公路漿砌片石擋土墻的質(zhì)量控制與病害處理綜述

唐 楊 任 榮 何宏彬 唐 彬 王國(guó)煒

(1.五峰土家族自治縣農(nóng)村公路管理所 宜昌 443413；2.五峰土家族自治縣交通運(yùn)輸局公路造價(jià)質(zhì)量監(jiān)督站 宜昌 443413；3.湖北華中公路工程監(jiān)理咨詢有限公司 宜昌 443100；4.湖北屹峽峰建設(shè)工程有限公司 宜昌 443000；5.濟(jì)南金衢公路勘察設(shè)計(jì)研究有限公司 濟(jì)南 250101)

擋土墻是承受土壓力以保證土體穩(wěn)定的墻式構(gòu)造物。在公路工程中，它廣泛應(yīng)用于支撐路堤、路塹邊坡、隧道洞口、橋梁梁端及河流岸壁等[1]。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同可以分為重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、錨定板式、錨桿式、樁柱式、加筋土式等多種結(jié)構(gòu)形式。在應(yīng)用上，重力式擋土墻占有絕對(duì)的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)，重力式擋土墻主要依靠自身重力抵抗土體的側(cè)向壓力，對(duì)于山區(qū)公路由于建設(shè)沿線的石料資源豐富、取材方便[2]，多采用片石、塊石漿砌而成，從受力的角度來(lái)看，漿砌片石對(duì)于邊坡整體的強(qiáng)度和穩(wěn)定起到的作用不算太大，但對(duì)工程周邊環(huán)境的維護(hù)能起到相當(dāng)大的作用[3]。

本文以公路工程中應(yīng)用最為廣泛的漿砌片石擋土墻為研究對(duì)象，對(duì)漿砌片石擋土墻的工程質(zhì)量控制要點(diǎn)、病害形式和加固方法進(jìn)行梳理，為今后漿砌片石擋土墻的建設(shè)與加固提供參考。

1 質(zhì)量控制

1.1 質(zhì)量控制要點(diǎn)

漿砌片石擋土墻的工程質(zhì)量首先要從材料上進(jìn)行控制，施工中的片石一般為厚度大于15cm的片石或者塊石材料，長(zhǎng)度和寬度不低于厚度的1.5倍，片石要求表面無(wú)泥土、無(wú)污漬，質(zhì)地堅(jiān)硬不易風(fēng)化，且無(wú)裂縫和剝落。為了外觀的美觀，巖石的顏色盡量一致。對(duì)于主體工程，巖石的強(qiáng)度應(yīng)在MU40以上；對(duì)于一般附屬工程，巖石的強(qiáng)度應(yīng)在MU30以上。

砂礫的粒徑一般要控制在5mm以下，含泥量不得大于5%。水泥砂漿一般在試驗(yàn)室進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，在擋墻施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行砂漿拌和時(shí)不一定能完全達(dá)到試驗(yàn)室配合比，需要注意現(xiàn)場(chǎng)和易性的檢測(cè)，在施工現(xiàn)場(chǎng)可以用手將拌合后的砂漿捏成一個(gè)小團(tuán)，保證指縫不漏漿，當(dāng)手松開(kāi)時(shí)，成型的小團(tuán)也不會(huì)因此而松散[3]。砂漿不能出現(xiàn)離析現(xiàn)象，已經(jīng)凝固的砂漿嚴(yán)禁使用，砂漿的強(qiáng)度也不應(yīng)低于7.5MPa[4]。

漿砌片石擋土墻的工程質(zhì)量與施工方法、工人的施工技術(shù)密不可分，以下要點(diǎn)在施工中需要引起重視：

(1)對(duì)于巖石或者混凝土基底，在擋墻砌筑前應(yīng)潤(rùn)濕表面，然后進(jìn)行坐漿。

(2)巖石砌體在砌筑時(shí)采用擠漿法，分層砌筑，砌縫應(yīng)交錯(cuò)、咬搭，嚴(yán)禁先填石料，然后鋪灌砂漿[5]。

(3)砌筑時(shí)首先砌筑外層定位砌塊，定位砌塊需要表面平整且體積較大，定位砌塊間應(yīng)滿鋪砂漿，不得鑲嵌小石塊，定位砌塊與里層砌塊應(yīng)交錯(cuò)連成一體，注意定位砌塊與里層砌塊之間的砂漿飽滿。

