土工格栅加筋碎石土在神农架机场高陡边坡的应用.docx

土工格栅加筋碎石土在 神农架机场高陡边坡的应用邢晓毅１，朱长歧２，罗红兵３，阎钶２（１．中国石油天然气华东勘察设计研究院岩土工程处 ，山 东 青岛 ２６６０００；２．中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与 工程国家重点实验室 ，武 汉 ４３００７１；３．中机三勘岩土工程有限公司 ，武 汉 ４３００３０）摘 要：以神农架机场一处边坡工程为例 ，开展边坡的原位 监测 ，获得了格栅加筋高陡边坡体内部的土压力 、坡 体 内部位移 、坡体表面位移及加筋格栅变形的分布规律 。监测结果发现 ，最 大竖向土压力值不是出现在最底部 ，随 着 远离挡墙而向下部迁移 ；坡体内部水平位 移沿高度上呈非线性变化 ，呈 现 多 个 极 值 ，最大值出现在距离坡顶 ２２ ｍ 高度处 ，位 移值仅为 ２０ ｍｍ；而边坡的整体位移规律呈渐进发展的“鼓 胀”式 ，底 部位移最小 ，中 部位移最大 ；坡 体内 部加筋格栅变形的量级为 ｍｍ，最大变形值发生 在挡 墙 １／２ 高 度 处 ，变 形 量 ２．３２ ｍｍ，应 变 仅 为 ６．６５％ ，说 明 格 栅 的潜力还未得到充分的发挥。关键词：高陡边坡 ；土 工格栅 ；原 位监测 ；神 农架机场中图分类号 ：Ｐ６４２ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１００４－３１５２（２０１４）０１－００３０－０４１引言加筋土结构是一种在素土中加入高模量土工合 成材料的复合结构。土工合成材料具有较高的抗拉 强度，可以显著限制土体的侧向变形 ，从而提高土体 的强度和稳 定 性。１９６５ 年 法国 在比利牛斯山的普 拉聂尔斯修建了世界上第一座加筋土挡土墙［１］。 我 国于１９７９年 在 云南 田坝矿区建成了第一座 ８．３ｍ 高的加筋土挡墙储煤仓［２］，近 几年在公路建设和水 利、水运建设、边 坡工程中应用得较多 ，据 不完全统 计，我国现在已建成四千 余项加筋土工程 ［３］。 在加 筋土挡墙方面，国内外学者均进行了大量探讨 ，取得 了一定的成果［４－６］。进入 ２１ 世纪，大 量工程在中西部地区开展 ，由 于受地形制约，大量的高陡边坡涌现出来 ，以神农架 机场的土工格栅加筋碎石土高陡边坡为研究对象， 旨在通过对该工程的监测分析 ，为 日后同类工程提 供一些有益借鉴。２工程背景神农架机场平均海拔２５８０ ｍ，位于神农架林区 红坪镇大草坪至将军寨之间独立的狭长山脊之上， 区域地势总体西南高东北低 ，河 谷深切，山 坡陡峻。 跑道 由 五 个 高 程 ２６００ ｍ 左 右 的 山 包 削 山 填 谷 而 成，地基填料为削 山后松散破碎且风化强烈的灰色 泥质条带灰岩夹鲕状灰岩及白云岩。场区处于裸露型岩溶分布区，区内可溶岩分布 广泛，且以岩溶 较发育的碳酸盐岩为主 ，岩 溶洼地、 岩溶漏斗、落水洞等发育，加筋边坡施工前先对已有 坡体进行了清表，清理掉风化沉积物及松散碎块 ，如 图１所示。图 １ 清表后的边坡碎石土高填边坡的稳定性是神农架机场建设成 功的关键。因神农架机场场地狭窄 ，多 为深挖高填 的高陡边坡，依托 工程就是该场区内最高的且坡度 最陡的边坡，其 填方高度 达 ６５ ｍ，由 于 原 始 地 形 坡 比约为１：２，已无法采用坡 率法进行设计和加固，综 合考虑后决定采用多级格宾面板加筋挡墙支护 ，其 整体坡 度 达 ７６°。 该 高 陡 填 方 边 坡 为 目 前 国 内 已收稿日期 ：２０１３－１０－２２作者简介 ：邢 晓毅（１９８７－），助 理工程师 ，硕 士 ，研究方向为岩土工程勘察 、地基加固的设计 、监 测及施工。第 １期邢晓毅等 ：土工格栅加筋碎石土在神农架机场高陡边坡的应用 ３１建、在建最陡的加 筋土高挡墙 ，其 建设规模、工 程难 度为国内罕见。图 ２ 为神农架机场加筋边坡的外观形态 ，坡 高 ６５ ｍ，坡度１：０．２５，采用 台阶式土工格栅加筋碎石 土挡墙，该 边 坡 自 ２０１１ 年 １１ 月 开 始 施 工，至 ２０１３ 年１０月完工，在 严格的现场监控下 ，实 施了信息化 施工管理，机场现已通航，运行效果良好。图 ２ 神农架场加筋土边坡现场 ３边坡施工土工格栅加筋边坡采用机械与人工协调施工， 自原岩坡 面 至 距 离 坡 顶 ２０ ｍ 高 度 处 的 高 度 范 围 内，每４０ｃｍ 填筑一层经二次破碎的碎石土填料 ；距 坡顶２０－１０ｍ 高度间采用８０ｃｍ 格栅层间距；坡顶 １０ｍ 高度范围内采用１６０ｃｍ 格栅层间距。 碎石土 填料采用大型振动碾压机压密 ，确 保固体体积率达 到７９％，靠近 格 宾 处 采 用 小型振动碾压机碾 压 ，碾 压完毕后，人工铺设土工格栅 ，相邻两幅格栅搭接长 度不少于 １０ｃｍ，采 用 塑 料 扎 带 绑 扎。 格 栅 里 端 与 原坡面间采用 Ｕ 型环锚固于基岩