影響擋土墻穩(wěn)定性因素及其處理對策

王俊偉

(遼寧省朝陽市水利規(guī)劃勘測設計院，遼寧 朝陽 122000)

影響擋土墻穩(wěn)定性因素及其處理對策

王俊偉

(遼寧省朝陽市水利規(guī)劃勘測設計院，遼寧 朝陽 122000)

近年來擋土墻在水利工程中得到了普及應用，因其獨特的構造物形式而增強了水利設施抗病害性能，加強了水利工程路基構造的抗病害性能。但是，擋土墻自身結構在使用階段也面臨著一系列的風險問題，特別是擋土墻穩(wěn)定性不足而影響了工程效益，制約了水利工程結構的持久利用。文章分析了農業(yè)水利工程發(fā)展實況，探討了影響擋土墻穩(wěn)定性的主要因素，最后提出擋土墻改造處理的綜合對策。

擋土墻；穩(wěn)定性；因素；處理對策

0 引 言

回顧過去農業(yè)水利項目改造的實際情況，水利工程配套設施性能常受到內外因素干擾，導致結構使用壽命達不到預定的要求，影響了農業(yè)水利灌區(qū)用水調度的作業(yè)效率。擋土墻是加固水利工程路基的常用構造物，設定于水利工程結構起到了維護工程、抵抗病害、加固地基等多項作用。

1 水利工程應用發(fā)展趨勢

喀左縣2011年水土保持綜合治理工作緊緊圍繞著省、市業(yè)務部門下達的水土流失防治任務，按照國家水土保持重點治理區(qū)水土流失綜合治理工程建設的工作要求，全縣各相關部門相互配合，展開了卓有成效的工作，取得了可喜的成果。截止目前，完成水土流失綜合治理面積2423hm2，其中：水土保持林690hm2，水平槽整地67hm2，水平梯田327hm2，生態(tài)修復667hm2，其它工程673hm2，修作業(yè)路4km。總計完成土石方64.4萬 m3，出動人工8.16萬工日，機械臺班73個，完成工程投資382.6萬元。農村水利工程建設取得優(yōu)異的成就，保障了水土資源利用率的最優(yōu)化調控，與水利工程整改方案實施是密切相關的，這是保障現代農業(yè)生產活動穩(wěn)定執(zhí)行的基礎[1]。

2 影響擋土墻穩(wěn)定性因素分析

基于三大產業(yè)結構升級趨勢下，農村對基礎設施改造活動給予了高度重視，積極投資農業(yè)水利工程項目以維護農業(yè)經濟。除了對農業(yè)水利工程主體構造進行強化外，也配套了一些輔助性的構造物，擋土墻則是水利工程地基加固的有效方式。為了充分利用擋土墻輔助水利工程建設，需詳細分析影響擋土墻結構穩(wěn)定性的因素，為項目施工改造提供科學的實踐依據。從擋土墻結構建造流程來說，影響擋土墻穩(wěn)定性因素包括：

①勘測因素。工程勘測是整個項目實施的前期準備，做好擋土墻勘測對后續(xù)施工起到了指導下的作用。相反，若前期勘測不足則會誤導擋土墻施工操作，限制了擋土墻結構性能的全面發(fā)揮。由于喀左縣所處地域條件的特殊性，各村區(qū)對擋土墻結構的性能標準不一，缺少足夠的地質勘測、環(huán)境勘測、水文勘測等工作，容易誤導擋土墻整體的編排與設置。若擋土墻設定區(qū)域不合適，則會影響到其使用階段的穩(wěn)定性能，不利于水利工程維護；②設計因素。就擋土墻結構來說，其設計方案對日后穩(wěn)定性也是有明顯影響的，結構設計失誤直接減弱了鞏固性能。擋土墻由墻背、墻面、基底、墻頂、墻趾、墻踵等部分組成，每個結構設計都有嚴格的規(guī)定，都要參照水利工程路基狀況進行選擇。設計人員在編制擋土墻方案時堅持傳統(tǒng)設計思路，統(tǒng)一采用相同的擋土墻構造形式，一些特殊路基工程無法適應舊擋土墻的應用要求，對擋土墻也產生了反作用力，破壞了擋土墻的穩(wěn)定性；③施工因素。經過較長時間利用發(fā)現，擋土墻在維護水利工程路基構造階段，其本身也面臨著許多的穩(wěn)定性問題。特別是遇到承載力偏高的水工建筑物，擋土墻穩(wěn)定系數越低。施工是擋土墻筑造成形的核心環(huán)節(jié)，施工質量不達標而減弱了擋土墻的綜合性能，在面對高荷載路基結構時，擋土墻的抗震、抗壓等能力減弱。一般情況下，農業(yè)水利工程擋土墻穩(wěn)定性失效，多數是由于水工建筑物承載力、水流沖蝕力等超標引起；④維護因素。擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構造物，現代水利工程已經把擋土墻作為不可缺少的支撐體系，配備專用擋土墻有助于增強設施的調度性能。農村經濟條件有限，對水利工程投入的維護成本較低，擋土墻使用期間維護工作不到位，限制了擋土墻承載性能的最優(yōu)化。對于早期建造的擋土墻結構，農業(yè)水利部未提供支架或維護措施，使擋土墻穩(wěn)定性系數越來越小。