(4)定位砌塊的表面砌縫寬度以2cm為宜，其余位置砌縫保證在1～1.5cm，砌塊層間錯(cuò)縫不得小于8cm。里層砌塊的砌縫宜減小，較大砌縫之間用小石塊填塞。

(5)勾縫所用的砂漿強(qiáng)度不得低于砌體所用的砂漿強(qiáng)度，勾縫應(yīng)當(dāng)堅(jiān)實(shí)、整齊。

(6)砌筑完成后應(yīng)當(dāng)及時(shí)覆蓋(尤其是秋、冬季)，灑水保濕，夏季每天至少灑水6次，常溫下養(yǎng)護(hù)期不得小于7d，養(yǎng)護(hù)期間避免碰撞、振動(dòng)和承重。

(7)基礎(chǔ)砌體表面與設(shè)計(jì)位置偏差應(yīng)控制在5cm以內(nèi)，基礎(chǔ)以上鑲面片石與設(shè)計(jì)位置偏差應(yīng)控制在3cm以內(nèi)，基礎(chǔ)高程偏差應(yīng)控制在3cm以內(nèi)。

(8)砂漿應(yīng)采用機(jī)械攪拌，每100m3的片石砌體，需要做一組砂漿試塊檢驗(yàn)砂漿強(qiáng)度，施工單位應(yīng)加強(qiáng)自檢，監(jiān)理人員應(yīng)加大抽檢頻率。

(9)角隅位置應(yīng)當(dāng)選用較大的砌筑石料，大致為方正的形狀。

(10)泄水管宜采用PVC管，簡(jiǎn)易可使用毛竹筒。泄水管位置應(yīng)當(dāng)設(shè)置反濾層，外包濾布，底排泄水管應(yīng)高于底面30cm，泄水管的水平間隔約4m，豎向間隔約2m，呈梅花形布置，泄水管應(yīng)保證5%的橫坡[6]。泄水管進(jìn)口處的反濾層設(shè)置應(yīng)選用一定級(jí)配、清潔的砂礫，粒徑在0.5～50mm之間，靠近進(jìn)口處的砂礫最粗，向填料內(nèi)部逐漸變細(xì)。

(11)地質(zhì)條件、水文條件、墻高、墻身斷面尺寸發(fā)生變化的部位以及與其他建筑物連接的部位均需設(shè)置沉降縫[6]。沉降縫位置的片石砌筑應(yīng)當(dāng)做到上下對(duì)齊，嚴(yán)禁在沉降縫位置交錯(cuò)搭接片石?？紤]到溫度變化也需要設(shè)置伸縮縫，伸縮縫可與沉降縫一同設(shè)置。漿砌片石擋墻每隔8～10m需設(shè)置伸縮縫，伸縮縫寬度約2～3cm，縫內(nèi)填塞瀝青木絲板，填塞深度不得低于15cm[7]。

(12)勾縫前砌體應(yīng)當(dāng)灑水保濕，防止砌體吸收勾縫砂漿的水分造成勾縫砂漿的水化不充分，導(dǎo)致強(qiáng)度下降，同時(shí)也應(yīng)注意勾縫砂漿的養(yǎng)生。

(13)鑲面塊石應(yīng)稍微處理保證表面的大致平整，砌筑時(shí)要仔細(xì)放樣線，不能僅憑視覺(jué)，2m直尺檢測(cè)凹凸差不得超過(guò)2cm[4]。

(14)基底碎石墊層必須夯實(shí)并壓入土基，以增大基礎(chǔ)與地基的摩擦力。

(15)墻前、墻后應(yīng)做到同時(shí)回填，并做到分層回填、分層壓實(shí)，每次填筑高度不應(yīng)超過(guò)30cm，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等同于普通路基工程，采用環(huán)刀法、灌砂法檢測(cè)夯實(shí)度。

