1、淺談重力式擋土墻在某工程中的應(yīng)用摘要 擋土墻的類型有很多，一直以來(lái)我國(guó)道路工程中應(yīng)用較多的是重力式擋土墻，傳統(tǒng)的重力式擋土墻是用來(lái)支撐路基或山體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種構(gòu)造物。近十幾年來(lái)，發(fā)展了許多采用鋼筋混凝土構(gòu)件組成的輕型擋土墻，如鋼筋混凝土懸臂式擋土墻、加筋土擋土墻、錨定板擋土墻、對(duì)拉式擋土墻等，各類擋土墻的適用范圍取決于墻址地形、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、建筑材料。本文主要介紹重力式擋土墻，內(nèi)容全面詳實(shí)，從理論到實(shí)踐都涵蓋了。關(guān)鍵詞 擋土墻 裂縫 施工工藝擋土墻是用來(lái)支撐路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)，而承受側(cè)向土壓力的一種建筑物。在路基工程中，擋土墻可用以穩(wěn)定路堤和路塹邊

2、坡，減少土石方工程量和占地面積，防止水流沖刷路基，并經(jīng)常用于整治坍方、滑坡等路基病害，在山區(qū)公路中，擋土墻的應(yīng)用更為廣泛。 目前我國(guó)多采用重力式擋土墻，重力式擋土墻是由塊石、毛石砌筑,或澆筑片石混凝土、鋼筋混凝土而成，它靠自身的重力來(lái)抵抗土壓力。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、取材容易而得到廣泛應(yīng)用，根據(jù)墻背傾角的不同，重力式擋土墻可分為仰斜、豎直和俯斜三種。按主動(dòng)土壓力大小，重力式擋土墻要優(yōu)先采用仰斜擋土墻豎直次之，俯斜少用。仰斜式的墻后填土較困難，用于護(hù)坡時(shí)較為合理，墻背豎直或俯斜式用于填方較省勁。1、 重力式擋土墻的特點(diǎn)重力式擋土墻是依靠墻身自重承受土側(cè)壓力的，是目前最常用的一種擋墻形式(如圖

3、1-1)。它型式簡(jiǎn)單、取材容易、施工簡(jiǎn)便，因而應(yīng)用廣泛。以前一般用漿砌片石砌筑，現(xiàn)在按規(guī)范大部分采用混凝土灌注，一般不配鋼筋或只在局部范圍配少量鋼筋，適用于一般地區(qū)、浸水地區(qū)、地震地區(qū)的邊坡支擋工程，當(dāng)?shù)鼗休d力較低時(shí)或地質(zhì)條件較復(fù)雜時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制墻高。由于重力式擋土墻是依靠墻身自重來(lái)維持平衡穩(wěn)定，因此墻身斷面大，圬工數(shù)量也大，在軟弱地基上施工時(shí)往往受承載力限制。當(dāng)?shù)鼗^好，墻高不大，而且當(dāng)?shù)赜钟惺蠒r(shí)，一般優(yōu)先使用重力式擋土墻，但如墻高過(guò)高時(shí)則耗料較多，不經(jīng)濟(jì)。 圖1-1 重力式擋土墻 2、 重力式擋土墻的設(shè)計(jì) 在地形比較復(fù)雜的工程設(shè)計(jì)中，為了減少工程造價(jià)，常常因地制宜，設(shè)置到底錯(cuò)落的臺(tái)地。臺(tái)

4、地邊界處理一般采用兩種方式，其一是自然放坡。當(dāng)自然放斜坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，或由于使用等原因，要求設(shè)計(jì)邊坡超過(guò)土體允許最大邊坡，為防止土體坍塌或滑動(dòng)，應(yīng)設(shè)置不同形式的構(gòu)筑物，最常用的就是擋土墻。 2.1重力式擋土墻的高度 較高的擋土墻，如果采用重力式，要保證其穩(wěn)定性勢(shì)必造成很大的體量，材料用料較多，不太經(jīng)濟(jì)還可能造成肥大的基礎(chǔ)，在總體布置比較緊湊的情況下，過(guò)大的基礎(chǔ)將影響到各種地下管線的布置及單位建筑工程基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工。 2.2重力式擋土墻的材料因其施工方便，可就地取材，適應(yīng)性強(qiáng)。擋土墻的修建應(yīng)遵循就地取材的原則，在有石料的地區(qū)，應(yīng)盡可能的采用水泥砂漿砌片石砌筑。水泥砂漿標(biāo)號(hào)，一般地區(qū)及寒冷地區(qū)

