)算內(nèi)容及方法
　　具體計(jì)算內(nèi)容如下：加筋擋墻的內(nèi)部穩(wěn)定性；加筋擋墻外部穩(wěn)定性；整體斷面的整體穩(wěn)定性。計(jì)算理論：畢肖普（Bishop）法。
　　3.3.1、內(nèi)部及外部穩(wěn)定性計(jì)算
　　
　　內(nèi)部穩(wěn)定安全系數(shù)：2.152抗滑移安全系數(shù)：2.341
　　3.3.2、整體穩(wěn)定計(jì)算
　　整體安全系數(shù)：1.594
　　綜上，該結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定分析結(jié)果可靠，結(jié)構(gòu)安全。
　　4、工程總結(jié)
　　加筋格賓擋墻石在高路基護(hù)坡中是行之有效的方法之一，它在湖北大廣北高速公路BK0+296.55～BK0+366.18右側(cè)高填方路基實(shí)踐中證明：作為結(jié)構(gòu)物，其整體性賦予了其安全穩(wěn)定性；其透水性使它可以釋放坡體背面水壓力，確保結(jié)構(gòu)更薄，更省，并省卻了反濾層施工的麻煩和投資；其剛?cè)嵯酀?jì)性使它對(duì)地基性能有更強(qiáng)的適應(yīng)性，并不會(huì)產(chǎn)生如傳統(tǒng)漿砌石經(jīng)常出現(xiàn)的因地基不均勻沉降所致的結(jié)構(gòu)開裂，后期需維護(hù)等問(wèn)題。作為景觀的構(gòu)成元素，其碼砌的石塊坡面既有天然粗獷質(zhì)感，又兼現(xiàn)代簡(jiǎn)約力度；其隙間填充土壤，為植物提供的良好生長(zhǎng)空間，使其與生態(tài)完美結(jié)合；其靈活可變的堆碼形式，易于適應(yīng)景觀凹凸高低變化，有極佳的塑造性，賦予了景觀營(yíng)造寬闊的想象空間和表現(xiàn)力，具有景觀營(yíng)造理想的素質(zhì)[5]。通過(guò)加筋土設(shè)計(jì)軟Macstars2000進(jìn)行穩(wěn)定性分析對(duì)出結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定分析結(jié)果可靠，結(jié)構(gòu)安全。施工完成僅一年后，格賓表面即開始生長(zhǎng)植被，與周邊環(huán)境良好地融為一體，效果良好。再次證明新型加筋格賓擋墻是切實(shí)可行的，同時(shí)可以為類似的護(hù)坡工程作參考和借鑒。
　　本文研究工作得到了鐵四院地質(zhì)部和馬克菲爾（長(zhǎng)沙）新型支擋科技開發(fā)有限公司技術(shù)部的支持與資助，在此表示感謝。
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