懸臂式擋土墻糾偏辦法探討

王金祥

（中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司，北京 100142）

1 擋土墻介紹

近年來(lái)，在市政道路工程建設(shè)中，全互通立交橋、主干道高架橋以及下穿通道已經(jīng)成為一座城市的名片，連接它們與土基道路的“紐帶”即擋土墻如影隨行。

擋土墻分為重力式擋土墻、扶壁式擋土墻、錨桿式擋土墻、加筋擋土墻以及懸臂式擋土墻等。為了適應(yīng)不同地區(qū)的建筑條件（如地基、料源、地形等）和不同的使用要求（如建筑高度、穩(wěn)定性等），市政道路工程中主要采用懸臂式擋土墻，其具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、墻身斷面較小、自身質(zhì)量較輕、施工方便、能適應(yīng)承載力較低的地基、墻高一般在6m以內(nèi)諸多優(yōu)點(diǎn)。

但是，市政道路工程中有很多在建或現(xiàn)狀的懸臂式擋土墻發(fā)生了或多或少的傾偏，影響工程順利進(jìn)行及人們的交通出行，擋土墻糾偏辦法探究刻不容緩。

2 懸臂式擋土墻傾偏分析

2.1 懸臂式擋土墻受力特點(diǎn)

懸臂式擋土墻由立壁和墻底板組成，呈倒“T”字形，具有三個(gè)懸臂，即立壁、墻趾板、墻踵板。其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是依靠墻身自重和踵板上方填土的重力來(lái)保證，而且墻趾板也顯著增大了抗傾覆穩(wěn)定性，并大大減小了基底應(yīng)力。

2.2 傾偏誘因

（1）失穩(wěn)。市政道路地下管線眾多，錯(cuò)綜復(fù)雜，有時(shí)難免需要緊鄰擋土墻墻趾板布置，造成擋土墻的應(yīng)力區(qū)密實(shí)度降低，不能承受來(lái)自踵板上方填土的壓力，從而發(fā)生傾斜事故。

（2）地基不均勻沉降。擋土墻的基底處理對(duì)于擋土墻的穩(wěn)定性極其重要，在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，因設(shè)計(jì)缺陷、填料質(zhì)量不合格、使用的壓實(shí)機(jī)具不合理、試驗(yàn)方法不得當(dāng)?shù)纫蛩卦斐蓳跬翂滋幚砦催_(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，造成地基不均勻沉降而致使擋土墻發(fā)生側(cè)向位移。

（3）外部集中荷載。在擋土墻施工完畢后，當(dāng)外部集中荷載作用于擋土墻立壁處，由于擋土墻墻踵板上方未施加土壓力，擋土墻整體不穩(wěn)定，使其發(fā)生傾偏。

（4）墻背填土壓實(shí)度。墻踵板上方填土的質(zhì)量直接影響擋土墻的受力穩(wěn)定性，路基土方一次性回填過高或填料不合格，都會(huì)造成填土壓實(shí)度不合格，從而使填土內(nèi)出現(xiàn)潛在滑移面，在施工荷載作用下潛在滑移面極有可能發(fā)展為滑動(dòng)面，這就會(huì)給擋土墻施加很大的側(cè)壓力，造成擋土墻外移。

2.3 傾偏類型

根據(jù)擋土墻發(fā)生位移的情況一般分為傾斜、平移和傾移三種類型。

3 豎橫頂升法工藝流程

經(jīng)過分析研究擋土墻的受力特點(diǎn)、傾偏誘因及分類，它表明要使擋土墻準(zhǔn)確回歸原位，必須為其施加與原位移方向相反的作用力。為最大限度簡(jiǎn)化工藝，讓其指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，通過多次研究、論證、改進(jìn)和實(shí)踐，設(shè)計(jì)了“豎橫頂升法”施工工藝，下面詳細(xì)對(duì)其進(jìn)行論述。

3.1 卸載

考慮到踵板上方土方對(duì)于擋土墻糾偏來(lái)說屬于不利荷載，機(jī)械開挖擋土墻背面已經(jīng)填筑的路基土方。為減小橫向千斤頂?shù)捻斏枇?，同時(shí)使縱向千斤頂在頂升過程中墻踵相對(duì)保持不動(dòng)，隨著墻趾的抬升，墻體逐漸內(nèi)傾，在墻踵上方預(yù)留1m左右的土方來(lái)為其施加恒載。

