扶壁式擋土墻倒塌事故實例分析

盧文浩 章光杰 陳 煒

(浙江大合檢測有限公司，浙江 杭州 311100)

0 引言

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(gòu)造物，在邊坡工程防護中應(yīng)用非常廣泛。按結(jié)構(gòu)特點可分為重力式擋土墻、錨定式擋土墻、薄壁式擋土墻、加筋土擋土墻等類型。其中薄壁式擋土墻是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括懸臂式和扶壁式兩種主要型式。懸臂式擋土墻由立壁和底板組成，有三個懸臂，即立壁、趾板和踵板。當(dāng)墻身較高時，可沿墻長一定距離立肋板(即扶壁)聯(lián)結(jié)立壁板與踵板，從而形成扶壁式擋墻。

浙江省某扶壁式擋土墻建造于2012年，場地面貌為低山殘丘及坡積裙地貌。擋土墻前側(cè)坡腳為某學(xué)校的圍墻，后側(cè)坡頂為某在建的住宅區(qū)。2015年1月2日學(xué)校的改擴建工程開始用地三通一平施工，在學(xué)校的圍墻內(nèi)場地進行了土方開挖。2015年2月28日，在連續(xù)幾天的大雨后，中間一段擋土墻向前倒塌，滑坡土體及破壞后的擋墻墻身等沿地勢沖垮學(xué)校圍墻，翻倒進學(xué)校圍墻內(nèi)場地，所幸當(dāng)時正是春節(jié)假期，未造成人員傷亡。

1 現(xiàn)場情況調(diào)查與檢測

1.1 現(xiàn)場擋土墻倒塌情況

倒塌的擋土墻高度為4.8 m，擋土墻倒塌后底板朝后，墻頂朝前，倒塌前擋土墻墻頂?shù)孛嬗写罅抗こ潭淹?，高度?.5 m，擋土墻與前方學(xué)校的圍墻距離1 m。圍墻內(nèi)場地放坡開挖施工開挖深度約2.3 m，開挖位置距離圍墻最近處為1.5 m。

擋土墻倒塌正立面圖、側(cè)面圖，坡腳開挖圖見圖1～圖3。

1.2 擋土墻構(gòu)件截面尺寸

經(jīng)開挖，現(xiàn)場采用卷尺對擋土墻構(gòu)件截面尺寸進行測量，結(jié)果表明擋土墻高度、立壁厚度、趾板寬度符合設(shè)計要求，但踵板寬度小于設(shè)計值，底板厚度小于設(shè)計值。擋土墻踵板寬度實測為1 020 mm，設(shè)計為1 100 mm，底板厚度實測為410，設(shè)計為500。

1.3 擋土墻混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋布置情況

現(xiàn)場采用鋼筋掃描儀對擋土墻鋼筋配置檢測，檢測結(jié)果表明擋土墻立壁和底板的主筋直徑小于設(shè)計值，肋板的主筋直徑符合設(shè)計值，主筋規(guī)格和間距符合設(shè)計要求。立壁的主筋實測為14 mm，設(shè)計為16 mm，底板主筋實測為22 mm，設(shè)計為25 mm，肋板主筋實測為20 mm，設(shè)計為20 mm。

1.4 擋土墻材質(zhì)強度

依據(jù)《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》，采用取芯機對倒塌的擋土墻立壁共取3個芯樣，根據(jù)檢測結(jié)果，擋土墻混凝土強度符合設(shè)計C30要求。

1.5 擋土墻排水情況

現(xiàn)場測量擋土墻布置泄水孔管徑70 mm，橫向間距3 000 mm，縱向間距2 200 mm。經(jīng)開挖勘察，該擋土墻未按要求設(shè)置無紡布—卵石反濾層，泄水孔管徑與設(shè)計不符(設(shè)計要求管徑為100 mm)，擋土墻墻頂?shù)孛嫖醋鲇不浪幚?，地表未按?guī)范要求布設(shè)排水設(shè)施，未設(shè)置截水溝、排水溝、跌水與急流槽等，擋土墻背部填土較為松散，均未做壓實處理。

1.6 對擋土墻進行復(fù)核驗算

根據(jù)對擋土墻的外形尺寸、填土高度、原土的檢測勘察資料，采用理正擋土墻計算軟件對該擋土墻的穩(wěn)定性和安全性進行驗算。滑動穩(wěn)定性驗算結(jié)果表明，滑移力=61.565 kN，抗滑力=72.688 kN，故滑移驗算不滿足:Kc=1.181≤1.300。傾覆穩(wěn)定性驗算結(jié)果表明，傾覆力矩=71.319 kN·m，抗傾覆力矩=256.139 kN·m，故傾覆驗算滿足:K0=3.591>1.500。偏心距與地基應(yīng)力驗算結(jié)果表明，作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=-0.024≤0.560 m，墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應(yīng)力=67.440≤360.000 kPa，墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應(yīng)力=76.783≤390.000 kPa，地基平均承載力驗算滿足:壓應(yīng)力=72.111≤300.000 kPa。從驗算結(jié)果可知，該擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求，其余均滿足規(guī)范要求。

2 倒塌原因分析

綜合對地質(zhì)情況、勘查報告、設(shè)計資料、施工資料和現(xiàn)場情況調(diào)查的分析，擋土墻倒塌原因為：

1)土方開挖施工方面的原因：根據(jù)現(xiàn)場情況，學(xué)校土方開挖位置距離擋土墻較近，對擋土墻底部持力土層有擾動，并且開挖使擋土墻基礎(chǔ)存在臨空面，在雨水侵蝕下，土壤臨空面易塌方；

2)擋土墻施工方面的原因：擋土墻部分截面尺寸、鋼筋配置、擋土墻頂部堆積的較高填土均與設(shè)計不符，根據(jù)計算分析擋土墻的抗滑移驗算不滿足要求。

墻后填土未作分層壓實處理，工程地表未做硬化，未布設(shè)排水設(shè)施。墻背未做濾水和隔水層，只虛設(shè)排水孔，未按設(shè)計要求做好墻后排水。在連續(xù)降雨后，擋土墻后填土浸水，造成主動土壓力變大，土體抗剪強度變低，導(dǎo)致傾覆力矩變大并進一步削弱了擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性，引發(fā)擋土墻倒塌。

3 結(jié)語

擋土墻倒塌事故雖然經(jīng)常發(fā)生，但在做好擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，嚴格控制擋土墻的施工質(zhì)量，做好排水措施，防止在擋土墻頂部隨意大量堆積填土，避免在墻底附近坡腳土方開挖產(chǎn)生臨空面，當(dāng)采取以上合理、可行的措施后，可以保證擋土墻安全。

參考文獻：

[1] GB 50330—2013,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50007—2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[3] 殷宗澤.土力學(xué)與地基[M].北京：中國水利水電出版社，1999.