玉潭學(xué)校既有重力式擋墻加固設(shè)計(jì)實(shí)例分析

李正

摘 要：重力式擋土墻是工程建設(shè)中邊坡支護(hù)最為重要的形式之一，一旦擋土墻發(fā)生開(kāi)裂，不但加固較為困難，同時(shí)會(huì)消耗大量費(fèi)用。為了分析重力式擋墻的有效加固措施，文章主要以玉潭學(xué)校既有重力式擋墻為例，分析其加固設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士有所幫助。

關(guān)鍵詞：重力式擋土墻;加固設(shè)計(jì);工程

中圖分類(lèi)號(hào)：TU476.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）07-030-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.015

1 案例基本概況

位于臨武縣玉潭學(xué)校食堂西南面的擋墻為C20砼澆筑的重力式擋土墻，根據(jù)建設(shè)單位要求，本次擬加固擋墻長(zhǎng)約52m，擋墻頂面寬約1.5m～2m，現(xiàn)狀坡頂標(biāo)高約302m，坡腳標(biāo)高在290.5m～292.2m之間，擋墻高度在10m～14m之間，砼擋墻距食堂約12m。擋墻后素填土厚8m～11m，回填過(guò)程中未經(jīng)分層碾壓，為松散填土，砼擋墻已產(chǎn)生裂隙，發(fā)生了變形，砼擋墻坡腳未滑動(dòng)，所以需要對(duì)其實(shí)施加固處理。

2 既有重力式擋墻加固設(shè)計(jì)分析

2.1 邊坡支護(hù)方面的設(shè)計(jì)

2.1.1 設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)

按巖土工程勘察報(bào)告，各巖土層指標(biāo)如表1所示。

2.1.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型

根據(jù)現(xiàn)狀擋墻的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征以及滑坡失穩(wěn)以后的危害性，加固治理工程方案如下?？傮w方案為：對(duì)擋墻前部采取堆載反壓平臺(tái)進(jìn)行加固，既有擋墻開(kāi)裂部位進(jìn)行注漿加固處理。擋墻后側(cè)應(yīng)保持現(xiàn)狀已削方卸載后標(biāo)高，不可大范圍加載。然后在反壓平臺(tái)前端設(shè)置抗滑樁進(jìn)行支擋[1]。反壓平臺(tái)頂標(biāo)高為294.0m，平臺(tái)寬5m，采用素土夾碎石回填，應(yīng)控制壓實(shí)度不小于0.94?？够瑯稊M采用樁徑1.2m，樁間距2.2m進(jìn)行支擋，抗滑樁懸臂高度2m，樁側(cè)澆筑擋土板防止反壓平臺(tái)土體受雨水沖刷流失而影響反壓效果[1]。

2.1.3 擋墻截排水設(shè)計(jì)

根據(jù)場(chǎng)地降雨情況完善相應(yīng)的截排水系統(tǒng)，減少地表水滲入墻背土體中。完善坡頂截排水溝渠、暗溝等排水通道，確保場(chǎng)地內(nèi)的大氣降水能順暢排泄于場(chǎng)外，防止場(chǎng)內(nèi)降水大量滲入擋土墻背土體;對(duì)擋墻下部加設(shè)深層排水孔，并將埋入反壓平臺(tái)內(nèi)部的原擋墻排水孔導(dǎo)流出平臺(tái)外側(cè)。該段擋墻中部布有一根學(xué)校排水管常年排水于擋墻底部，本次加固施工時(shí)應(yīng)將該處排水孔引走。

2.2 既有擋墻反壓平臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

2.2.1 墻背主動(dòng)土壓力計(jì)算

根據(jù)甲方提供的竣工資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘探成果，既有擋墻計(jì)算斷面取最不利斷面進(jìn)行計(jì)算，現(xiàn)狀墻后填土H=13m，C=12kPa，φ=15°。

經(jīng)計(jì)算，主動(dòng)土壓力Ea=869.07（KN/m），擋墻墻高大于8m，主動(dòng)土壓力增大系數(shù)取1.2，故每延米擋墻所受主動(dòng)土壓力為：Ea=1.2*869.07=1 042.9KN。

2.2.2 新增抗力計(jì)算

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)擋墻實(shí)際狀態(tài)，現(xiàn)階段擋墻處于極限平衡臨界狀態(tài)，同時(shí)出于后期加固設(shè)計(jì)安全考慮，假定擋墻現(xiàn)階段安全系數(shù)約為0.95，則R0=0.95*S。

