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摘要：粉煤灰是工业固体废物，同时也是理想的加筋土填土介质。但是其综合利用率却很低。土工格栅加筋粉煤灰挡土墙结构，由于具有良好的经济效益，相对于以往的笨重的混凝土重力挡墙具有相当的优势，利用FLAC模拟软件来分析土工格栅加筋粉煤灰挡墙稳定性。通过强度折减，当折减系数达到某一数值时，系统达到不稳定状态，挡墙内一定幅值的总等效剪应变自坡底向坡顸贯通，认为挡墙破坏。
关键词：土工格栅加筋粉煤灰挡土墙；FLAC；稳定性
我国目前处于基建大潮当中，随着基建的深入开展，各种复杂地形、诸多受限条件，探索多种实用性挡墙结构较为迫切，加筋式挡土墙是利用加筋技术修建的一种支挡结构物，加筋土是一种在土中加入拉筋的复合土，它利用拉筋与土间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程性能，从而达到稳定土体的目的。加筋土以其技术上的优越性、较为显著的经济性和广泛的实用性，越来越值得工程行业所重视。本文就此对加筋土挡墙的稳定性进行分析。
1土工格栅的粉煤灰材料特性
粉煤灰是我国主要工业固体废物之一，同时也是理想的加筋土填土介质。在滨海城市，利用海水排放的粉煤灰占湿排粉煤灰很大的比例，但是其综合利用率却很低。土工格栅加筋粉煤灰挡土墙结构，由于具有良好的经济效益，相对于以往的笨重的混凝土重力挡墙具有相当的优势，特别是用于填方式路基。近年来国内很多研究部门对此做了工作，也有不少工程但总的来说，对加筋挡墙的理论研究还不成熟，尤其是加筋粉煤灰挡土墙，这种理论研究滞后于工程实践的现象在相当大的程度上限制了这种结构形式的推广应用。因此，笔者进行了土工格栅加筋粉煤灰的数值模拟试验，依托软件FLAC3D，利用强度折减系数法，分析土工格栅加筋粉煤灰挡土墙的稳定性，为它的的广泛应用提供工程依据。
1.1抗变形能力强
土工格栅主要是以玻璃纤维为原料生产，这导致其在较小应变时也能发挥高抗拉伸强度的特性，同时还具有较高的抗变形能力；土工格栅的主体材料是玻璃纤维，这决定了其在长期负载使用过程中不会发生蠕变现象，其抵抗变形的能了决定着其在较长时间内能够保持产品特性。
1.2整体结构稳定性强
土工格栅主要工作原理是利用各节点和肋条为需加固的地基或者固体介质提供加固点和承载点，这些节点和肋条在地基处理中占较为重要作用，其主要目的是为了方式局部应力而造成路基损坏，网状的土工格栅可以提高地基中的抗剪切强度，提高整体结构稳定性，同时网状结构还能够减少路堤间沉降还能利于排水和加速固结。
1.3抗滑作用
土工格栅的摩擦系数约为0.8左右，能够充分和石块、混凝土等常用路基材料混合，有效的防止因为摩擦系数不够而造成的分离和错位，增加抗滑的作用；土工格栅能够与沥青牢固结合，确保每一根纤维都能够被充分涂覆，使土工格栅在沥青层中也不会与沥青混合料出现隔离现象。粗糙程度大，摩擦较大，抗滑作用非常明显
1.4化学性质稳定
土工格栅的工作条件限定了其化学性质必须稳定，有优异的耐酸、耐碱、耐油等耐化学性质。在经过特殊处理后，土工格栅的物理和化学性质都会得到显著提升，还能够适应气候变化，在极其恶劣的气候条件下也能保证性能不受影响，同时土工格栅质轻，施工方便，养护费用低，耐老化性好，能在120年内都能保持优良承受载荷性能。
1.5过滤作用
大量研究资料表明，用土工格栅进行处理软土地基，能够起到增强地基强度作用。多数土工格栅在单向渗流作用下，土体中细粒层逐渐向过滤层移动，小颗粒流走而大颗粒留下，从而在滤层与土工格栅之间自认形成一个骨架带和一个过滤带，这使得土工格栅在土层中形成的一个完整的过滤系统，从而不会因为降水等外界气候原因而导致地基受损。