(16)基槽的浮土、軟土、垃圾必須清除干凈，應(yīng)做到平整堅(jiān)實(shí)。軟弱地基或土質(zhì)不良地段應(yīng)采用換填、擠密砂樁(碎石樁)、拋石擠淤、化學(xué)漿液深層攪拌等加固措施，滿足地基承載力的要求[8]。

(17)由于砂漿的強(qiáng)度增長(zhǎng)需要較長(zhǎng)時(shí)間，每天的砌筑高度不宜超過(guò)1m，防止擋墻因自重造成破壞。

(18)墻背回填的材料盡量采用砂土、碎石，不得直接填筑黏性土，必須摻入砂石材料改善黏性土的性能，嚴(yán)禁使用淤泥、鹽漬土等不良材料[6]，不得含有草皮、樹根、垃圾等雜物[8]。

(19)墻背回填和砌筑工作要同時(shí)展開(kāi)，砌筑1～2m必須回填一次，以便保證填土質(zhì)量，填土需設(shè)置3%～5%的外向斜坡，不得向墻背斜坡填筑[8]。

(20)對(duì)于高擋墻一定要嚴(yán)格限制小塊石的使用，過(guò)多的小塊石將影響擋墻的整體承載能力，只允許在片石底部墊一兩塊小石塊，片石間插入一塊小石塊，灌漿后用振搗棒振搗砂漿，表面泛漿后才允許在砂漿內(nèi)埋入一兩塊小石塊[4]。

(21)為了保證擋墻的外觀線形，平面曲線位置的擋墻應(yīng)加密控制樁號(hào)的個(gè)數(shù)，不可做成多段折線的擋墻[9]。

(22)墻后填料排水不良或有凍脹的可能時(shí)，應(yīng)在墻背和填料之間采用透水性材料設(shè)置豎向排水層，在透水性材料的頂部和底部采用膠泥等材料設(shè)置隔水層[8]。

(23)臨近墻背1m范圍內(nèi)禁止大型機(jī)械設(shè)備作業(yè)，應(yīng)采用蛙式打夯機(jī)對(duì)填土壓實(shí)。

(24)盡量避開(kāi)雨季和低溫天氣施工。

1.2 質(zhì)量檢測(cè)方法

漿砌片石擋土墻施工是工程建設(shè)上的隱蔽工程，其質(zhì)量檢測(cè)難度較大，目前應(yīng)用于漿砌片石擋土墻質(zhì)量檢測(cè)的方法主要有彈性波反射頻譜分析法[10]、瑞利面波法、彈性波速法[11]。

2 病害表現(xiàn)及處理措施

2.1 病害表現(xiàn)

通過(guò)查閱相關(guān)資料，漿砌片石擋土墻的病害主要表現(xiàn)形式為以下幾點(diǎn)：

(1)泄水孔堵塞，表現(xiàn)為墻后填土潮濕，但泄水孔卻長(zhǎng)期不出水。

(2)沉降縫不垂直或者內(nèi)部有石塊交錯(cuò)形成假縫。

(3)勾縫砂漿成塊或者成條脫落。

(4)漿砌片石擋土墻表面凹凸不平，甚至出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)。

(5)漿砌片石擋土墻出現(xiàn)滑移，水平位移表現(xiàn)為上、下基本一致，相鄰擋土墻之間出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)。

