重力式挡土墙在大学城南停车场边坡支护工程中的应用

吴世珍

（中交四航局第二工程有限公司，广州510230）

1 引言

重力式挡土墙兼具取材便捷、 结构简单、 稳定可靠等优势，是边坡支护工程中常用的挡土墙结构形式。 采用重力式挡土墙施工工艺可以有效防止边坡周围土地的滑落和坍塌[1]，从而顺利进行填土作业和加固土体，因此，深入研究重力式挡土墙施工技术具有现实意义。

2 重力式挡土墙的概念

重力式挡土墙依靠结构自身重力抵抗挡土墙侧面的荷载力，结构形式合理、稳定可靠，属于边坡支护工程中的典型挡土墙结构形式。 重力式挡土墙可用混凝土在现场整体浇筑成型，或将块石作为砌块砌筑成型，建成的挡土墙呈梯形状。 半重力式挡土墙用纯混凝土浇筑， 或用含有少量钢筋的混凝土施工成型。

同时，重力式挡土墙具有取材方便、施工便捷、成本经济等特点，但是鉴于其是利用自身重力来发挥具体效能，通常情况下其体积和质量都较大。 因此，该类挡土墙施工工艺在软土地基上的应用受到限制，同时当对挡土墙高度要求较高时，会大大增加材料消耗量，进而增加成本。 施工现场的地基条件良好同时挡土墙高度在6 m 以内，可优先应用重力式挡土墙，通常不需要配置钢筋或者在部分区域配置少量钢筋即可满足施工设计要求，充分发挥了其施工简便、经济合理等优势，可实现工程质量、成本控制多项目标。 重力式挡土墙类型多样，按照背面坡度的不同，分为仰斜式、垂直式、俯斜式3 种，具体结构形式如图1 所示[1]。

图1 重力式挡土墙结构形式示意图

3 工程概况

某停车场边坡支护工程， 边坡土质以第四系残坡积粉质黏土为主， 中间夹层为强风化岩层和碎石， 该边坡为挖方所致，边坡最高处约16 m、长度约120 m，边坡倾斜角度为349°。地质层中粉质黏土厚度为8.5～10.2 m、强风化页岩层厚6～8 m，根据对施工现场的具体勘测，工程边坡支护处理采用重力式挡墙施工技术。

4 重力式挡土墙稳定性分析

4.1 抗滑移稳定

根据SL 379—2007《水工挡土墙设计规范》[2]进行重力式挡土墙的抗滑移稳定计算，方法如下：

式中，Kc为抗滑移稳定安全系数；f 为抗剪摩擦系数（挡土墙底部与地基土间）， 取0.4；ΣG、ΣH 分别为作用于挡土墙底部的纵向荷载力之和与横向荷载力之和， 分别取557.7 kN/m、85.28 kN/m。

根据公式（1）及前述提及的取值进行计算，得知Kc=2.62＞1.3，重力式挡土墙的抗滑移性能良好，达到设计要求。

4.2 抗倾覆稳定

重力式挡土墙的抗倾覆稳定计算方法见式（2）：

式中，K0为抗倾覆稳定安全系数；ΣMv、ΣMH分别为作用于重力式挡土墙墙体的荷载力对墙前趾产生的稳定力矩与倾覆力矩，分别取1 465.33 kN·m、358.95 kN·m。

根据式（2）及前述提及的取值进行计算，得知K0=4.08＞1.5，重力式挡土墙的抗倾覆稳定性良好，达到设计要求。

5 挡土墙施工工艺

5.1 挖基

在施工挡土墙前，按图纸要求在现场测量放线，再进行复核，确定重力式挡土墙地基的位置及墙体顶面标高。 对挡土墙的具体施工区域、开挖区域的边界、开挖深度等进行准确放线，在具体施工时，现场技术人员和施工操作人员要严格对照施工设计进行精准作业。当测量放线工作完成后，开始基坑开挖，在重力式挡土墙施工作业中，通常采用的基坑开挖方式为人工+机械的组合作业方式。 其中，路堤挡土墙的施工需在路基填筑前施工完毕，并且保证填土高度与挡土墙高度差＜1 m，挡土墙的施工面位于斜坡时，要求地基纵向坡度＜5%，否则根据实际坡度设置为台阶形；路堑挡土墙的基础应低于侧沟地面0.2 m，同时低于路肩和侧沟平台1.2 m。 当重力式挡土墙的施工区域位于地质较差地段时，要采取分段基坑开挖的方式，及时对挡土墙墙壁实施浇筑。

5.2 现浇混凝土挡土墙墙身

浇筑混凝土挡土墙墙身通常采用的是C30 混凝土， 按照施工设计要求， 要在钢筋混凝土挡土墙和地基接触面进行施工缝处理，对接触面先做凿毛处理，然后清理凿毛部位，并用水冲洗干净，清理干净后架设挡土墙墙身模板，然后在接触面处刷2～3 cm 厚的水泥浆，水泥浆涂刷完成后，浇筑混凝土挡土墙。

在浇筑前，采用钢模板进行挡土墙墙身拼装，根据挡土墙高度情况，具体可以采取一次立模或两次立模的方式，分挡土墙低于4 m、高于4 m 两种情况考虑，前者采用一次立模的方法，后者采用二次立模的方法。 混凝土挡土墙混凝土浇筑的具体施工流程为： 在混凝土搅拌站进行混凝土加工→借用混凝土运输车、 吊装机械将其运输吊装至挡土墙施工作业平台→按照分层浇筑的方式浇筑（单层厚度约为30 cm，逐层依次进行）→振捣器振捣（根据混凝土浇筑速度适时、适度振捣）。 在具体浇筑过程中，一定要严格按照施工工艺开展作业，操作过程中应注意以下事项：