3 新型水利技術用于擋土墻處理

近年來，水利工程選用擋土墻作為塌方、滲漏、裂縫、沉降等病害的防御措施，借助擋土墻加固作用降低各類病害的發(fā)生率。另一方面，擋土墻使用期間也面臨著一系列的功能風險，穩(wěn)定性失效基本造成擋土墻失去其利用價值。筆者認為，加筋土、加筋環(huán)等技術是比較適用的處理方法[2]。

3.1 加筋土

經過20多年的有效治理，喀左縣水土保持生態(tài)建設戰(zhàn)果輝煌。目前，全縣已治理小流域31條，治理大小溝壑186條，綜合治理水土流失面積9.4萬 hm2。全縣累計植樹造林3130萬株，森林覆蓋率由原來的18.5%提高到現在的34.6%。加筋土擋墻是利用加筋土技術修建的一種支擋構筑物，加筋土是一種在土中加入拉筋帶的復合土，它利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程性能，從而達到穩(wěn)定土體的目的。對于早期存在結構缺陷的擋土墻，利用加筋土實施處理的效果良好，基本解決了擋土墻的穩(wěn)定性問題，全面增強了水利工程地基構造的穩(wěn)定系數。

3.2 加筋環(huán)

加筋環(huán)由3個同直徑鋼筋環(huán)和若干與之垂直相交的立筋綁扎而成內側附著土工格柵做襯墊。鋼筋按設計加筋環(huán)周長進行斷料和焊接，立筋斷料，立筋材料也可采用預制鋼筋混凝土短柱等。

①沖切環(huán)溝。當分層填土碾壓至某一高程面后，平整作業(yè)面，然后按設計圖要求實地確定圓心位置，并按加筋環(huán)半徑精確畫圓。沖切鋼鏟沿圓弧逐段沖切環(huán)溝環(huán)溝深度略深于加筋環(huán)高度，溝寬略寬于加筋環(huán)厚度，以正好能放下加筋環(huán)即可。②安裝墻面板。墻面板預制后拼裝，為固定墻面板需要安裝錨固桿和錨固塊。為墻面穩(wěn)定和施工安全，壓路機不能靠墻面板過近作業(yè)。靠墻面板處可采用人工或小型夯機分層夯實。安裝人員要根據擋土墻圖紙設計方案，對擋土墻結構實施綜合安裝方法，從而保證了墻面板安裝質量，使擋土墻在使用階段發(fā)揮出應有的加固作用。

3.3 其它應用

除了上述加固處理方法外，還有一些比較綜合性的技術方案，這類新技術可涉及現在所有常用的加筋土技術的工程項目，如：將加筋環(huán)置于路堤中可以穩(wěn)定路基，防止邊坡下滑。將加筋環(huán)置于軟土地基中，可以加固軟土地基，提高地基承載力等。此外還有其它方面的擴展應用，如：連續(xù)向上疊加加筋可以構造超大型柔性筒倉，它可以用來貯存各種散裝集料，如煤炭、礦砂、糧食供應等。無論是哪一種施工處理方案，最終目標都是為了提升擋土墻的整體性能，這就要求施工單位根據現場情況合理地選擇。

4 結 論

擋土墻是現代水利工程不可缺少的構筑物，用其輔助水利工程調度能夠起到多方面的保護功能。因此，針對擋土墻結構本身存在的穩(wěn)定性問題，施工單位必須采用加筋土、加筋環(huán)等技術綜合處理，全面提升擋土墻結構的承載性能及抗害性能。

[1]楊接平，梁月英.某河道擋土墻安全評價與加固方案分析[J].中國農村水利水電，2011，31(06):47-48.

[2]王兆軍，范光亞.全拼裝連拱支架式擋土墻的設計與應用[J].中國農村水利水電，2000，12(09):21-22.

1007-7596(2014)01-0254-02

2013-12-21

王俊偉(1979-)，女，遼寧喀左人，工程師。

TU476.4

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