某擋土墻加固方案設(shè)計(jì)

文/王志偉 湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000

1、工程簡(jiǎn)介

某生活小區(qū)北側(cè)邊坡建有一重力式毛石擋土墻，地面上擋土墻高度為8m，基礎(chǔ)埋深為1m，長(zhǎng)度約288m，采用MU40青片石、M7.5水泥砂漿砌筑。泄水孔采用內(nèi)徑為100的PVC管，間距3m安裝一根，呈梅花狀排列。每10m設(shè)30mm伸縮縫一條，縫中滿填瀝青麻筋。墻背設(shè)截洪溝，墻前設(shè)排水溝。

現(xiàn)狀擋土墻墻面出現(xiàn)開裂、隆起現(xiàn)象，局部砂漿散落，石塊松動(dòng)；擋土墻底部發(fā)生滑移，下部排水溝因擋土墻滑移而破壞；墻背部距離擋土墻約10m有一處民房，民房前坪土體表面出現(xiàn)張拉裂縫，民房局部開裂。擋土墻破壞將嚴(yán)重影響民房和小區(qū)的安全，應(yīng)對(duì)該擋土墻及時(shí)進(jìn)行加固處理

2、擋土墻破壞原因分析

2.1 截面尺寸偏小

擋土墻設(shè)計(jì)高度為6m，但是建設(shè)方在擋土墻砌筑過程中并未按圖紙施工，在設(shè)計(jì)擋土墻頂部加高3m，加高部分的擋土墻厚度為1.4m，對(duì)該擋土墻截面進(jìn)行驗(yàn)算，發(fā)現(xiàn)該擋土墻的抗滑移穩(wěn)定系數(shù)和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)均不滿時(shí)規(guī)范要求，相關(guān)計(jì)算結(jié)果詳下表所示。

2.2 未按設(shè)計(jì)要求施工

根據(jù)該工程的竣工資料，擋土墻施工季節(jié)為雨季，砌筑過程中墻背邊坡曾因暴雨局部發(fā)生塌方。施工方為搶工期，造成擋土墻施工質(zhì)量較差，泄水孔設(shè)置較少，且墻背未設(shè)置反濾層，泄水孔堵塞，不能及時(shí)將墻背土體中的水排出。墻背回填土未按設(shè)計(jì)要求壓實(shí)。

2.3 雨水影響

擋土墻修筑之前山坡道路北側(cè)有一個(gè)水塘，山坡上雨水可匯集于此，雨季可起到調(diào)蓄的作用；擋土墻修筑后，水塘被填平，雨季雨水沿山坡直接流向擋土墻后背土，因擋土墻頂部截洪溝被土和垃圾掩埋，雨水不能及時(shí)排走，直接滲入墻后土體中；因擋土墻泄水孔被堵塞，墻背土體中的水不能及時(shí)排到擋土墻外側(cè)，造成墻后土體中水位升高，墻后土、水壓力增大，擋土墻在增大的土、水壓力作用下發(fā)生滑移與隆起。

根據(jù)地勘報(bào)告，邊坡坡體主要物質(zhì)組成為○1素填土，○2粉質(zhì)黏土，○2粉質(zhì)黏土含有風(fēng)化礫石及巖塊石，致使透水性增強(qiáng)，雨水沿土體孔隙下滲，致使土體飽和，抗剪強(qiáng)度降低，土壓力增大。

2.4 山水沖刷

雨季山坡上水流較大，擋土墻砌筑砂漿在水流作用下發(fā)生破壞，片石之間失去砂漿的粘接作用，擋土墻在增大的土、水壓力作用下更容易發(fā)生破壞，故山坡沖溝處的擋土墻破損最為嚴(yán)重。

在以上原因作用下，擋土墻處于不穩(wěn)定狀態(tài)，且擋土墻已出現(xiàn)開裂及隆起現(xiàn)象，需及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理，防止滑坡進(jìn)一步惡化

3、擋土墻加固方案

3.1 采用錨桿格構(gòu)梁加固擋土墻

錨桿孔徑φ150mm，錨孔傾角為向下15°，錨桿的錨固地層為粉質(zhì)粘土層，錨固長(zhǎng)度不小于20m。采用全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿，錨桿灌漿采用孔底返壓灌漿法，灌漿前應(yīng)清孔，排放孔內(nèi)積水，灌漿時(shí)注漿管應(yīng)插至距孔底200～300mm，灌漿壓力0.5MPa，錨桿鋼筋與錨錨固砂漿的粘接強(qiáng)度為2.4MPa。采用錨桿的抗拔力特征值為150kN，施工后對(duì)錨桿進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，抗拔力均滿足設(shè)計(jì)要求。

錨桿錨固段長(zhǎng)度按下式計(jì)算[1]：

其中，D為錨固體直徑；K為安全系數(shù)，可取1.6；Nt為錨桿承受的拉力標(biāo)準(zhǔn)值；qs為土體與錨固體間粘接強(qiáng)度特征值。

3.2 對(duì)擋土墻背部土體采用壓力注漿加固；

注漿孔間距2mx2m網(wǎng)格狀布置，孔徑100mm，注漿深度至滑裂面以下2m。灌漿順序采用跳孔間隔注漿由兩側(cè)向中間逐步進(jìn)行。漿液水膠比為1.0，灌漿水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。灌漿作業(yè)中若發(fā)現(xiàn)灌漿孔相互串漿時(shí),可采用群孔并聯(lián)灌注,孔數(shù)不宜多于3個(gè),并應(yīng)控制壓力,防止?jié){液超出停漿面或土層抬動(dòng)，灌漿壓力初定為0.2～0.5MPa[2]，注漿流量約8L/min，注漿壓力可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。設(shè)計(jì)要求注漿加固后土的綜合內(nèi)摩察角φ≥35°。加固后巖土力學(xué)參數(shù)應(yīng)通過鉆孔取芯試驗(yàn)驗(yàn)證滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 增加排水措施；

錨擋土墻頂部設(shè)置800X1000(H)截洪溝；修復(fù)擋土墻底部已損壞的排水溝。在格構(gòu)梁之間設(shè)置排水孔，注漿孔間距2mx1.5m網(wǎng)格狀布置。

3.4 加固擋土墻上部土坡

修整擋土墻背部土坡，坡比≤1：1.5[3]，采用三維網(wǎng)植草護(hù)坡[4]。三維網(wǎng)為三層式，原材料為聚乙烯，厚度為14mm，抗拉強(qiáng)度≥2kN/m，單位質(zhì)量≥350g/m2 ，幅寬為2m。每11.25m為一個(gè)沉降段，沉降縫寬20mm，該處的三維網(wǎng)不搭接，但兩邊需加密U型釘固定，除沉降段分界處外，每幅三維網(wǎng)用土工繩搭接，搭接寬度為150mm；邊坡植草采用狗牙根。

結(jié)語：

自工程竣工至現(xiàn)在已有兩年時(shí)間，擋土墻沒有再發(fā)生滑移和開裂現(xiàn)象。通過施工過程中及施工完成后對(duì)擋土墻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)可以看出，通過以上加固措施，擋土墻逐漸趨于穩(wěn)定。