浆砌片石挡墙安全性鉴定与加固方法研究

王磊，毕泽林 （湖南省地质工程勘察院，湖南 株洲 412000）

1 引言

浆砌片石挡墙施工工艺简单，工程造价低廉，被广泛应用于高度小于8m的边坡支护工程中。我国早期建设的浆砌片石挡墙多修筑于上世纪80、90年代，现已使用三四十年，很多片石挡墙已出现墙体开裂、挡墙下部墙体鼓胀、墙身外倾及墙脚地面隆起等失稳现象[1]。而因近年来城市建设的迅速发展，往往这些挡墙临坡脚和坡顶都兴建了道路或居民楼，严重影响附近居民的生命财产安全，因此需对这些破损、边坡稳定性不足的老旧挡墙进行加固处理。为了做到挡墙加固既经济又安全可靠，对原有挡墙进行安全性鉴定，需先分析其现有支挡能力，然后选择与被保护对象相协调的加固方式。

本文以某出现险情的浆砌片石挡墙边坡为例，依据现有的国家规范标准[2-4]，对该边坡进行分段分析鉴定，采用多种常见手段对其进行加固，并探讨浆砌片石挡墙各种加固方式的适用性及优缺点[5]。

2 工程概况

2.1 概况

某边坡位于两小区交界处，采用浆砌片石挡墙支护，根据护坡挡墙按截面尺寸、高度和现状分为A、B两段。A段浆砌片石挡墙高约6.0m，墙面已出现数条竖条贯通裂缝，局部墙面出现鼓胀裂缝，砂浆饱满度尚可，挡土墙有外倾迹象，其上部土体出现地面裂缝，坡脚地面暂未发现隆起，挡墙设有泄水孔，但存在部分泄水孔堵塞或排水不畅。B段挡墙高度约为6.0m，挡墙上部采用砖砌体，厚度50cm，挡墙下部采用片石砌体，底部厚度80cm，应雨水冲刷及自身强度及稳定性不足垮塌。边坡现状图见图1，图中未垮塌段挡墙为A段，垮塌段挡墙为B段。

图1 边坡现状图

2.2 工程地质条件

根据勘察报告，坡体地层自上而下为：

①填土①（Q4ml）：黄褐色，湿，以粉质黏土为主，含碎石、碎砖块等建筑垃圾，土质均匀性差，未完成自重固结，该层层厚4.40～5.7m。

②粉质黏土②（Q4al）：黄褐色，硬可塑，稍湿，无摇振反应，稍有光泽，干强度及韧性中等。

③粉质黏土③（Q3el）：灰绿色，可塑，稍湿，无摇震反应，稍有光泽，干强度及韧性中等，该层层厚0.60～2.90m。

④强风化泥质粉砂岩④（K）：褐红、砖红色，泥质粉砂结构，中厚层状构造，风化裂隙发育，岩质极软，呈块夹土或土夹块状，岩芯呈块状及短柱状，岩体基本质量等级为V级。

⑤中风化泥质粉砂岩⑤（K）：褐红、砖红色，泥质结构，中厚层状，节理裂隙发育，结构面及裂隙较清晰，呈闭合状，裂隙面见黑色铁锰氧化物浸染，岩芯较完整，多呈柱状，岩块用手难折断，锤击声脆。岩体基本质量等级为V级。

3 鉴定结果分析

3.1 定性分析

挡墙安全鉴定定性分析调查包括挡墙的表观质量、挡墙后地表下沉开裂情况、挡墙墙脚地面是否隆起变形及挡墙附属设施如截排水沟、墙顶栏杆等使用功能是否满足要求。

调查发现，A段浆砌片石挡墙共有4处竖向贯通裂缝，一处墙脚鼓胀裂缝，墙背土体下层，挡墙整体外倾约5cm。挡墙后无截水沟，雨水可自由浸润。挡墙墙顶为砖砌护栏，护栏因挡墙变形开裂严重。A段挡墙存在失稳可能，B段挡墙已垮塌。

3.2 定量分析

挡墙安全鉴定定量分析调查包括挡墙现状抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性、整体稳定性计算、挡土墙墙体强度计算及地基承载力计算。

挡土墙理论计算岩土参数根据见下表。

从连接度看：连接度为与某一空间直接相连的空间数目，连接度高的空间能方便到达多个相邻空间。轴线分析地图表明，余荫山房中部的“烷红跨绿桥”区域空间连接度较高，穿过性交通较大，与“深柳堂”前庭、旱庭、“临池别馆”前廊等空间直接相通，使用者可以很方便地在园中的不同区域穿行[13]。相反，余荫山房西部与南部区域空间的连接度较低，使用者行至这一区域没有太多的选择，只能按照设计好的路线游览。对于连接度只有1的“深柳堂”东侧厢房来说，穿过性交通较少只与一个空间直接相连，较为僻静。