5、采用M7.5；浸水地區(qū)及嚴(yán)寒地區(qū)采用M10.0號(hào)。片石的極限抗壓強(qiáng)度均不得低于30MPa。對(duì)于浸水和潮濕地區(qū)的石砌主體工程，石料的軟化系數(shù)應(yīng)不低于0.8。在嚴(yán)寒地區(qū)尚應(yīng)滿足抗凍試驗(yàn)的要求。在缺乏石料的地區(qū)一般采用C15號(hào)混凝土或片石混凝土；嚴(yán)寒地區(qū)采用C20號(hào)混凝土或片石混凝土。輕型擋土墻采用C20號(hào)鋼筋混凝土。該工程中采用的是C15片石混凝土。3、 重力式擋土墻的選址 根據(jù)選址不同，重力式擋土墻的設(shè)置主要有以下幾種： 1.路塹擋土墻大多設(shè)在路基的側(cè)溝旁。山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處，墻的高度應(yīng)保證設(shè)墻后墻頂以上的邊坡穩(wěn)定。2.路肩擋土墻因可充分收縮坡腳，大量減少填方和占地，當(dāng)路肩墻和路堤墻

6、的墻高和截面圬工數(shù)量相近、基礎(chǔ)情況相似時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用路肩墻，按路基寬布置擋土墻位置。若路堤墻的高度或圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低大，而且基礎(chǔ)可靠時(shí)，宜選用路堤墻。必要時(shí)應(yīng)做技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較以確定墻的位置。 3.沿河路堤設(shè)置擋土墻時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流的水文、地質(zhì)情況以及河道工程來(lái)布置，注意設(shè)墻后仍應(yīng)保持水流順暢，不致擠壓河道而引起局部沖刷。 4.當(dāng)路基兩側(cè)同時(shí)設(shè)置路肩墻和路塹擋土墻時(shí)，一般應(yīng)先施工路肩墻，以免在施工中破壞路塹墻基礎(chǔ)。同時(shí)要求過(guò)路肩墻踵與水平面成角的平面不得伸入到路塹墻的基底面以下，否則應(yīng)加深路塹墻基礎(chǔ)，或?qū)烧咴O(shè)計(jì)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。 5.滑坡地段的抗滑擋土墻應(yīng)結(jié)合河流的水文、地質(zhì)情況以及河道工程

7、來(lái)布置，注意應(yīng)保證墻后水流順暢，不致擠壓河道而引起局部沖刷。4、 重力式擋土墻的布置形式 4.1縱向布置 縱向布置在墻址縱斷面圖上進(jìn)行，布置后繪成擋土墻正面圖，布置內(nèi)容有： 1.確定擋土墻的起砌點(diǎn)和墻長(zhǎng)，選擇擋土墻與路基或砌體結(jié)構(gòu)物的銜接方式。路肩擋土墻端部可以嵌入石質(zhì)路塹中，或采用錐坡與路堤銜接；與橋臺(tái)連接時(shí)，為了防止墻后回填土從橋臺(tái)尾端與擋土墻連接處的空隙溜出，需在臺(tái)尾與擋土墻之間設(shè)置隔墻及接頭墻。路塹擋土墻在隧道洞口應(yīng)結(jié)合隧道洞門(mén)、翼墻的設(shè)置情況平順銜接；與路塹邊坡銜接時(shí)，一般將墻高逐漸降低至2m以下，使邊坡坡腳不致伸入邊溝內(nèi)，有時(shí)也可用橫向端墻連接。 2.按地基、地形及墻身斷面變化情況

8、進(jìn)行分段，確定伸縮縫和沉降縫位置。 3.布置各段擋土墻的基礎(chǔ)。墻趾地面有縱坡時(shí)，擋土墻的基底宜做成不大于5的縱坡。但地基為巖石時(shí)，為減少開(kāi)挖，可縱向做成臺(tái)階。臺(tái)階尺寸應(yīng)隨縱坡大小而定，但其高寬比不宜大于1:2。 4.布置泄水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。 5.此外，在布置圖上應(yīng)注明各特征斷面的樁號(hào)，以及墻頂、基礎(chǔ)頂面、基底、沖刷線、冰凍線、常水位或設(shè)計(jì)洪水位的標(biāo)高等。 4.2橫向布置橫向布置選擇在墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式有變異處以及其它必須樁號(hào)的橫斷面圖上進(jìn)行。根據(jù)墻型、墻高、地基及填土的物理力學(xué)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)或套用標(biāo)準(zhǔn)圖，確定墻身斷面、基礎(chǔ)形式和埋置深度，布置排水設(shè)

