3.2 断面结构型式和构造

    由于设计上的一些特点，使得加筋挡土墙防洪堤的断面结构型式不同于常规。榕江加筋挡土墙防洪堤修建于平坦宽阔的河滩地，除了由基础、面板、拉筋、填料、帽石等组成的“筋带区”垂直体外，由于堤背无物可依，须回填一定坡度的填料护坡——“非筋带区”三角体，堤背的坡度根据渗透稳定以及边坡稳定计算确定。这与传统土石坝的梯形断面形状相似，只不过挡水面的缓坡变为垂直坡而已。因此，榕江加筋挡土墙防洪堤的断面结构分为两个部分：挡水面的“筋带区”垂直体和背水面的“非筋带区”三角体。挡水面的“筋带区”垂直体是常规的加筋土挡墙结构，背水面的“非筋带区”三角体则为水利工程上常见的土体边坡结构。两部分有机结合在一起，共同组成了一个路堤结合的防洪堤，既可以挡水防洪，又可以在墙顶面形成通车路面（见图1）。

    榕江加筋土防洪堤最大高度11.65m（含基础及超高）。为满足堤顶行车需要，设计堤顶宽7m，净宽6.4m，墙顶设C15砼防浪墙，高0.5m，兼作路面防护栏墩。C25钢筋砼预制矩形面板厚18cm，尺寸为500×1000或500×500（mm）。面板后并设有30cm厚的碎石反滤层以便安全的排出洪水期间渗入堤内的洪水。设计CAT30020B钢塑复合拉筋带长度6.5m、宽度0.3m，堤身用砂砾石料分层回填碾压，堤背采用1:2的边坡，并用块石护砌。为防止发生渗流管涌，确保堤身安全稳定，坡脚设排水棱体，高度1.0～2.0m，顶宽1.0m，两侧边坡为1∶1。并于坡脚设置排水沟（400×300mm²）以便及时将堤身渗水排走。挡水面板基础下设Ｃ15砼承台梁，底宽1.6m，高1.6m，为矩形结构。

加筋挡土墙防洪堤设计断面结构型式见图1。

    图1 加筋挡土墙防洪堤断面结构型式图

    3.2设计计算

    加筋挡土墙防洪堤的设计计算除了根据《公路加筋土工程设计规范》（JTJ015—91），进行外部稳定分析计算和内部稳定分析计算外，由于加筋挡土墙防洪堤填料大多为中低液限砾类土、砂类土、砂砾石土等具有渗透性的材料，因此还需要进行渗透稳定分析计算。

    ① 加筋挡土墙防洪堤内部稳定计算

    加筋挡土墙防洪堤内部稳定计算主要是确定筋床填料的压实密度和计算支撑挡水面板的钢塑复合筋带所受的拉力，目的是确定筋带型号、断面长度及数量（一般按局部平衡法计算），以满足加筋土的内部稳定，其实质也就是筋带的抗拉（抗拔）稳定。

    ② 加筋挡土墙防洪堤外部稳定计算

    加筋挡土墙防洪堤外部稳定计算包括加筋土的抗滑稳定、抗倾稳定、整体稳定和地基应力计算。加筋土防洪堤外部稳定计算时须考虑水荷载的作用。因此，加筋挡土墙防洪堤的外部稳定计算必须考虑两种最不利的设计工况（荷载组合），一种是墙前无水压力，墙后堤背填土压力情况，一种是墙前有水压力情况。通过对两种设计工况的计算以确定加筋挡土墙防洪堤外部稳定计算的控制工况。

    ③ 加筋挡土墙防洪堤的渗透稳定计算

    加筋挡土墙防洪堤的渗透稳定计算则是在水压力作用下，计算加筋挡土墙防洪堤的渗透稳定（可以参照土石坝设计规范中渗透稳定的计算方法）。另外还须对水的渗透量进行计算，以确定洪水期间，堤后渗透量的大小，相应采取抽排措施。

    通过对榕江加筋挡土墙防洪堤的具体计算，其外部稳定和内部稳定计算均满足有关设计规范的要求，并通过渗透稳定计算确定堤背回填区边坡为1：2。须特别说明的是，在进行加筋土防洪堤结构外部稳定的地基应力计算时，由于砂质土层地基承载力（[R]=150～180Kpa）较小，如仅仅靠内部稳定计算中确定的筋带区的面积不足以提供必须的承载力，因此我们将最下部的4层筋带延长至堤背，这样筋带区的面积扩大至整个基底宽度，扩大了2～3倍，从而有效的解决了地基承载力不足的问题，同时也增强了基础的渗透稳定。