3.2 布點(diǎn)

市政工程中擋土墻一般為每10m設(shè)置一道沉降縫，每節(jié)擋土墻設(shè)五個(gè)著力點(diǎn)。分為三個(gè)豎向頂升點(diǎn)和兩個(gè)橫向頂升點(diǎn)。1#、3#及6#為豎向頂升點(diǎn)，1#和5#點(diǎn)布置在擋土墻兩側(cè)，距擋土墻沉降縫0.8m，3#點(diǎn)布置在擋土墻節(jié)段中心線處；2#及4#為橫向頂升點(diǎn)，對(duì)稱與3#點(diǎn)布置，與3#點(diǎn)之間相距2.1m；點(diǎn)位誤差不超過5cm。

3.3 工作坑開挖

1#、3#及5#工作坑長(zhǎng)度為1m，其中漏出墻趾外側(cè)60cm，以便于人工操作，寬度為60cm，深度為自擋土墻基礎(chǔ)底面以下1.2m；2#和4#工作坑長(zhǎng)度為1.2m，寬度為60cm，深度為自擋土墻基礎(chǔ)底面以下1m。為了最大限度降低施工過程中對(duì)擋土墻地基土的擾動(dòng)，工作坑全部采用人工開挖。工作坑開挖完畢后，在工作坑四周做一道30cm高的土埂，防止雨水及施工用水灌入。

3.4 反力裝置及墊塊混凝土澆筑

3.4.1 反力裝置

1#、3#及5#工作坑安裝豎向千斤頂，反力裝置位于擋土墻基礎(chǔ)下部，其厚度為80cm，頂部預(yù)留40cm工作空間。采用C30混凝土澆筑，在混凝土頂面安裝φ12mm@100mm的鋼筋網(wǎng)片，防止混凝土局部受壓開裂，振搗密實(shí)，表面抹平，養(yǎng)生。

2#和4#工作坑安裝橫向千斤頂，反力裝置位于擋土墻墻趾板外側(cè)，其厚度為80cm，底面距擋土墻基礎(chǔ)底30cm，便于安裝千斤頂；頂面距道路設(shè)計(jì)標(biāo)高30cm，避免后期破除；側(cè)面距擋土墻基礎(chǔ)40cm。采用C30混凝土澆筑，在靠近擋土墻基礎(chǔ)側(cè)安裝φ12mm@100mm的鋼筋網(wǎng)片，振搗密實(shí)，養(yǎng)生。

3.4.2 混凝土墊塊

在頂升完畢后，需架設(shè)臨時(shí)支墩置換千斤頂，采用200mm×200mm×200mm混凝土塊作為置換材料。

3.5 安裝千斤頂

利用回彈儀檢測(cè)反力裝置混凝土強(qiáng)度，待其強(qiáng)度達(dá)到20MPa以上后開始安裝千斤頂。采用500mm×500mm手動(dòng)液壓分體式千斤頂。安裝前必須檢查各部分是否正常，若手動(dòng)液壓泵體的油量不足時(shí)，需先向泵中加入經(jīng)充分過濾后的液壓油才能工作。

采用200mm×200mm×10mm鋼板及150mm×150mm×3mm精軋鏡面不銹鋼板作為千斤頂?shù)纳?、下墊板，防止混凝土局部受壓破壞。對(duì)于1#、3#及5#工作坑，下墊板采用兩塊200mm×200mm×10mm鋼板，上墊板采用兩塊200mm×200mm×10mm鋼板和兩塊150mm×150mm×3mm精軋鏡面不銹鋼板。鏡面不銹鋼板與鋼板焊接采用奧氏體鉻鎳不銹鋼電焊條，如A102（含鉻約19%，含鎳約10%）或A202（含鉻約為18%，鎳約12%）的不銹鋼焊條滿焊，焊接牢固、刨光。兩塊精軋鏡面不銹鋼板之間均勻涂刷一層硅油，保證橫向千斤頂工作的同時(shí)，豎向千斤頂與擋土墻可以發(fā)生相對(duì)位移。緊貼擋土墻基礎(chǔ)的上鋼板涂刷一層環(huán)氧樹脂砂漿，保證其與擋土墻的有效黏結(jié)。2#與4#工作坑上下墊板均采用2塊200mm×200mm×10mm鋼板。