9、施等，并繪制擋土墻橫斷面圖。 4.3平面布置對(duì)于個(gè)別復(fù)雜的擋土墻，如高、長(zhǎng)的沿河擋土墻和曲線擋土墻，除縱橫向布置外，還應(yīng)進(jìn)行平面布置，繪制平面圖，標(biāo)明擋土墻與路線的平面位置及附近地貌和地物等情況，特別是與擋墻有干擾的建筑物的情況。沿河擋土墻還應(yīng)繪出河道及水流方向、其他防護(hù)與加固工程等。5、重力式擋土墻的施工 5.1明挖基坑 重力式擋土墻一般采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，當(dāng)基地松軟和水下挖基困難時(shí)，可采用換填基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)。對(duì)于土質(zhì)地基，墻趾的埋置深度至少1m；有沖刷式，在沖刷線以下至少1m；凍脹地區(qū)應(yīng)在凍結(jié)線以下至少0.25m;凍脹深度超過(guò)1m時(shí)，基底應(yīng)換填一定厚度的砂礫或碎石墊層，且墊層底面應(yīng)在

10、凍結(jié)線以下至少0.25m，對(duì)碎（礫）石，砂類地基基礎(chǔ)埋深不宜小于1m，對(duì)巖石地基，應(yīng)清除表面風(fēng)化層，如風(fēng)化層較厚，基礎(chǔ)應(yīng)嵌巖0.251.00m，墻趾前應(yīng)有足夠的襟邊寬度。 5.2砌筑基礎(chǔ)砌筑前，應(yīng)將石料表面泥垢清掃干凈并用水保持濕潤(rùn)；土質(zhì)基底直接坐漿砌筑。地面線以下部分可不修鑿鑲面石，基礎(chǔ)砌出地面后立即回填夯實(shí)，并作好頂面排水、防滲設(shè)施，以防基底被浸泡、軟化。基礎(chǔ)應(yīng)在開(kāi)挖完成后立即進(jìn)行，做到隨開(kāi)挖、隨下基、隨砌筑。砌筑時(shí)，外面線應(yīng)順直整齊，內(nèi)面線可大致順直，砌筑過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常校正線桿。漿砌石底面應(yīng)臥漿鋪砌，立縫填漿補(bǔ)實(shí)，不得有空隙和立縫貫通現(xiàn)象。施工縫位置宜設(shè)在伸縮縫和沉降縫處，水平縫應(yīng)一致。分

11、段砌筑時(shí)，相鄰段的高差不宜超過(guò)1.2m，砌體外的漿縫需留1-2cm深的縫槽，以便砂漿勾縫。 5.3砌筑墻身墻體砌筑均采用擠漿法分段、分層砌筑。 1.砌出地面后應(yīng)即回填夯實(shí)，并作好其頂面排水、防滲設(shè)施。 2.伸縮沉降縫內(nèi)兩壁應(yīng)平齊無(wú)搭疊，縫中防水材料應(yīng)按要求深度塞填緊密。 3.泄水孔應(yīng)在砌筑墻身時(shí)留置，做時(shí)應(yīng)同時(shí)做好墻背反濾、防滲隔水設(shè)施。 4.擋土墻欄桿、檢查或臺(tái)階應(yīng)連接牢固，外觀整齊，鋼鐵欄桿應(yīng)及時(shí)涂漆。 5.4墻身砌體分段位置設(shè)于沉降縫處。砌筑前先將瀝青木板按設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斷面和坡度置于沉降縫位置，計(jì)算層數(shù)選好用料，以控制平面高度。砌筑墻身先掛線于沉降縫木板上(根據(jù)選好的用料高度)，從砌體轉(zhuǎn)角部