1）振捣遵循“快插慢拔”的原则，振捣棒的移动距离控制在振捣半径的1.5 倍以内，距离侧模5～10 cm，禁止振捣棒碰触模板、钢筋等材料。 逐点依次振捣，控制各振点的振捣时间，避免过振、欠振、漏振。

2）若混凝土表面明显渗水，需加强排水，或采取其他措施处理表面渗水。

3）混凝土浇筑至挡土墙顶面时，应安排抹面，提升混凝土的表观质量。

4）沿着挡土墙墙身方向，根据挡土墙高度和地基情况，每隔10 m、20 m 布设沉降伸缩缝，缝宽20 mm，按填塞深度20 cm的要求填塞沥青麻筋。

5）混凝土浇筑、振捣时，可能引起钢筋偏位现象，因此，需由钢筋工在现场值班，确保钢筋出现异常状况后可随即处理。

6）混凝土浇捣结束、收浆后，安排不少于7 d 的养护，期间适时洒水以及加强防护，使混凝土正常成型。 通常，浇筑完成24 h 后即可拆除挡土墙侧模，拆除时切勿损伤墙面。

5.3 泄水孔、反滤层

当挡土墙背面岩土的内摩擦角＜45°时， 应当在排水孔底部和挡土墙顶部0.5 m 处分别布设0.3 m 厚的反滤层，在反滤层底部设隔水层。 如挡土墙施工区域位于地质土易膨胀位置， 或者地下水较为活跃区域时， 可以将反滤层厚度设置为0.5 m；内摩擦角＞55°时，无须设置反滤层；内摩擦角在45°～55°时，设置窝状反滤层。

对于路堤挡土墙，应每隔2～3 m，采取上下左右交错布设的方式，在挡土墙墙身布设PVC 泄水孔。 另外，必须在挡土墙墙身底部与地面接触位置处布设泄水孔， 在排水孔底部和挡土墙顶部0.5 m 的位置设置反滤层，厚度均为0.3 m，反滤层底部设隔水层。

5.4 回填

回填作业在挡土墙基础施作成型且施工质量达到设计要求后进行。 回填作业要分层填筑并分层夯实[3]，进行基础夯实时，一定要避免使挡土墙墙身受到较大的荷载承受力。 当挡土墙基坑处于非浸水地段时，可以回填原土，并保证回填紧实；当挡土墙处于浸水地段时， 要采用强度为M7.5 的浆砌片石填筑，同时将回填面的倾斜度做成＞4%的坡面，以此达到较好的排水效果。另外，在回填时，保证回填面与挡土墙顶面的高差＜1 m，并采用覆盖毛毡或草垫的方式养护。

5.5 施工技术措施及注意事项

重力式挡土墙施工细节多，施工人员需注重各项细节，在施工过程中加强控制，保障各项技术措施的可行性。

1）施工前，在施工区域做好排水处理，保持施工地段的干燥，同时及时将基坑底部的风化和松散土石清理干净。

2）对挡土墙进行砌筑施工时，采用挂线挤浆法施工，以此保证挡土墙的垂直度。 在斜坡上修建挡土墙基础时，基底竖向坡度＜5%，否则应设置成台阶状的基底。

3）在对挡土墙地基进行开挖时，采用人工+ 机械的施工方式，混凝土浇筑中选用的受力钢筋为螺纹钢筋，分布钢筋为光面钢筋， 同时用铁丝将螺纹钢筋和光面钢筋绑扎连接成一体。 此外，施工人员严格依据规范施工沉降缝、泄水层、防水层等附属设施。

4）路堤挡土墙的基础埋设深度通常应在1 m 以上，挡土墙处于软岩地质情况时，挡土墙墙趾埋设深度要＞1m，墙趾与斜坡面的水平距离应＞2 m； 挡土墙处于地质较硬情况时，挡土墙墙趾埋设深度要＞0.6 m， 墙趾与斜坡面的水平距离应＞1.5 m。

5）为了便于后期对挡土墙养护，要选择适当位置布设一道检查梯，当检查梯连续长度＞50 m 时，在两侧加设防护栏。

6）要及时对挡土墙背面基坑进行回填，保证回填的紧实性， 注意将回填土面与挡土墙顶面的高度差控制在1m 以内，以此来保证挡土墙的稳定性。

6 监测结果

本工程中，为了保证重力式挡土墙边坡稳定性，在挡土墙两侧分别埋设了A 测斜管和B 测斜管。 通过对施工期间和施工后两年内测斜管的位移监测数据显示，测斜管的位移距离均不大，A 测斜管、B 测斜管的最大位移距离分别为12 mm、5 mm， 发生位置分别为A 管顶部、地面下3 m 处。 重力式挡土墙的侧向位移监测结果如图2 所示。

图2 侧向位移曲线

通过监测数据和图2 可知， 该工程采用重力式挡土墙施工技术进行加固后，使工程边坡整体保持在稳定状态，该加固工艺发挥了较好的边坡支护效果。

7 结语

综上所述，边坡支护工程是保证边坡稳定性必要的施工技术手段，如不及时采取合理的边坡支护技术，难以保证边坡的稳定性，可能引起边坡坍塌、滑落等事故，严重影响工程质量，威胁人员的人身安全。 本文结合具体工程实例，对边坡支护工程中重力式挡土墙的施工技术进行了详细探究和分析，明确了重力式挡土墙施工技术的应用流程及施工要点，验证了重力式挡土墙在边坡支护工程中的可行性，工程采用的重力式挡土墙施工技术可供同类工程参考。