经分析计算挡墙底部截面强度验算中拉应力不满足，拉应力计算值为73.36 kPa，大于砌体灰缝弯曲抗拉强度设计值65 kPa，挡墙结构安全性评级为Du级。挡墙滑动稳定性验算中Kc=1.006＜1.300，滑移验算不满足现行规范要求，倾覆稳定性验算K0=1.519＜1.600，倾覆验算略有不足，综合评定挡墙抗滑、抗倾覆稳定性为Csu级。挡墙整体稳定验算中最小安全系数1.495＞1.300，满足《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2013）对二级永久支护边坡稳定安全系数Fst=1.30的要求，整体稳定性评级为Bsu级。挡墙地基平均压应力118.26 kPa＜fak＝200kPa，地基平均承载力验算满足要求，墙趾处最大压应力364.35 kPa＞1.2fak＝240 kPa，地基承载力验算不满足要求，挡墙地基基础安全性为Cu级。

挡土墙理论计算岩土参数取值

3.3 分析结果

通过对护坡挡墙的调查、检测与分析，有如下鉴定结论：

①A段护坡挡墙排水系统安全性评定为Du级，地基基础安全性为Cu级，挡墙结构安全性评级为Du级，挡墙抗滑、抗倾覆稳定性为Csu级，整体稳定性评级为Bsu级，根据《建筑边坡工程鉴定与加固技术规范》(GB50843－2013)，此段护坡挡墙工程安全性综合评定为Dsu级，其安全性严重不符合国家现行标准要求，应尽快采取措施对该段挡墙进行处理。

②B段护坡挡墙已垮塌，从现场墙体破坏形式来看，挡墙的倒塌方向以前倾为主，滑移不明显。从垮塌的挡墙断面来看，挡土墙墙身断面尺寸偏小，理论计算安全度偏低。另外，墙体年久失修，其砂浆强度已不满足工程要求，部分泄水孔缺失或堵塞，至使排水不畅，导致墙后地下水位较高，在水土压力的共同作用下，也加剧了挡土墙的垮塌。

4 加固设计

现有浆砌片石挡墙加固需根据边坡的安全鉴定结果、边坡周边环境、场地的地质情况对其进行加固。加固方案因以边坡安全稳定为前提并充分考虑现有支护结构能发挥的效用，做到即经济又安全。

①A段挡墙墙顶离住宅楼（桩基础）仅3m，挡墙墙脚又紧邻小区道路，挡墙一旦倒塌存在严重安全隐患。加固设计时考虑现有浆砌片石挡墙无法拆除重修，亦无空间对现有挡墙进行加厚处理，固采用在现有挡墙后设置支护桩分担作用在现有挡墙上的土压力，以免挡墙受压发生进一步变形而发生垮塌。另外考虑到该段挡墙局部破损严重，挡墙自稳能力差，又在挡墙墙面上设置了格构梁。加固设计断面图见图2。经计算分析，采用支护桩加固可有效防止边坡垮塌，节省支护空间又不影响周边环境。

图2 A段加固断面图

②B段挡墙墙顶为空旷活动场地，墙脚紧邻小区道路，因该段挡墙已垮塌，固采用衡重式挡墙重新支护处理。

5 片石挡墙加固方式对比分析

浆砌片石挡墙加固方式较多，主要有支护桩加固、格构梁锚杆加固及挡墙加厚加固三种加固方式。

①支护桩加固方法为在需加固挡墙后设置一排悬臂支护桩，为其分担土压力，主要适用于挡墙墙身较完整，但墙体整体外倾，挡墙前无支护空间的情况，其优点是对边坡周边环境影响较小。支护设计示图见图3。

②格构梁锚杆加固方法为在挡墙墙面浇筑格构梁，并采用锚杆锚固，增加挡墙的稳定性，主要适用于路堑边坡，挡墙墙背土为原状土的情况，其优点是施工简单，加固占用土地空间较少。支护设计示图见图4。

图3 支护桩加固示图

图4 格构梁锚杆加固示图

③挡墙加厚加固方法为对原挡墙进行加厚处理，增加挡墙本身的抗滑移、抗倾覆能力，主要适用于土地资源较丰富，对加固占用土地空间无限制的情况，其优点是施工简单，造价低廉。支护设计示图见图5。

图5 挡墙加厚加固示图

挡墙加固除采用以上三种加固方式外，还可根据实际情况，多种加固方式联合使用，以达到边坡安全稳定的目的。

6 结语

本文通过对某老旧浆砌片石挡墙进行安全性鉴定，并依据鉴定结果对其进行加固处理，探讨分析了浆砌片石挡墙安全鉴定方法及加固方式。

①挡墙安全性鉴定分析可分为定性及定量分析，定性分析挡墙及其附属设施的表观质量；定量分析根据相关国家行业标准计算挡墙的稳定性。

②挡墙加固方式主要有支护桩加固、格构梁锚杆加固、挡墙加厚加固三种加固方式，也可根据实际情况，几种加固方式联合使用。