12、分開(kāi)始安砌，首先安砌角石，再按順序安砌鑲面石。鑲面石采用一順一丁或兩順一丁方式砌筑，外圈定位行列石砌筑好后，方能填筑腹石。填筑腹石時(shí)先在圈內(nèi)低部鋪漿，然后選擇石頭進(jìn)行試放，較大石料的大面為底，較寬砌縫用小石塊填塞，試放好后用小錘擊打石料擠漿，將砌縫砂漿擠緊，不留孔隙。砌筑時(shí)注意砌縫的互拉交錯(cuò)、交搭，砂漿密實(shí)，砌縫應(yīng)符合下列規(guī)定： 1.定位砌塊表面縫寬度不超過(guò)4cm，砌體表面占三塊相鄰石料相切的內(nèi)切圓直徑不大于7cm，兩層間錯(cuò)縫不得小于8cm。 2.填腹部分的砌縫宜小，在較寬砌縫中可用小石塊塞填。塊石砌筑可不按同一厚度分層，但每砌成70120cm的高度應(yīng)找平一次，段內(nèi)兩段相接外的豎向錯(cuò)縫，不得小

13、于8cm。 5.5泄水孔設(shè)置砌筑時(shí)每隔23m交錯(cuò)設(shè)置泄水孔，安設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范采用10PVC管梅花狀預(yù)埋。墻背泄水孔的進(jìn)水側(cè)設(shè)置反濾層，厚度不小于0.3m，在最低排泄水孔下部，設(shè)粘土隔水層，粘土隔水層以人工進(jìn)行夯實(shí)、整平。 5.6片石混凝土墻澆筑 1.現(xiàn)場(chǎng)拌制砼配料時(shí)，拌第一盤(pán)砼時(shí)必須對(duì)按要求稱重，得出碎石、砂、水的比率。然后可以按此比率用手推車計(jì)量。對(duì)骨料的含水率應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢測(cè)，雨季施工時(shí)，應(yīng)增加測(cè)定次數(shù)，據(jù)此調(diào)整骨料和水的用量。根據(jù)雅安寶興縣的氣候特點(diǎn)，夏秋季節(jié)雨水較多，可相應(yīng)增加檢測(cè)頻率。砼拌和物應(yīng)拌和均勻，顏色一致，運(yùn)至澆筑現(xiàn)場(chǎng)不得有離析泌水現(xiàn)象。嚴(yán)禁使用不合格的混凝土進(jìn)行施

14、工。 2.片石砼澆筑前，應(yīng)對(duì)支架、模板進(jìn)行檢查，并做好記錄，符合設(shè)計(jì)及施工要求后方可澆筑。澆筑混凝土前模板內(nèi)的雜物積水應(yīng)清理干凈。模板如有縫隙，應(yīng)用海棉條或雙面膠填塞嚴(yán)密，模板內(nèi)應(yīng)涂刷脫模劑（不得使用廢機(jī)油等油料）。 3.片石砼澆筑時(shí)可先澆筑砼，然后才安放片石，并嚴(yán)格控制片石含量不得超過(guò)25%，片石砼澆筑應(yīng)按一定的厚度、順序和方向分層澆筑，應(yīng)在下層片石砼初凝前澆筑完成上層片石砼。片石砼分層澆筑厚度不宜超過(guò)500mm。當(dāng)采用先擺放片石時(shí)，第一層砼應(yīng)先澆筑，澆筑厚度不宜超過(guò)300mm，然后人工進(jìn)行片石擺放，按規(guī)范要求擺放完成后，再進(jìn)行下一層砼施工。 4.砼從高處直接傾卸時(shí)，其自由傾落高度不宜超過(guò)2

15、m，以不發(fā)生離析為度。當(dāng)傾落高度超過(guò)2m時(shí)，應(yīng)通過(guò)串筒、溜管或振動(dòng)溜管等設(shè)施下落；傾落高度超過(guò)10m時(shí)，應(yīng)設(shè)置減速裝置（在串筒的不同高度設(shè)多向擋板）。在串筒出料筒下面，砼堆積高度不宜超過(guò)1m. 5.澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故必須間斷時(shí)，其間斷時(shí)間應(yīng)小于前層片石砼的初凝時(shí)間。 6.施工縫的位置應(yīng)在混凝土澆筑之前確定，宜留置在結(jié)構(gòu)受剪力和彎矩較小且便于施工的部位。 7.混凝土澆筑完成后，對(duì)混凝土裸露面及時(shí)進(jìn)行修整、抹平，待初凝后再抹第二遍并壓光或拉毛，當(dāng)裸露面面積較大、且天氣溫度低于5度時(shí)，應(yīng)加草簾進(jìn)行防護(hù)。 8.片石摻加前應(yīng)清除表面的雜物、泥土等。片石摻入量一般不超過(guò)總圬工體積的25%，施工控制在2

