衡重式擋土墻地基承力不足的設(shè)計(jì)與施工方法

吳翔，秦鵬一，王興洲，張杰，黃鵬睿

（核工業(yè)井巷建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江湖州 313000）

0 引言

在山區(qū)公路工程建設(shè)中，擋土墻的修建起到至關(guān)重要的作用[1]。本文主要分析在山區(qū)沿海公路中，衡重式擋土墻地基承載力滿足不了設(shè)計(jì)要求，并且在地基基坑緊靠臨海斜坡的情況下，衡重式擋土墻繼續(xù)施工的方法[2]。通過(guò)增設(shè)衡重式擋土墻擴(kuò)大鋼筋混凝土基礎(chǔ)及基礎(chǔ)斜拉錨桿，順利完成了該段衡重式擋土墻施工，且擴(kuò)大的基礎(chǔ)以及擋土墻墻身無(wú)裂縫，幾乎無(wú)沉降位移[3]。可為同類工程施工提供參考。

1 工程概況

該工程位于福建省霞浦縣，該區(qū)域平均氣溫在16℃～19℃之間，春季雨水相對(duì)豐富，夏季臺(tái)風(fēng)較多，冰凍天氣相對(duì)較少，受海洋氣候影響比較明顯，呈現(xiàn)出典型的季風(fēng)氣候特點(diǎn)。該擋土墻地基基坑存在兩個(gè)問(wèn)題：（1）地基巖層破碎，地基承載力滿足不了設(shè)計(jì)承載力要求；（2）擋墻基坑外邊緣靠臨海斜坡，內(nèi)邊緣靠山體?？傮w上施工難度較大，施工現(xiàn)場(chǎng)影像見圖1。

圖1 施工現(xiàn)場(chǎng)影像照片（方框?yàn)閾跬翂A(chǔ)分部位置）

2 施工方案的選擇

在擋土墻基坑挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對(duì)地基基坑的方位以及承載力進(jìn)行測(cè)量 （采用動(dòng)力觸探的方式，對(duì)地基承載力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試），該段擋土墻的全墻高為15m，設(shè)計(jì)承載力為450kPa，基礎(chǔ)的寬度正好與設(shè)計(jì)值相同，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試地基承載力為430kPa，與設(shè)計(jì)值比較接近。由于該段擋土墻臨海，基礎(chǔ)巖石狀況比較破碎，基坑底部比海平面高4.0m，如果按照設(shè)計(jì)圖紙施工，擋土墻的外緣邊線將緊靠臨空面，存在較大的安全隱患，因此選擇兩種施工方案，分別對(duì)該段擋土墻的施工進(jìn)行探討。

第一種方案：擋土墻基坑繼續(xù)往下挖1.5m。在該基坑基礎(chǔ)之上，往下挖1.5m，下部為未完全風(fēng)化的巖層，地基承載力能夠滿足設(shè)計(jì)承載力的要求，但是需要面臨的問(wèn)題是：（1）機(jī)械繼續(xù)開挖該段擋墻基礎(chǔ)有較大困難，且存在機(jī)械施工安全隱患；（2）如果按照該方法下挖，在擋墻澆筑過(guò)程中，混凝土的澆筑存在較大困難，成品質(zhì)量和安全難以保證；（3）臨海區(qū)域，在夏季經(jīng)常出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)、暴雨等天氣，擋土墻基坑底部與海平面更為接近，后期使用時(shí)，可能會(huì)存在很大的安全隱患[4]。該種方案的優(yōu)點(diǎn)：（1）擋土墻外邊線不會(huì)緊靠臨海斜坡面，成品安全系數(shù)相對(duì)較高；（2）擋土墻基坑地基承載力完全能夠滿足設(shè)計(jì)承載力的要求。

第二種方案：擋土墻基坑繼續(xù)往下挖0.5m。同時(shí)，在臨海斜坡面上人工開挖臺(tái)階，將該段擋墻基坑挖成階梯狀，為增強(qiáng)擋土墻地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度，增設(shè)鋼筋籠，擴(kuò)大擋土墻基礎(chǔ)。該種方案的優(yōu)點(diǎn)：（1）擋土墻基坑的開挖難度大大降低，混凝土澆筑質(zhì)量會(huì)有所提升，同時(shí)在施工過(guò)程中，安全得到較好的保證；（2）下挖0.5m，地基承載力可以滿足設(shè)計(jì)承載力的要求；（3）增設(shè)擴(kuò)大鋼筋混凝土基礎(chǔ)，能避免擋土墻外邊線緊靠臨海斜坡面，在海的一側(cè)，會(huì)留有足夠的支擋空間。但是該種方案存在的問(wèn)題是：增設(shè)鋼筋籠和基礎(chǔ)斜拉錨桿會(huì)增加施工成本，同時(shí)延誤工期。