    这样，通过上述的设计计算，并经过进一步的基础处理以及构造设计我们就可以解决上面提及的由于砂质土层及砂砾石层的强透水性产生的不良工程地质问题以及加筋挡土墙应用于水利上的防洪工程时所遇到的特有问题。解决了这些问题，在水利工程上应用加筋土技术也就不存在困难和技术问题。这对加筋土技术的推广是有很重要意义的。

    3.3 基础处理

    加筋挡土墙防洪堤的基础包括两个部分：面板基础部分和筋带区部分。前面已提及，榕江防洪工程区位于平永河右岸的漫滩、一级阶地及一级阶地前缘的第四系覆盖层，主要为砂质土层及砂砾石层，因此榕江加筋挡土墙防洪堤基础主要置于稍密实的砂质土层及砂砾石层上。筋带区部分基础埋深1.6～2.0m，首先清除原地表0.6～1.0m厚的淤泥、腐质土以及垃圾、废料后，再深挖1.0m至中密实以上的砂质土层及砂砾石层，并碾压回填1.0m厚的砂砾石，整平压实。面板部分基础埋深2.2～2.6m，基础设置在稍密至中密状砂卵（砾）石层或砂质土层上，下设Ｃ15砼承台梁，底宽1.6m，高1.6m，为矩形结构。临水面用大石块回填，以防洪水冲刷淘蚀堤脚。

    对置于砂质土层上的面板基础，设计上加设了两排直径0.15～0.2m、长度3.0～4.0m，插入砂砾石层的木桩，以防止基础出现较大的沉降，也是增加安全性的一种措施。

    由于防洪堤基础各段地质性状不一，为防止基础不均匀沉降，防洪堤须设置沉降逢，间距为10m，基础地质性状变化处，还须增设。沉降逢处敷设宽度为0.6m的复合土工布，以起到反滤的作用。

    3.4 施工及施工情况

    加筋挡土墙防洪堤的施工分为以下几个主要部分：

    ①基础工程、②面板的制作与安装、③筋带铺设、④填料的采集、摊铺、压实、⑤防水、排水和其它工程。

    施工时，基础采用机械开挖，砼面板采用预制，面板安装用人工或机械吊装就位。堤身采用碾压机械分层碾压，分层厚度为0.5m。筋带为人工铺设。填料就近于河滩及河床中机械采集。

    各部分详细施工方法和质量控制等内容可参见《公路加筋土施工技术规范》（JTJ035—91），本文不再繁述。

    实际在施工开挖过程中，基础开挖至设计砂质土层高程后，再往下开挖2.0～3.0m左右即可达至较密实的砂砾石层，由于使用机械化开挖较为容易，施工现场处理时即采取了取消木桩，开挖至砂砾石层的措施。虽然工程量稍为增大，但却使整个防洪堤基础均置于密实的砂砾石层上，从而更好地确保了防洪堤基础的安全稳定。

    另外，通过现场碾压实验发现，堤身砂砾石填料压实后的渗透系数达到了K=10^-3cm/s量级，比设计时的K=10^-2cm/s量级减少了10倍，从而增加了渗透稳定的安全性，也大大减少了堤身的渗透量。

    由于采用机械化施工、且工艺简单，因此施工速度较快，施工期大为缩短， 目前，仅经过一年的施工，榕江加筋挡土墙防洪堤已基本建设完毕。由于施工单位的施工技术较为成熟和熟练，整个防洪工程的施工较好的体现了设计的意图，同时也较好的达到了设计的要求，如同一道铜墙铁壁将长期嗜虐和危害榕江县城人民生命财产安全的洪水挡于“国门”之外。

    4、结语

    ① 将加筋土挡墙技术应用于水利工程的防洪堤挡水建筑物，当可以就近采用大量天然砂砾石填料时，这种堤型结构可以大大节约工程投资，而且施工简单、快速，大大缩短施工工期，具有十分显著的经济效益。

    ② 加筋土技术应用于水利工程应根据水利工程的特点和工程区的地质、地形条件等具体情况进行相应的设计计算和断面型式设计、构造设计，以满足水利工程自身的特点和要求。这样，加筋土技术就可以成功应用于水利工程。

    ③加筋挡土墙防洪堤结构，可以设计成为路堤结合的型式，不仅起到防洪的作用，同时也是城市滨河道路的建设工程，可实现一举两得的建设效果。

    ④ 榕江加筋挡土墙防洪堤的设计和建设，是加筋土技术应用于水利工程一个成功典范。希望本工程能够为加筋土技术应用于水利工程起到积极的推动作用。