16、0%，摻入時(shí)不可亂投亂放，石塊應(yīng)分布均勻，凈距不小于100mm，距結(jié)構(gòu)側(cè)面和頂面的凈距不小于150mm，石塊不得接觸預(yù)埋件，不可直接接觸基底、模板。5.7砼的養(yǎng)護(hù)及模板拆除1.澆筑完成后，應(yīng)在初凝后盡快覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)，覆蓋時(shí)不得損傷或污染混凝土的表面，砼在有模板覆蓋時(shí)，應(yīng)在養(yǎng)護(hù)期間經(jīng)常使模板保持濕潤(rùn)。養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)以經(jīng)常保持砼表面濕潤(rùn)為主，養(yǎng)護(hù)天數(shù)不少于7天。2.混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后可拆除模板，模板拆除應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的順序進(jìn)行，設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，應(yīng)遵循先支后拆，后支先拆的順序，拆時(shí)嚴(yán)禁拋扔。卸落支架應(yīng)按擬定的卸落程序進(jìn)行，分幾個(gè)循環(huán)卸完，卸落量開(kāi)始宜小，以后逐漸增大。在縱向應(yīng)對(duì)稱均衡卸落，在橫向應(yīng)同時(shí)一

17、起卸落。拆除模板，卸落支架時(shí)，不允許用猛烈地敲打和強(qiáng)扭等方法進(jìn)行。模板、支架拆除后，經(jīng)維修整理后，再分類妥善存放。5.8回填土、勾縫墻背回填用土應(yīng)符合要求，并分層回填夯實(shí)至設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的密實(shí)度。禁止用腐殖土、含水率大的粉質(zhì)土、塊石粒徑大于規(guī)范要求的土方回填。墻身砌筑完成即可勾縫，采用M10砂漿勾平縫，力求美觀自然。5.9施工工藝流程圖施工準(zhǔn)備 基坑開(kāi)挖報(bào)檢復(fù)核砌筑、澆筑基礎(chǔ)基坑回填安設(shè)瀝青板沉降縫選修面石拌砂漿砌筑、澆筑墻身填筑反濾層、回填土清理勾縫6、施工中常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法1.當(dāng)擋土墻基底落在填土地基上時(shí)，應(yīng)使填土地耐力滿足要求。測(cè)試填土地耐力往往比較麻煩，對(duì)于不太高的擋土墻，可以通過(guò)限

18、定填土的壓實(shí)系數(shù)來(lái)間接滿足地耐力的要求。填土較深處，壓實(shí)系數(shù)可以分層次要求，上高下低。2.擋土墻基底落在淤泥上時(shí)用拋石處理地基效果較好。拋石可用料徑25 cm 左右的石塊，分兩層壓入淤泥中。實(shí)踐證明這種處理方法可大大提高地基承載力并減少地基沉降。3.相鄰二段擋土墻基底高差較大時(shí)（如在0.5m以上），就按高寬比1:2放階，階高0.5m。4.在重力式擋土墻砌筑過(guò)程中如遇到穩(wěn)定的較大的孤石，則將孤石表面鑿毛并清除干凈，再把擋土墻直接澆筑在其表面。5.擋土墻的透水層的設(shè)置對(duì)緩解墻背水壓力及穩(wěn)定土壤性質(zhì)十分重要。透水層宜采用碎石或粗礫石，施工中不得用淤泥，耕植土、膨脹性土等作填料，如有困難而采用粘土作填料時(shí)，應(yīng)保證緊貼墻背一層為碎石或粗礫石，厚度應(yīng)當(dāng)20cm ，并使透水層中礫石或粗礫石含量大于60%。6.基底墊層不必太厚（除非是換軟土墊層），一般厚25cm即可，以前設(shè)計(jì)中采用高達(dá)50cm是不經(jīng)濟(jì)的。7、重力式擋土墻的裂縫 7.1溫度裂縫 混凝土在硬化過(guò)程中放出大量的水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，加上外界溫度的影響，由于溫度分布不均勻，常常表面升溫慢，內(nèi)部升溫快，因而混凝土膨脹內(nèi)部快而外部慢，當(dāng)氣溫驟降或寒潮襲擊，