探究公路工程中的擋土墻加固施工技術(shù)

鄭正富

摘 要：隨著國(guó)內(nèi)外公共基礎(chǔ)建設(shè)的大面積開展，路基建設(shè)過(guò)程中及施工完成后公路的安全性和穩(wěn)固性越來(lái)越重要，如何解決路基兩側(cè)滑坡隱患尤為關(guān)鍵。擋土墻技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了這一問題，大大提升路基兩側(cè)土體的穩(wěn)定性，保障公路施工質(zhì)量及安全性。本文從擋土墻的分類及特點(diǎn)入手，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)提煉擋土墻加固施工的技術(shù)要點(diǎn)，并探討其在公路工程中的重要意義。

關(guān)鍵詞：擋土墻加固技術(shù);公路工程;技術(shù)要點(diǎn);實(shí)際應(yīng)用

0 引言

在公路工程施工過(guò)程中， 擋土墻加固施工是保證公路地基穩(wěn)定的必要技術(shù)手段，能夠通過(guò)自身作用支撐山坡土體以及路基填土使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，增強(qiáng)路堤邊坡穩(wěn)固程度，進(jìn)而保證公路施工過(guò)程的順利進(jìn)行。擋土墻還能減少土石方工程量和占地面積，防止水流長(zhǎng)時(shí)間沖刷造成路基損壞，對(duì)路基起到保護(hù)作用，為公路施工質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 擋土墻作用原理概述

公路工程施工過(guò)程中，滑坡問題對(duì)于地基穩(wěn)定性威脅極大。邊坡是具有一定坡度地形的斜坡式地質(zhì)狀態(tài)，為公路地基兩側(cè)常見地質(zhì)形態(tài)，其力學(xué)脅工地施工人員的生命以及財(cái)產(chǎn)安全。目前針對(duì)滑坡問題，主要有抗滑和減滑兩種技術(shù)手段，抗滑包括引流排水、錨定加固、抗滑樁及擋土墻等處理方法，起到對(duì)土體施加支撐力提高其穩(wěn)定性的作用;減滑包括地表及地底引流排水、地表防水、地表防滲漏等處理方法，主要通過(guò)降低土體自身含水率，來(lái)起到土體內(nèi)部摩擦阻力，使得土體狀態(tài)趨于穩(wěn)定。

為了防止施工過(guò)程中中型及小型滑坡的發(fā)生，目前應(yīng)用最為廣泛的處理方式是抗滑防土墻。根據(jù)滑坡類型、及墻體結(jié)構(gòu)和材料的不同，防土墻有加筋式、重力式、板樁式、錨桿式及豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式等多種形式。防土墻為受支撐土體提供了一系列一定大小、方向及分布的支撐力，其作用于土體的合力能夠抵消掉坡形土體下滑的重力及推力，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定土體的效果。不同類型的滑坡，需要選擇不同的抗滑擋土墻。選取何類型的抗滑擋土墻，應(yīng)根據(jù)滑坡的性質(zhì)、類型、然地質(zhì)條件、當(dāng)?shù)氐牟牧瞎?yīng)情況等進(jìn)行綜合分析，合理布設(shè)公路工程中的擋土墻，在滿足工程需求的同時(shí)盡量降低造價(jià)成本。

2 擋土墻加固施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 擋土墻力學(xué)參數(shù)特點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，滑坡土體的殘余推力大，普遍大于主動(dòng)土壓力。剛性較高的中厚滑動(dòng)體的壓力分布為矩形，推力方向平行于滑動(dòng)面，合力作用點(diǎn)位置較高，位于高于土體墻面的1/2高度。為滿足擋土墻防滑穩(wěn)定的需求，墻面坡度一般設(shè)置為1：0.3～1：0.5范圍內(nèi)，最低可至1：0.75～1：1坡度。為了提高擋土墻底部的防滑能力，常將其基底做成倒坡或鋸齒狀。此外，安裝墻壁后可以在墻后設(shè)置1 m～2 m厚度的支撐平臺(tái)，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固穩(wěn)定，以防翻倒。

2.2 擋土墻施工設(shè)計(jì)原則

擋土墻的施工設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體分析及確定，一般遵循以下幾點(diǎn)原則： （1）中、小型滑坡一般將擋土墻設(shè)置在滑坡前緣;（2）多級(jí)或滑坡推力較大時(shí)需分級(jí)設(shè)置擋土墻;（3）滑坡某些部位存在穩(wěn)定巖層鎖口時(shí)可將擋土墻設(shè)置在鎖口處;（4）若滑動(dòng)面出口在路橋、建筑等重要構(gòu)筑物附近，且滑坡前緣距構(gòu)筑物存在一定距離時(shí)，應(yīng)將擋土墻盡量靠近建筑物設(shè)置，以便墻后留有余地填土加載，增加抗滑力，防止修建擋土墻的基礎(chǔ)開挖進(jìn)一步誘發(fā)滑坡體活動(dòng);（5）當(dāng)滑面出口在公路工程路塹邊坡上時(shí)，需根據(jù)地質(zhì)情況決定其設(shè)置位置?；矠橥暾麕r層時(shí)采用上擋下護(hù)，若滑床為破碎巖層，不宜在其上設(shè)置基礎(chǔ)，則將擋土墻設(shè)置于坡腳下方土層穩(wěn)定區(qū)域。

