片石混凝土挡土墙施工技术在公路工程中的应用

张晓飞

（张家口三和路桥有限公司，河北 张北 076450）

0 引言

在公路建设过程中，会遇到滑坡等病害。如何较好地解决这些问题，提高挡土墙安全性和稳定性十分重要。片石混凝土挡土墙因施工工艺简单、造价低、原材料容易获取，在工程施工中应用较为广泛。本文依托工程实践，优选水泥、石料和砂等原材料，在试验路段施工并进行质量检测，研究挡土墙厚度和高度对工程质量的影响。

1 工程概况

某公路设计速度为100km/h，起点桩号为K1483+000，终点桩号为K1531+050，全长48.050km。全程主要分成两段，为16.100km的平原路段和31.950km的山岭重丘路段。平原路段工程水文地质条件较差，局部路段存在软土层。该高速公路于2016年正式通车，但随着水土流失越来越严重，道路两侧山体边坡时常出现滑坡以及部分塌方，在道路两侧堆积石块，影响车辆通行，甚至会造成交通事故，亟需采取处治措施。

2 片石混凝土挡土墙施工技术的应用

2.1 原材料

2.1.1 水泥

片石混凝土挡土墙所用水泥应达到规范要求，需对抗折强度、抗压强度进行测试，保证其质量符合国家现行标准。

2.1.2 石料

挡土墙所用石料粒径应均匀，不宜出现粒径过大片石，且耐腐蚀性较好不容易被风化，表面不宜出现裂缝，石料强度应达到设计规范要求。在采石现场使用爆破法获得片石，卵形石块或片石石块过薄则不宜使用。用于镶嵌挡土墙表面的片石，应选择坚硬且表面光滑的石块。

2.1.3 砂

砂是混凝土中不可或缺的一部分，砂与石料在水泥混凝土中形成骨架，只有砂达到施工要求，才能确保片石混凝土挡土墙的质量。

2.2 施工工艺

片石混凝土挡土墙主要施工工艺为：完成施工前的准备工作，然后进行基坑开挖，开挖后检验地基承载力，安放挡土墙基础模板，接着浇筑混凝土挡土墙基础，安放挡土墙墙身模板，再浇筑墙身，最后拆除模板，养护工作完成后检验片石混凝土挡土墙质量是否达到施工标准[1]。

2.2.1 准备工作

通过试验检测制备混凝土所用水泥、石料、砂等材料的性能指标，检测结果符合规范要求才能进行施工。对试验路段地质地貌进行测量，并记录测量数据，根据所测数据进行放样，处理基坑开挖线。测量过程中必须严格按照要求，减小误差[2]。

2.2.2 基坑开挖

根据已经确定的基坑线开挖基坑，施工前应该对施工现场进行清扫，保证工作面干净整洁无杂质，再采用人工与挖掘机结合的施工方式同步进行基坑开挖，根据对施工现场地质地貌测量的结果，进行分段开挖施工。施工过程中若基坑周边位置处出现裂缝、轻微崩塌，需要立即进行支护处理。挖掘机开挖施工过程中，超过标高28cm时，需要重新放样，并采取人工开挖的方式进行施工，保证基底符合施工要求。最后确定基坑边坡坡度，根据对施工现场地质地貌测量结果，确定本文试验路段边坡坡度为1∶0.3，当开挖深度较小时，可以适当减小开挖坡度[3]。

2.2.3 浇筑基础

本文试验路段所用混凝土采用厂拌法，通过运输车运至施工现场。浇筑施工采用上下分层浇筑法，每一层浇筑厚度应均匀且不能超过25cm。浇筑完成后立即进行混凝土捣实处理，使得混凝土与石块黏结均匀，捣实过程中应先快再慢最后均匀捣实，直到基础混凝土压实度达到要求，且表面平整无气泡。浇筑完成后进行洒水养护，随后拆除模具[4]。

2.2.4浇筑墙身

为探究挡土墙厚度和高度对施工的影响，本文在试验路段进行试验，试验路段指标如表1所示。墙身浇筑施工应逐层进行，每次浇筑高度在1～2m，每层浇筑时间不宜过长，否则无法有效黏结。

表1 试验路段设计因素及水平

2.2.5 拆模

挡土墙墙身浇筑施工完成后，每天洒水养护处理，养护时间一般为7d。养护工作完成后，拆除挡土墙墙身模板，拆除过程中按照从上而下顺序进行拆模，严禁使用器具进行锤击拆除，否则可能导致挡土墙结构受到破坏。模板也需保存完整。

2.3 性能检验

2.3.1 质量检测

片石混凝土挡土墙施工完成后对质量进行检测，性能检测结果如表2～表3所示。

表2 挡土墙厚度对挡土墙质量的影响

表3 挡土墙高度对挡土墙质量的影响

2.3.2 挡土墙厚度

在试验路段保证挡土墙高度相同情况下，选用厚度为0.8m、1m、1.2m挡土墙进行浇筑施工，施工完成后，通过检测试验路段1、试验路段2、试验路段3挡土墙抗滑动稳定系数Kc，挡土墙厚度与抗滑动稳定系数关系如图1所示。

抗滑稳定系数随挡土墙厚度增加而增加。由图1可知，试验路段1挡土墙厚度为0.8m，抗滑动稳定系数为1.4；试验路段2挡土墙厚度为1m，抗滑动稳定系数为1.7；试验路段3挡土墙厚度为1.2m，抗滑动稳定系数为2.1。对挡土墙厚度和抗滑动稳定系数进行数值分析：y=0.35x+1.0333，R2=0.9932，挡土墙厚度从0.8m增加到1.2m，抗滑动稳定系数也随之增加，因此挡土墙施工过程中，在经济允许情况下，适当增加挡土墙厚度，可提高挡土墙稳定性和耐久性。

图1 挡土墙厚度与抗滑动稳定系数关系

2.3.3 挡土墙高度

在试验路段保证挡土墙厚度相同的情况下，选用高度为8m、9m、10m挡土墙进行浇筑施工，施工完成后，通过检测试验路段4、5、6挡土墙安全系数，得出挡土墙高度与安全系数关系如图2所示。

图2 挡土墙高度与安全系数关系

挡土墙安全系数随挡土墙高度增加而增加。由图2可知，试验路段4挡土墙高度为8m，挡土墙安全系数为82.1%；验路段5挡土墙高度为9m，挡土墙安全系数为89.8%，安全系数增加了9.4%；试验路段6挡土墙高度为10m，挡土墙安全系数为95.3%，安全系数增加了6.1%。对挡土墙高度和安全系数进行数值分析：y=6.6x+75.867，R2=0.9908，挡土墙高度从8m增加到10m，其安全系数也随之增加。因此在设计片石混凝土挡土墙时，在工程允许范围内应适当增加挡土墙高度，提高挡土墙安全性和稳定性。

3 结语

本文依托工程实践，介绍了片石混凝土挡土墙施工工艺，结合试验路段质量检测分析挡土墙厚度和高度对施工质量的影响。研究结果表明：在经济允许情况下适当增加挡土墙厚度和高度，可以提高挡土墙安全性和稳定性。