因此，綜合對(duì)比兩種施工方案，結(jié)合安全、質(zhì)量、成本和進(jìn)度各項(xiàng)因素（由于該段擋土墻不在該項(xiàng)目施工的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，對(duì)工期影響甚?。x擇第二種方案作為該段擋土墻最終的施工方案。

3 施工方案的具體實(shí)施

3.1 基坑開挖

在對(duì)該段擋土墻基坑繼續(xù)往下挖0.5m之后，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)基坑的方位以及地基承載力進(jìn)行測(cè)試，基坑的尺寸大小以及方位滿足設(shè)計(jì)要求，但是擋土墻外邊線距離臨海斜坡面只有25cm，地基承載力為490kPa，能夠滿足設(shè)計(jì)承載力的要求。同時(shí)，人工對(duì)臨海斜坡面進(jìn)行臺(tái)階式開挖，目的是為了增大擋土墻基礎(chǔ)，提高擋土墻安全穩(wěn)定性。

3.2 錨桿安裝

在基坑開挖完畢之后，對(duì)基礎(chǔ)增設(shè)的錨桿進(jìn)行布置：首先，在基礎(chǔ)范圍內(nèi)按照1.5m的間距增設(shè)長(zhǎng)9m、型號(hào)為32的錨桿，基礎(chǔ)范圍內(nèi)上下增設(shè)兩排，按照梅花型布置，以15°的傾斜角安裝，錨桿尾部50cm，彎成L型與鋼筋籠進(jìn)行焊接，使用M10的砂漿進(jìn)行填充加固。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)錨桿抗拉拔試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)錨桿完全符合設(shè)計(jì)要求。

3.3 擴(kuò)大基礎(chǔ)鋼筋籠布置

為增加擋土墻擴(kuò)大基礎(chǔ)的強(qiáng)度，在擴(kuò)大基礎(chǔ)中增設(shè)鋼筋籠，鋼筋布置方式見圖2。

圖2 鋼筋混凝土鋼筋布置方式簡(jiǎn)圖（左：臺(tái)式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖，右：基礎(chǔ)底面配筋圖）

3.4 模板安裝及混凝土澆筑

將基礎(chǔ)錨桿和鋼筋籠安置好之后，對(duì)該擴(kuò)大基礎(chǔ)的邊界范圍以及設(shè)計(jì)的擋土墻基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)量放線，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)擋土墻基礎(chǔ)外邊線與擴(kuò)大基礎(chǔ)的外邊線有足夠的安全防護(hù)距離，為模板的安裝以及混凝土的澆筑施工提供了安全保障。

采用C20片石混凝土進(jìn)行混凝土澆筑。在混凝土澆筑的過(guò)程中，嚴(yán)格選擇砂石料的粒徑，防止大粒徑的碎石不能進(jìn)入鋼筋籠，同時(shí)，嚴(yán)格按照混凝土配合比制料。在澆筑的過(guò)程中，嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度，并按照標(biāo)準(zhǔn)充分振搗，保證密實(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

該段擋土墻施工完畢之后，對(duì)擋土墻施工過(guò)程中以及施工結(jié)束后的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)擋土墻擴(kuò)大的基礎(chǔ)以及擋土墻墻身沒(méi)有出現(xiàn)裂縫，擋土墻墻身基本沒(méi)有發(fā)生沉降位移，同時(shí)由于是在擴(kuò)大基礎(chǔ)上施工的擋土墻，表觀質(zhì)量良好。

在擋土墻基礎(chǔ)地基承載力不足以及基坑尺寸不足的情況下，增設(shè)臺(tái)階式鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)和基礎(chǔ)斜拉錨桿，能夠有效保證擋墻的施工安全以及后期的安全使用。該施工方法可為同類工程施工提供參考。