如圖1所示為實(shí)際施工過(guò)程中擋土墻設(shè)計(jì)案例，在此情況下，鎖口處以下部分滑體另作處理，或另設(shè)抗滑擋土墻等整治工程。

3 擋土墻加固施工技術(shù)在實(shí)際公路工程中應(yīng)用

擋土墻加固施工過(guò)程通常有勘察測(cè)量、明挖基坑、墻體砌筑（基礎(chǔ)、墻身、排水管、回填）等幾個(gè)步驟。在某二級(jí)公路擋土墻施工案例中，其工程量為510.6 m3，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況條件選用仰斜式路堤擋土墻模式。在擋土墻加固施工中注意以下要點(diǎn)：

3.1 測(cè)量與標(biāo)識(shí)

根據(jù)公路工程里程數(shù)、施工規(guī)模和土層含水情況，計(jì)算基準(zhǔn)線控制點(diǎn)及基坑開挖控制點(diǎn)的坐標(biāo)值并以上白灰標(biāo)識(shí)。

3.2 開挖基坑及清理

基礎(chǔ)挖掘需用挖掘機(jī)配合人工，最好在專門人員的指揮下，一段一段地依次開溝。如果基礎(chǔ)開挖高出機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)高度10 cm，則應(yīng)重新進(jìn)行測(cè)量和安裝。開挖正確無(wú)偏差時(shí)，工人先清理基底確?；追鲜┕ひ?，并按相應(yīng)規(guī)范隨時(shí)排除坑內(nèi)積水。擋土墻基底采用5%水泥換填約1 m深度，且需保證換填后基底承載力高于或約等于250 kPa。地基換填逐層置換、逐層檢測(cè)，只有在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的情況下，才能進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

3.3 砌筑墻體

在砌筑擋土墻墻體過(guò)程中，如果混凝土自由下落高度超過(guò)2 m，必須調(diào)整下落管，防止?jié)仓^(guò)程中出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象，影響澆筑物強(qiáng)度和穩(wěn)定性?；炷翍?yīng)水平分層澆筑，每層30 cm。嚴(yán)禁罐車直接傾倒，以防模板受到?jīng)_擊而膨脹。內(nèi)置式振搗器的移動(dòng)距離不應(yīng)超過(guò)振搗器作用半徑的1.5倍，內(nèi)置式振搗器在下部混凝土中的深度應(yīng)為50 mm～100 mm，與側(cè)殼的距離應(yīng)為50 mm～100 mm。

此外，嚴(yán)禁用振動(dòng)臺(tái)振搗混凝土，避免其與模板、鋼筋等預(yù)埋件碰撞?；炷琳駬v密實(shí)后，人工向內(nèi)添加片狀石板，石板與模板的距離需≥15 cm，石板間距離需≥10 cm，務(wù)必使其平鋪均勻。及時(shí)用混凝土拌合料覆蓋石板并振搗均勻。分段墻身混凝土澆筑時(shí)，必須將預(yù)埋鋼筋安裝在混凝土表面，以便于支模時(shí)鋼筋的焊接。若擋土墻分段澆筑，則應(yīng)按規(guī)范設(shè)置公稱直徑100 mm的PE排水管，按照上下左右各2 m間距進(jìn)行排布固定，最低一排排水管底線離地約30 cm。進(jìn)水位置應(yīng)用透水土工布覆蓋，以防排水過(guò)程中填料中的細(xì)顆粒流失，造成墻后填料結(jié)構(gòu)失穩(wěn)進(jìn)而引起坍塌。排水管長(zhǎng)度尺寸的確定需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量和計(jì)算，并根據(jù)設(shè)計(jì)和傾斜角度切割末端，以確保管道末端與模板緊密連接。澆筑混凝土層前，必須在進(jìn)水端套上半透明的土工布，用塑料薄膜包裹，然后用繩索將管道周圍綁牢;出水口的端部必須用纖維袋堵住，或填充其他材料物體，使其在混凝土澆筑過(guò)程中能夠得到保護(hù)。如果排水管埋件附近有混凝土圍護(hù)結(jié)構(gòu)，則應(yīng)將PE管放置在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑦M(jìn)行最終處理，管道的地板必須用人造布填充并振動(dòng)壓縮。如果混凝土表面與排水管尖端間隔距離不足30 cm，則混凝土配置必須避開排水管的預(yù)埋件，以避免振搗器中斷引起的撓度對(duì)排水管穩(wěn)定性造成影響。

3.4 回填加固

當(dāng)砌筑砂漿的達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的70%，對(duì)墻體背部進(jìn)行回填處理。采用分層填筑、壓實(shí)方式，厚度控制在100 mm～200 mm范圍內(nèi)。距墻體1 m范圍內(nèi)可采用小型夯實(shí)器械進(jìn)行輔助，基坑回填的分層壓實(shí)厚度應(yīng)≤150 mm。此時(shí)也需要在擋土墻中布設(shè)泄水孔，而且在其墻背部設(shè)置50 cm 厚的袋裝砂礫反濾層，以排出其內(nèi)部含有水分，提升其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

公路工程施工中可選用的擋土墻類型種類繁多，需根據(jù)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)不同地貌及地址條件選用針對(duì)性的擋土墻，加強(qiáng)施工技術(shù)要點(diǎn)管控，以確保其施工質(zhì)量。在突發(fā)性滑坡發(fā)生時(shí)必須進(jìn)行快速有效的治理，而要控制大型、復(fù)雜、在短時(shí)間內(nèi)不能準(zhǔn)確確定類型的滑坡時(shí)就需要進(jìn)行全面、綜合的設(shè)計(jì)與規(guī)劃方法，兼顧滑坡穩(wěn)定性與工程造價(jià)成本。在施工初期需提高對(duì)于擋土墻施工的重視程度，建立建全適當(dāng)?shù)呐潘到y(tǒng)，加強(qiáng)日常加固及土體隔水措施，全方位保障公路施工過(guò)程的安全性和穩(wěn)定性。

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