(6)漿砌片石擋土墻出現(xiàn)傾斜，水平位移表現(xiàn)為“上大下小”[5]。

(7)漿砌片石擋土墻出現(xiàn)較大沉降。

2.2 處理措施

根據(jù)以上病害形式，對(duì)應(yīng)的處理措施如下：

(1)用桿狀物件清除泄水孔的堵塞物，條件允許時(shí)挖開(kāi)擋墻，重新設(shè)置反濾層，對(duì)反濾材料外包濾布。

(2)拆除或者破碎影響沉降的塊石，否則應(yīng)拆除重砌。

(3)清除松散剝落的勾縫砂漿，重新勾縫。

(4)個(gè)別影響平整度的片石可以進(jìn)行表面加工，大面積凹凸不平嚴(yán)重影響外觀質(zhì)量的應(yīng)該拆除并重新砌筑。

(5)挖開(kāi)墻后填土，重新分層填筑壓實(shí)，必要時(shí)采用穩(wěn)定土，條件允許時(shí)可增加墻前填土高度，用以抵抗部分墻后土壓力。

(6)出現(xiàn)大幅度傾斜應(yīng)當(dāng)查明原因(墻后填土密實(shí)度不夠，減小填料內(nèi)摩擦角造成土壓力增大、墻身斷面設(shè)計(jì)不合理、排水不良、強(qiáng)度未達(dá)到時(shí)一次性砌筑過(guò)高、墻后回填過(guò)早)后拆除重砌。倘若為基礎(chǔ)問(wèn)題，可以增大基礎(chǔ)截面，設(shè)置樁基[5]。

(7)沉降較大的擋土墻應(yīng)拆除后加固地基重砌擋土墻，注意擋土墻的結(jié)構(gòu)斷面尺寸設(shè)計(jì)，應(yīng)力求恒載作用下底面壓力分布較為均勻[12]。

3 加固方法

3.1 支護(hù)樁加固法

在漿砌片石擋土墻的墻后設(shè)置一排支護(hù)樁，適用于墻體較為完好，墻前無(wú)加固空間，墻身傾斜的情況。

3.2 格構(gòu)梁錨桿加固法

在漿砌片石擋土墻的表面設(shè)置格構(gòu)梁，并采用錨桿加固(張拉預(yù)應(yīng)力)。該法適用于路塹邊坡，墻后為原狀土的情況。G50滬渝高速公路某路段[13]的漿砌片石擋土墻出現(xiàn)變形和鼓脹病害后即采用該法進(jìn)行加固，浙江S228省道K11+056～K11+116路段[14]的漿砌片石擋土墻加固采用類似方法加固。

3.3 (局部)增大截面加固法

在漿砌片石擋土墻的墻前加厚墻身截面，適用于墻前有足夠空間的情況，施工最簡(jiǎn)單，可以有效增強(qiáng)擋土墻的抗滑移和抗傾覆能力[15]。除了擋土墻通長(zhǎng)增大截面以外，也可在加寬基礎(chǔ)后每隔一段距離設(shè)置一面支撐墻，支撐墻的厚度和間距需要計(jì)算確定[12]。

3.4 預(yù)應(yīng)力錨索型鋼雙排樁加固法

將雙拼工字鋼與綴板焊接成一個(gè)整體作為型鋼雙排樁，插入土體深度0.5m以上，與墻前澆筑的鋼筋混凝土緊密連接，在樁身上安裝錨具、錨鐵承壓板、斜鐵蓋板、斜鐵，錨索采用4S15.2鋼絞線穿過(guò)墻身進(jìn)入土體，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后張拉錨索，型鋼雙排樁之間掛鋼筋網(wǎng)，與墻身緊貼，噴射細(xì)石混凝土[16]。內(nèi)蒙古鄂爾多斯市某城郊公路的路塹邊坡?lián)鯄床捎么朔N方法加固。

3.5 重力式抗滑墩小導(dǎo)管注漿加固法

在漿砌片石擋土墻前設(shè)置寬度為1.5m的抗滑墩，抗滑墩間距3.0m，抗滑墩之間設(shè)置30cm×40cm鋼筋混凝土框架梁相連，并在框架梁的交點(diǎn)和兩側(cè)各1.0m的位置設(shè)置壓漿孔。抗滑墩和框架梁澆筑完畢后，對(duì)墻后松軟土體采用小導(dǎo)管注漿。廣東深圳某高速公路YK52+104位置處的擋土墻加固即采用重力式抗滑墩小導(dǎo)管注漿加固法[17]。

4 結(jié)語(yǔ)

漿砌片石擋土墻在公路工程上應(yīng)用極為廣泛，而施工隊(duì)伍的砌筑水平參差不齊，文中詳細(xì)論述了漿砌片石擋土墻的質(zhì)量控制要點(diǎn)和病害處理方法，旨在提高漿砌片石擋土墻的整體建造水平，同時(shí)為已經(jīng)出現(xiàn)病害苗頭的漿砌片石擋土墻提供養(yǎng)護(hù)加固的建議，供廣大技術(shù)人員參考。