2土工格栅粉煤灰柔性挡墙的施工工艺
2.1为了实施柔性支护的筑做，首先必须提供一定宽度的工作面，因此必须对边坡坡底进行清方。坡底清方水平宽度从原设计边坡坡脚为起点，（1）滑塌区清至边坡滑塌松方与未滑边界止；（2）对未滑塌区域按设计柔性挡墙宽度3.5m+0.5m(墙后排水层宽度)计算来进行开挖，边坡的坡率与挡土墙的坡率相同，并在边坡按每50cm设一宽为50cm的台阶。挖出的膨胀土放于附近路床的指定位置，以备柔性支护回填使用。
2.2将柔性挡墙基础开挖深度至原路床换填部位，开挖宽度从设计坡脚位置向边坡方向的4.0m。在开挖过程中，若基础部位出现松土要全部清理干净，直到坚硬的土层。在基础开挖过程中若引起上部土体松动滑塌到基坑中，须将基坑中的松土清干净。如果基坑出现滑动软化，则可以采用好土换填，或者利用石灰或水泥改良膨胀土进行改良，分层填筑。然后采用压路机对基础进行静压，压实度要求≥90％。柔性支护的基础应该碾压成向边坡内倾斜的斜面，倾斜坡比为4%。
2.3基础开挖完成以后，采用人工或挖掘机在墙趾和墙踵部位开挖100cm×80cm纵向渗沟，直到边坡的两侧与填挖交界处的边沟相连，渗沟顶部位于路床换填碎石土底部。施工时，若遇到滑塌软化的情况，则可以采用好土换填，或者利用石灰或水泥改良膨胀土进行改良，分层夯实至设计标高。要求沟底平整由挖方中部向两边设有3％沟底纵坡，保证水流畅通至边沟。然后，在挡土墙基础和在渗沟底部和侧面铺设“两布一膜”做好防渗工作。接着在渗沟底部布置纵向Φ10cm带孔PVC排水管或软式盲沟管作为纵向排水通道，盲沟管需要用U型钉进行连接，并用防水土工布包裹。排水管布置完毕后，用机械或人工将碎石填于沟内，或用无砂大孔混凝土填于沟内。出口参照截水沟下渗沟出口形式设一字墙出水口。采用人工或机械按宽50cm×高25cm将开挖的碎石土填筑于墙背与基础或坡体清方所成的边坡面之间以形成墙背渗水层；也可采用待下一层土工格栅铺设前，用挖掘机或人工在清方边坡一侧开挖深50cm的沟，然后填碎石土层形成墙背渗水层，注意开挖深度应保证与下一层透水碎石土层相接。为防止边坡地下水渗入路床，在柔性挡墙底部土工格栅包碎石土边坡外侧铺一层二布一膜。在碾压施工过程中，应注意对墙后排水层不进行碾压。排水层的铺设应保证上下贯通。
3土工格栅粉煤灰挡墙的质量控制
3.1柔性支护技术施工工艺简单、操作方便，不需要添置专用机械设备，整个填筑过程格栅的摊铺、张拉及反包，顶部封闭的两布一膜需人工配合以外，其他工作全部机械化施工，材料以及施工成本较低、施工进度快，易于推广应用。
3.2施工必须在旱季进行，边坡清方完成后马上筑做柔性挡墙；工序间要衔接紧凑，整个施工需一气呵成；柔性支护基础的开挖和筑做过程，需及时做好测量放线工作；基础部分应将松土全部清干净，直至坚硬的土层，然后用土工格栅包碎石土进行回填。当松土的清理范围较大，超过原设计图纸土工格栅的锚固长度时，超出部分同样分层采用碎石土进行回填压实。
3.3排水设施设置的正确与有效是本方案能否成功的关键之一。一定严格按要求修好墙背渗水层和墙底渗沟，以及坡顶的封层、截水沟及截水渗沟，保证实现墙背渗水层和路床积水的排水分流，并有足够容量保证水顺利排出。同时保证坡顶及坡体水流的有效隔断。若清方过程中发现有层间集中水流应打平孔将水引至渗水层内排出。
4结语
本文对土工加筋工作原理及土工加筋粉煤灰挡墙结构受力机理进行了分析，得出了土工加筋挡墙结构受力机理的规律性。目前，随着计算机技术及数值计算理论水平的不断提高，对加筋粉煤灰土挡墙结构受力机理的有限元计算将得到广泛地应用。为工程的应用提供更准确的理论依据。
参考文献
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