尤法俊,陈文献
(温州市龙湾区城市东片防洪工程建设指挥部,浙江 温州 325038)
重力式挡土墙在河岸工程应用广泛,其主要依靠墙身自重抵抗土体侧向压力,保持河岸稳定性。在河岸工程中,重力式挡土墙主要采用块石、片石、混凝土预制块作为砌体,一般都做成简单的梯形。它的优点是断面形式简单、取材方便,施工难度低,经济效果好,但由于施工、监理等单位普遍对此类工程重视程度不足,导致大部分重力式挡土墙存在诸多质量问题,致使挡墙沉陷变形,出现裂缝甚至倾覆倒塌等。
在实际施工过程中,主要存在施工问题有砌体砂浆不饱满;墙后回填达不到要求;基础处理不当;排水措施不当。本文主要结合实际施工过程中存在的以上质量问题进行分析:
在实际施工过程中,经常碰到挡土墙砂浆不饱满或石块间有瞎缝(即石块直接接触),敲击砌体时可听到空洞声。砂浆不饱满致使砌体间黏结不牢,造成砌体承载力不足,抗剪强度降低,在加载、暴雨等不利因数影响下,墙体将沿着斜截面发生剪切破坏,上墙体外倾或倒塌。其主要的原因有:砌体灰缝过大,砂浆收缩后与石料脱离开形成空鼓;石料砌筑前末洒水,尤其是在高温干燥季节,造成砂浆过早失水,影响砌体的整体作用,降低砌体强度;采用不适当的砌法,如采用铺石灌浆法,致使砂浆饱满度差,或砌体的一次砌筑高度控制不严,造成一次砌筑过高,造成灰缝变形,石缝错动。
根据郎肯土压力公式(1)可知,墙后填料的内摩擦角愈大,主动土压力愈小;而填料的容重愈大,主动土压力就愈大。
式中:γ为填土的容重,kN/m3;H为挡土墙的高度,m;φ为填土的内摩擦角。
因此在设计时一般选用内摩擦角大的砂类土、碎石土。同时,挡墙设计时要求墙后按水平分层向上回填,每次回填铺料厚度不超过25~35 cm,并进行压实。在实际施工过程时,施工人员却随意采用碎石料混黏土或干脆采用淤泥质土作为回填料,没分层回填碾压。根据《工程地质手册(第四版)》温州地区淤泥质土内摩擦角一般为1°~12°,而墙后回填土设计要求一般取30°~40°,根据朗肯土压力计算前后者比值>1.8,相当于土压力增加了0.8倍,与设计工况相差太大,挡墙处于欠稳状态。另外,回填淤泥土对挡墙的排水系统不利,墙后水不及时排除,产生的静水压力将直接作用在挡墙后侧,挡墙将有失稳的危险。
温州地区软土层地基承载力较低,一般为40~50 kPa,通常需要对其进行加固处理,以提高地基强度和稳定性,降低其压缩性,从而有效的减少基础沉降和不均匀沉降。河岸挡墙工程基础形式主要采用成本低,施工方便的松木桩基础。在已完工的河岸挡土墙中发现基础产生不同程度的沉降,主要表现为挡墙墙趾与迎水面产生裂缝。分析其原因主要有①在施工准备阶段,施工单位对原材料进场未进行严格控制或为节约成本,将梢径偏小的松木桩购买进场;②在基础施工过程中,施工人员未按控制线进行施工,使得松木桩布置不均匀、间距偏大等。由上述原因,造成地基加固后的承载力分布不均匀或仍偏小,在浆砌块石的逐步加载下,地基极易产生不均匀沉降或过量沉降。
根据水力学可知,静水压力的侧压力系数为1.0,所以墙后侧静水压力将全部作用在挡土墙上,若采用挡土墙来支挡水压力,在经济上和技术上都是不可取的,因此要采取适当的措施进行排水。由此可见,挡土墙的排水系统重要性。在施工过程中往往不重视挡墙的排水措施,未按设计要求留泄水孔、排水坡度不够或如前者直接采用淤泥质土进行回填等,造成挡土墙需同时承受土压力和静水压力,造成挡土墙失稳甚至破坏。
此类施工质量问题在挡墙施工过程中普遍存在,其存在的原因主要有施工单位对挡土墙施工质量重视不足,施工管理不严,施工技术薄弱;监理单位未按监理流程执行或执行不严格。针对挡土墙施工质量问题,本文主要从管理和技术提出防治措施。
施工前必须进行施工技术交底,明确质量控制的重点、要点;施工过程中落实“三检制”,现场施工人员必须对砌筑过程中的质量进行自我检验、互检,现场质检人员、施工技术干部定时或不定时随机撬石或做插钎灌水检查,发现不符合要求的坚决进行返工。
严格按照挡土墙施工监理流程执行,现场监理人员根据监理实施细则,采取现场旁站、巡视等形式对挡土墙施工质量进行监督检查,如发现工程施工过程中不符合设计要求,监理人员必须要求施工单位进行返工。
浆砌块石挡墙施工必须采用座浆法,先铺砂浆,再砌块石,在块石砌筑前应将块石表面清洗干净,尽可能采用机械拌合砂浆,改善砂浆和易性。
根据设计要求和施工规范规定选用回填土料;填土必须分层夯填,分层松土厚度应为30 cm;土料太差、密实度过低导致墙后土压力加大,使挡土墙出现明显变形和裂缝时应采取加固或换填土等补救措施。
原材料进场必须要由现场质检人员进行筛选,对不合格材料进行清退场;严格按照施工图放样并做好控制线,松木桩施工必须先定位后施工。
砌筑时严格按设计要求收坡收台,并设泄水孔并在进水口部分应设置粗粒料反滤层,同时需加强检查,避免遗漏施工后一定做到活完脚下清,保证排水通畅。
挡土墙断面形式简单,施工简便,但却又是一项施工工作面较多,分布较分散的独立施工单元,给施工中的管理带来一定的难度。施工过程前必须筛选出技术水平较高的施工人员进行施工,现场安排专职质检员进行巡视,对基础施工、砂浆和砌筑质量进行全天候监控,监理人员进行加强管理,对挡墙施工进行旁站、巡视,切实做好挡土墙质量监管和控制。
[1] 《工程地质手册》编委会.工程地质手册[S].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[2] 戚健乔,鄢剑侠.松木桩在重力式挡土墙地基加固中的应用[J].广东土木与建筑,2004(7):56-57.
[3] 何昌涛.浅谈重力式挡土墙设计和施工[J].民营科技,2009(2):78-79.
[4] 朱明,谢涛.回填式挡土墙失稳机理与可靠性分析[J].四川建筑科学研究,2003(1):44-45.