預(yù)頂，使反力裝置、下墊板、千斤頂、上墊板及擋土墻基礎(chǔ)緊密接觸，如圖1所示。

圖1 千斤頂安裝立面（單位：mm）

3.6 頂升

五組人員同時(shí)就位，做好準(zhǔn)備工作，現(xiàn)場(chǎng)指揮員下令開始施頂，1#、3#、5#工作坑千斤頂操作員必須同步同速下壓操作桿，使得三個(gè)著力點(diǎn)受力相對(duì)保持平衡，待擋土墻基礎(chǔ)離地1～2cm時(shí)暫停頂升；調(diào)整2#、4#工作坑橫向千斤頂，讓其保持絕對(duì)水平，操作員同步同速下壓操作桿，觀察員仔細(xì)觀察1#、3#、5#工作坑中鏡面鋼板的相對(duì)滑移情況，若發(fā)現(xiàn)千斤頂傾斜，則立即停止施頂，將傾斜的千斤頂矯正并檢查問題所在，然后再繼續(xù)頂升。

測(cè)量人員必須時(shí)刻監(jiān)測(cè)擋土墻的位移情況，若發(fā)現(xiàn)其整體抬升或混凝土開裂等情況時(shí)應(yīng)馬上向指揮員報(bào)告，指揮員應(yīng)立即下令停止施頂，檢查問題所在，處理完畢后再繼續(xù)施頂。待擋土墻回歸原位時(shí)持荷10min左右，觀察擋土墻的位移情況，如發(fā)現(xiàn)有回偏的現(xiàn)象應(yīng)立即處理，直至擋土墻趨于穩(wěn)定。

作為“豎橫頂升法”最為核心的步驟，頂升過程中必須安排專人指揮、全程監(jiān)控。千斤頂使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守主要參數(shù)中的規(guī)定，切忌超高超載，否則當(dāng)起重高度或起重噸位超過規(guī)定時(shí)，油缸頂部會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏油。

3.7 架設(shè)臨時(shí)支墩

擋土墻回歸原位且趨于穩(wěn)定后，利用準(zhǔn)備好的混凝土塊及100mm×100mm×5mm鋼板架設(shè)臨時(shí)支墩。必須保證支墩與基礎(chǔ)及擋土墻底板面緊密接觸。臨時(shí)支墩架設(shè)完畢后慢慢旋松千斤頂手輪，回頂卸荷，移除千斤頂。

3.8 回填澆筑混凝土和注漿

待千斤頂移除后，馬上采用C30快凝早強(qiáng)混凝土澆筑，振搗密實(shí)，養(yǎng)生?；炷翝仓翐跬翂A(chǔ)頂面，但必須保證在道路設(shè)計(jì)標(biāo)高0.3m以下。

混凝土澆筑完12h后開始注漿，沿?fù)跬翂χ哼吘壊捎脻摽足@垂直路面干鉆成孔，孔徑30mm，間距1m，孔深至基礎(chǔ)下50cm，誤差控制在±5cm。在孔口預(yù)埋注漿接口管，并用混凝土或水泥球密封孔口，形成密封環(huán)境，確保注漿壓力。等到孔口封堵物強(qiáng)度達(dá)到4.5MPa后，可開始注漿，注漿時(shí)由低到高，由兩側(cè)向中心，并間隔跳孔注漿，注漿壓力控制在0.2～0.3MPa。

3.9 墻背回填

注漿完成24h后，立即進(jìn)行墻背土方回填。在距擋土墻1m左右范圍內(nèi)采用人工回填壓實(shí)，堅(jiān)決不允許壓路機(jī)撞擊擋土墻。分層攤鋪碾壓，直至填至路床頂。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，利用“豎橫頂升法”成功將某工程中30m因下暴雨導(dǎo)致傾偏的50m擋土墻順利糾偏，取得預(yù)期的效果，挽回了很大的經(jīng)濟(jì)損失，得到業(yè)主、監(jiān)理等相關(guān)建設(shè)單位的認(rèn)可。工程完工后，擋土墻整體順直美觀，迄今為止，擋土墻地基穩(wěn)定、路面狀況良好、無(wú)不均勻沉降。