又由《建筑邊坡工程鑒定與加固技術(shù)規(guī)范》6.2.2條：加固設(shè)計(jì)應(yīng)滿足：

其中，ζL表示新增支護(hù)結(jié)構(gòu)抗力發(fā)揮系數(shù)（本工程取1.0）;RN表示新增支護(hù)結(jié)構(gòu)抗力;R0表示原有支護(hù)結(jié)構(gòu)有效抗力;K表示安全系數(shù);S表示支護(hù)結(jié)構(gòu)外部作用。則每延米需新增抗力RN計(jì)算如下：

RN≥（K-0.95）S=（1.3-0.95）*Ea=0.35*1042.9=365（KN）

2.2.3 擋墻前部反壓平臺(tái)設(shè)計(jì)

根據(jù)每延米需新增抗力RN=365KN，擬采用擋墻反壓臺(tái)對(duì)既有擋墻進(jìn)行防護(hù)加固，限制擋墻繼續(xù)變形。假設(shè)反壓平臺(tái)高h(yuǎn)=4m，反壓土體抗剪強(qiáng)度取綜合內(nèi)摩擦角φ=26°。

被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp=tan2（45°+φ/2），即反壓土體Kp=2.56。

經(jīng)計(jì)算，反壓平臺(tái)每延米被動(dòng)土壓力Ep=368.8（KN/m）。即對(duì)既有擋墻前部反壓土體4m高時(shí)，每延米可提供新增抗力為368.8KN>RN，滿足加固規(guī)范要求。

2.3 加固構(gòu)件施工技術(shù)要求

2.3.1 支護(hù)樁及樁頂冠梁施工技術(shù)要求

第一，樁的成孔必需嚴(yán)格按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94-2008）要求進(jìn)行施工，驗(yàn)收合格后方可澆注混凝土。

第二，控制樁位偏差，保證軸線偏差≤50mm，同時(shí)也要控制垂直度偏差≤0.5%。

第三，要確保樁鋼筋規(guī)格以及數(shù)量符合設(shè)計(jì)規(guī)定。對(duì)于主筋來(lái)說(shuō)，要控制搭接長(zhǎng)度≥10d，并且要確保相鄰接頭錯(cuò)開(kāi)35d，同時(shí)要確保同個(gè)截面接頭面積≤50%。另外，鋼筋籠所用鋼筋控制也是非常重要的，對(duì)于主筋來(lái)說(shuō)一定要保證其間距偏差<±10mm，并且要確保其保護(hù)層厚度≥50mm，而箍筋間距的偏差≤±20mm?？偟膩?lái)說(shuō)，鋼筋籠整體直徑偏差控制在±10mm之內(nèi)，長(zhǎng)度偏差控制在±50mm之內(nèi)。

第四，為了保證施工質(zhì)量，在冠梁施工之前一定要將頂部浮漿徹底清除，同時(shí)也要保證樁頂出露鋼筋長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

2.3.2 反壓平臺(tái)施工技術(shù)要求

根據(jù)勘查資料顯示，該擋墻天然狀態(tài)處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，飽和狀態(tài)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，擋墻隨時(shí)有滑移可能，為增加坡體整體穩(wěn)定性并有利于抗滑樁施工，對(duì)擋墻底部進(jìn)行坡腳反壓[2]，反壓體頂標(biāo)高為294.0m，平臺(tái)寬5m，采用素土夾碎石進(jìn)行壓實(shí)，確保壓實(shí)度不低于0.94?，F(xiàn)狀擋墻底部臨時(shí)反壓的土體，若壓實(shí)系數(shù)不滿足要求，應(yīng)重新壓實(shí)，否則無(wú)法提供有效的抗力。在開(kāi)挖施工時(shí)，應(yīng)分段逐步施工，防止因開(kāi)挖臨時(shí)反壓土體而造成邊坡失穩(wěn)。平臺(tái)側(cè)面應(yīng)按1 ： 1.5坡率放坡填筑，確保側(cè)面坡體穩(wěn)定。為防止雨水沖刷，后期應(yīng)對(duì)反壓平臺(tái)側(cè)面及頂部進(jìn)行植綠保護(hù)。

2.3.3 擋土板施工

第一，主要設(shè)計(jì)參數(shù)及材料要求：

鋼筋網(wǎng)：樁間擋土板鋼筋網(wǎng)片采用雙層筋φ8@200×200、上部板肋式錨桿擋墻鋼筋網(wǎng)片采用雙層筋φ12@200×200綁扎而成，為了保證鋼筋網(wǎng)的質(zhì)量，一定要保證每一邊搭接長(zhǎng)度≥300mm。另外，為了提升鋼筋網(wǎng)的強(qiáng)度，可以在錨頭區(qū)域設(shè)置加強(qiáng)鋼筋（一般橫、縱方向各2根），鋼筋網(wǎng)與加強(qiáng)筋需綁扎固定。

