包裹式加筋土挡墙施工工法

软土地区包裹式加筋土挡墙施工工法

1 前言

向莆铁路是以客运为主兼顾货运的国家一级高速铁路干线，主要承担福建省大部分地区与内地中西部地区的旅客、货物和双层集装箱交流以及省内城际客流运输，是福建省通往内地最快捷的进出省通道，也是福建沿海港口通达内陆腹地的港口后方通道，是名副其实的国民经济大动脉。

向莆铁路沿线为典型的软土地区。同时，由于部分向莆铁路线界不够，频临地方及铁路构筑物，路基施工面临很大的难度和风险。为了减少拆除既有建筑物，保证路基的施工宽度，铁道部和铁道第四勘察设计院决定在向莆铁路中首次采用软土地区包裹式加筋土挡墙作路基支挡及加固。

福州闽龙铁路工程有限公司在福州站改工程新建向莆联络线FDK544+227～FDK544+727段路基南侧施工中, 首次采用包裹式加筋土挡墙施工技术, 该项技术具有占地少、拆迁少、减少路基填方量、外形美观、施工工艺单一、质量可靠等优点, 其社会效益尤为显著。本工法根据设计要求在施工中借鉴和总结现有的软土地基处理方法和加筋挡土墙技术，总结形成软土地区包裹式加筋土挡墙施工工法。

2 工法特点

2.1 包裹式加筋土挡墙属于柔性支挡结构，具有很好的自身稳定和整体性能，能很好地适应软弱地基和地基的不均匀沉降。

2.2 施工简便，简单。除拉筋铺设、包裹体堆垒等需少量人工外，只需配备一般路基填筑所用机械。

2.3 工艺流程清晰, 能形成程序化、标准化作业, 操作者和管理者易于掌握, 质量容易控制。

2.5 3 适用范围

本工法适用于公路、铁路路基及桥台护岸工程等支挡和加固防护工程。挡墙单级使用高度为3~10米，超过10米的要做特殊设计。

4 工艺原理

软土地区包裹式加筋土挡墙是将软基处理和包裹式加筋土挡墙相结合的施工工艺——先采用高压旋喷桩加固软基，然后以高压旋喷桩为承重基础，施工包裹式加筋土挡土墙。

高压旋喷桩是利用工程钻机钻孔至要求深度后（或引孔旋喷一体机），利用高压旋喷台车把安有水平喷嘴的注浆管下到设计标高，利用高压设备使喷嘴以一定的压力把浆液喷射出去，高压射流冲击切割土体，使一定范围内的土体结构破坏，浆液与土体搅拌混合固化，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体，凝固后便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、相邻桩体相互咬合成一体的固结体，起到止水与土体加固的作用。

加筋土挡墙是利用加筋土技术修建的一种支挡构筑物。加筋土是在填土中加入拉筋的复合土, 它利用拉筋与土之间的摩擦作用及面板、土体、拉筋间的互相制约作用, 改善土体的变形条件和提高土体

的工程性能, 从而达到稳定土体、平衡挡土墙结构内力的目的, 保持路基稳定、耐久。

在加筋土挡墙中，墙体由于受土体的推力产生破坏时(暂将加筋土体看成无筋土体)，依据朗金理论，沿主动破裂面BC将墙体分为主动区和稳定区，见图l。下滑土棱体ABC自重产生的水平推力对每一层拉筋形成拉力，欲将拉筋从土中拔出，而稳定区土体与筋带的摩擦阻力阻止拉筋被拔出。如果每一层拉筋与土体的摩擦阻力均能抵抗相应的土推力，则整个墙体就不会出现BC滑动面，加筋土体的内部稳定就有保证。

图1 加筋土挡墙受力分析图

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

图2 包裹式加筋土挡墙施工流程图5.2 操作要点

5.2.1 高压旋喷桩施工

1 大面积施工前，先对高压旋喷桩进行工艺试验。

1）组织机构

试桩过程由项目经理部负责实施，安质部、试验室监督配合；

试桩方案上报监理单位审核后，组织实施试桩，并请监理、设计、业主等单位全程监督和指导；

试桩过程数据记录和收集工作由经理部现场技术人员负责，工程部汇总分析后编制试桩报告。

2）资源配置

人员：现场技术员2人、现场施工管理人员2人、现场试桩员1人、操作手4人。

材料：水泥采用红狮牌P.0 42.5普通硅酸盐水泥，注浆用水采用经过水质分析化验合格的地表水。

3）试桩工艺要求

设计试桩水灰配合比1：0.5～1，高压旋喷桩试桩水灰比采用：1：0.7、1：0.8：1：1 共三种配合比，每种配合比做3根试桩，旋喷桩桩径0.5m，桩间距为1.2m，桩长8m。

下钻转速：120-140转/min

下钻速度： 1.5m-1.6 m /min

送水压力：12-14Mpa

钻头提升转速：17-19转/min

钻头提升速度：18-21cm/min

浆液流量：60～80L/min

送浆压力：22-24Mpa

喷嘴直径：2.4mm

注浆管直径：50mm

钻头直径75mm

4）施工工艺

高压旋喷桩施工工艺流程框图

5）安全及环保措施

禁止非专业人员作业，作业前进行相关安全培训及技术交底，使作业工人了解安全知识；严格执行安全用电制度，所有线路规范架设，做到一机一闸，按要求安装漏电保护装置；

现场杜绝闲散人员进入，限制工人作业的范围；施工前进行设备安全性能检查，确保安全后方可开展施工；人员进入现场必须按要求佩带安全防护用具；

6）环保措施

现场设置沉淀池，所有废液必须进行处理后排放；采取降尘措施，防止水泥扬尘；现场垃圾集中于垃圾收集器具，完工后及时回收处理；加强排水工作，防止水土流失。

7）成桩效果质量检验

成桩后7天龄期内，采用轻型动力触探（N10）检查桩头和桩身的均匀性和强度。

成桩28d 后在桩体上部(桩顶以下1. 5m ) 取原状加固土土样进行无侧限抗压强度试验。根据规范有关条款确定无侧限抗压强度不小于1.6MPa, 满足设计要求。

复合地基荷载试验。为检验施工质量, 成桩28d 后, 按设计要求进行复合地基荷载试验。采用慢速维持荷载法进行, 分10 级加载, 最大荷载为300kN , 承压板面积为1. 0m2。根据试验绘制P- S 曲线图。根据规范有关条款确定复合地基承载力不小于160kPa, 满足设计要求。

8）试桩总结

试桩完成以后确定相关技术参数及时进行试桩总结的编制，并报监理单位，以提供相关技术参数，同时指导现场后续大面积施工。

高压旋喷桩施工主要参数表

2 在对高压旋喷桩进行工艺试验确定施工参数后，开始进行大