土工格栅加筋碎石土在神农架机场高陡边坡的应用

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1、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２２ｍ高度处，

2、位移值仅为２０ｍｍ；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２．３２ｍｍ，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

3、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２５８０ｍ，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

4、南高东北低，河谷深切，山坡陡峻。跑道由五个高程２６００ｍ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６５ｍ，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

5、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６５ｍ，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

6、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２０ｍ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型环锚固于基岩上。工程的面板采用格宾工法，工厂预制，现场拼装。４测点布置及监测原则现场监测采用全站仪监测边坡坡面水平位移变化，运用土压力盒、深部测斜

7、管以及柔性位移计监控坡体内部土压力以及位移变化，综合内外监测手段确保边坡的预警监测工作的顺利实现，监测仪器位置示意图如图３。观测原则：①填筑施工期：每２天观测一次，每层填筑前后需观测一次。②施工间歇期：２～３ｄ观测一次。③施工完成后２个月内：７天观测一次。后期：半个月或一个月观测一次。④遇到异常情况随时加密观测，观测至填筑施工完成后一年。根据工程施工情况，还应进行不定期的巡视检查，发现异常情况及时记录、分析。图３加筋边坡断面测试仪器设备埋设位置示意图５现场监测结果及分析５．１坡