現(xiàn)澆砼：此工程采用42.5#普通硅酸鹽水泥即可，要控制細(xì)骨料的模數(shù)在2.5以上，并且保證骨料粒徑≤10mm。澆筑混凝土厚度為300mm，混凝土強(qiáng)度不小于C25。

泄水孔：泄水孔孔徑110mm，孔內(nèi)填充中粗砂，孔距2.5m，呈矩形布設(shè)。特別是在滲水裂隙面位置，需沿裂隙面走向布置泄水孔，并適當(dāng)加密（孔距0.5m～1.0m）。

第二，施工流程?；炷翉?qiáng)度為C25，厚度為30cm，按要求鋼筋制安，分段支模板，混凝土澆筑。混凝土施工流程如下：

掛網(wǎng)：將Φ12@200×200mm鋼筋網(wǎng)掛上，每隔3m布置直徑Φ16（Ⅱ級(jí)）鋼筋作為加強(qiáng)筋，將加強(qiáng)筋和錨桿（索）焊接在一起[2]。

裝模：鋼筋網(wǎng)掛好后，分段支模。

澆筑：澆筑C25混凝土，并按要求振搗密室。

第三，施工技術(shù)要求：

為了保證鋼筋網(wǎng)的質(zhì)量，在編制之前需要徹底除去鋼筋表面的鐵銹，在搭接時(shí)（搭接長(zhǎng)度≥20d）要保證不同層之間的位置錯(cuò)開(kāi)。通過(guò)隔點(diǎn)式焊接鋼筋網(wǎng)交點(diǎn)，并且通過(guò)焊接方式將鋼筋網(wǎng)和錨桿連接固定。

為了確?；炷翝仓|(zhì)量，在其終凝之后2h開(kāi)始，需要實(shí)施噴水養(yǎng)護(hù)，之后14天范圍內(nèi)一定要確保其處在濕潤(rùn)狀態(tài)。

混合料配比控制非常關(guān)鍵，為了保證擋土墻的加固質(zhì)量，要嚴(yán)格控制混合料配比，一般水灰比設(shè)定為0.4，將水泥、砂、石按照重量比1：2：2的比例混合，水泥采用普通的42.5號(hào)硅酸鹽水泥即可，砂子要應(yīng)用中粗砂，對(duì)于細(xì)度模數(shù)進(jìn)行控制（≤2.5），同時(shí)要控制石子最大粒徑≤15mm?？梢酝ㄟ^(guò)強(qiáng)制性攪拌機(jī)進(jìn)行混合料的攪拌，有效控制混合料的相應(yīng)參數(shù)（主要包括初終凝時(shí)間、送檢測(cè)定強(qiáng)度、安定性等），合格后才可使用。除此之外，擋土墻加固施工所用水也要保持潔凈度，要控制其pH值<4，不能采用高鋁水泥[3]。

送漿達(dá)到強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按規(guī)范要求對(duì)錨桿（索）抽樣進(jìn)行抗拔試驗(yàn)。

2.3.4 泄水孔

為了保證積水能夠及時(shí)泄掉，需要在孔內(nèi)部埋設(shè)φ110mm的PVC管，并且在樁側(cè)設(shè)置間距為2.5m的矩形泄水孔，一般情況下要保證泄水孔出口底側(cè)超過(guò)地面或者常水位25cm，同時(shí)要設(shè)置成3%～4%的坡度，以便控制泄水孔進(jìn)口下側(cè)各個(gè)排水管出口低于進(jìn)水口。另外，要確保PVC管高于構(gòu)造物背部20cm～30cm左右，并且一定要保證泄水孔能夠貫穿混凝土厚度，為了避免水體雜質(zhì)堵塞，需要在后側(cè)設(shè)置過(guò)濾層[3]。對(duì)于外露泄水孔要進(jìn)行嚴(yán)格控制，要遵照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)置，避免發(fā)生高低差異、間距不一的問(wèn)題。反壓土體回填時(shí)，應(yīng)同步埋排水孔（接原擋墻泄水孔），同時(shí)泄水管周邊0.5m區(qū)域采用級(jí)配碎石回填，從而形成排水盲溝，防止擋墻部位泄水孔直接埋入土體而導(dǎo)致反壓土體持續(xù)泡水。

3 結(jié)語(yǔ)

文章主要以玉潭學(xué)校既有重力式擋墻為例，分析了加固設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容，重點(diǎn)從邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)、既有擋土墻反壓平臺(tái)設(shè)計(jì)、加固構(gòu)件施工等多方面進(jìn)行了闡述。希望通過(guò)文章的介紹，能夠?qū)︻?lèi)似工程擋土墻加固設(shè)計(jì)提供一定的參考和幫助。

參考文獻(xiàn)

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