空箱式挡土墙滑移的原因分析及处理措施

汪礼根/安徽省淠史杭灌区管理总局设计院

空箱式挡土墙滑移的原因分析及处理措施

汪礼根/安徽省淠史杭灌区管理总局设计院

空箱式挡土墙由底板、顶板及立墙组成的空箱状的、依靠箱内填土或充水的重量维持自身稳定的挡土墙。因其刚度大，整体宽度大，抗倾覆能力强。适用于墙后高填土地段，在边坡防护工程中得到广泛应用。本文对某空箱式挡土墙产生滑移的原因、处理措施和处理效果进行了分析和介绍。

空箱式挡墙；滑移成因；处理措施

一、概述

空箱式挡土墙由底板、顶板及立墙组成的空箱状的、依靠箱内填土或充水的重量维持自身稳定的挡土墙。因其刚度大，整体宽度大，抗倾覆能力强。适用于墙后高填土地段，在边坡防护工程中得到广泛应用。本文对某空箱式挡土墙在墙后填土施工过程中产生滑移的原因进行分析、对采取的处理措施和处理效果进行了介绍和评价，并对空箱式挡土墙墙后填土施工提出意见和建议。

二、空箱式挡土墙结构设计

（一）工程地质

工程区所在地附近是一个以低山为主的地带。河道两侧部位为隆起的山体，中间为河谷平畈。两侧山顶高程在90～110m；中间河谷高程在45～50m之间，河床高程在40～43m之间。河床一般被冲洪积层覆盖，偶见基岩裸露，河道附近多为广阔河漫滩，河床内泥质砂岩分布很广，但很浅薄。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.10g，相应地震基本烈度为Ⅶ度。

渠下涵轴线长约90m，上下游均为自然下切河道，部分河床两岸为低矮山体，局部基岩基本裸露。涵上渠道均为高填方段，渠道两侧为人工填土，。根据现场勘探成果，现将钻孔揭露的地层分述如下：

根据本次钻探揭露以及室内土工试验定名，该场地内的地层自上而下划分为：①层素填土(Qml)—②层粉质粘土(Q4al＋pl)—③1层强风化泥质砂岩（K）—③2层中风化泥质砂岩（K）。各岩土层地层特征分述如下：

1. 层素填土（Qml）——黄褐、灰黄色，以素填土为主，含有植物根系。

2. 层粉质粘土(Q4al＋pl)——棕褐色，硬塑～可塑状态，含氧化铁，干强度高，韧性高。标准贯入试验实测击数4～93击，平均18.3击。

3. 1层强风化泥质砂岩（K）——主要为棕红色，呈土状、碎屑状，湿～稍湿，密实，可见铁锰质浸染及云母碎片，局部夹少量石英小砾石。局部风化不均匀，遇水易崩解，水浸泡后手可捏碎。

4. 2层中风化泥质砂岩（K）——主要为棕红色，短柱至长柱状，原岩结构可辨，敲击易断，属软岩，岩芯较完整。

（二）空箱挡土墙结构设计

某空箱式挡土墙系一大型渠下涵上游右岸挡土墙，钢筋混凝土结构。空箱长12.0米，宽7.3米，左端为弧形。墙前缘高8.6米，后缘高10.9米，基础为中风化泥质砂岩上回填2.6米深素混凝土垫层，底板厚0.8米，前后缘皆设0.4米齿坎，空箱及其隔墙厚度皆为0.5米。设计空箱内部满填砂性土。其工作条件为后侧填土至墙顶，按1：3坡度向后堆土，堆土高度超过10米，墙前局部填土（设计时未计被动土压力对稳定的影响）。

经结构计算和稳定计算，皆满足强度和稳定要求。

三、滑移的发生及原因分析

（一）滑移的发生

空箱施工结束后，在混凝土龄体和强度皆满足要求时，由于渠道接近放水季节，施工单位抢赶工期，加紧进度填土，在填土接近后侧墙顶时，空箱挡土墙向前滑移了0.2米，根据现场测量发现，空箱挡土墙的滑移是整体滑移，墙脚、墙顶滑移量相同，左右端滑移量也相同。

（二）滑移的原因分析

空箱挡土墙发生滑移后，建设单位组织工程设计、监理和施工单位召开现场会议，分析认为发生挡土墙滑移是因为施工过程中墙体太轻，墙底与垫层摩擦力太小，墙底与垫层因剪断而发生相对位移。其主要原因为：

1.墙后填土时空箱箱体内未填土。因施工单位赶工，空箱墙体又太高，先填空箱内土不方便，施工单位严重违反施工程序，在空箱内部未填土的情况下回填墙后土。

2.墙后填土土料不符合要求。设计要求墙后填土为砂性土，且有密实性要求，但施工正值多雨季节，且填土量太大，施工单位就地利用开挖土方进行回填，土方为粘性土且含水量过大，土的类型和含水量皆不符合要求。

3.墙后填土速度过快。因接近放水季节，墙后渠堤要求尽快恢复，施工单位因赶工加紧施工，一天的回填高度竟达四、五米，且用大型机械碾压，造成大量弹簧土体，致使施工过程中主动土压力大大增加。

4.墙前回填土未及时回填。墙前回填土未能及时回填，未能发挥墙前被动土压力的作用。

四、处理措施及处理效果

（一）处理措施

根据空箱挡土墙滑移产生的原因，采取了以下处理措施：

1.停止墙后回填土施工，并及时挖除靠近墙体的部分土方，对空箱内部进行逐层回填，增加墙体重量。

2.逐层挖除墙后填土，在墙后2米范围内回填砂砾石，增做排水盲沟，保证墙后排水通畅。

3.墙后填土修改为加筋土回填，控制回填速度，每天填土高度不超过2米。

4.同时对墙前根据设计断面进行逐层回填压实。

（二）处理效果

按以上各项措施处理后，直至回填至渠道堤顶，且经过近一年的运行观测，空箱挡土墙未再出现新的滑移，说明空箱挡土墙是稳定的。

五、结语

空箱挡土墙因其结构刚度大，底宽大而抗倾覆稳定性好，对高边坡挡墙是很好的选择方案。但因为是空箱，在填土之前其自重不大，抗滑移稳定较差。通过本工程中空箱挡墙的实例来看，按设计和规范要求进行空箱内和墙后填土施工方能保证挡墙稳定，是至关重要的。

[1]中国建筑科技研究院 JGJ120-2012 《建筑基坑支护技术规程》中国建筑工业出版社，2012。

[2]重庆市城乡建设委员会GB50330-2013《建筑边坡工程技术规范》中国建筑工业出版社，2013。

[3]SL379-2007 《水工挡土墙设计规范》中国水利水电出版社，2007。

[4]SL386-2007《水利水电边坡设计规范》中国水利水电出版社，2007。

汪礼根，男，1966年5月生，高级工程师；现于安徽省淠史杭灌区管理总局设计院，主要从事水利工程规划设计、监理工作。