重力式挡土墙施工技术和控制要点

发表时间:2021/5/19   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:周清 郑安星 范京生 刘强
[导读] 摘要:近年来,随着新基建的快速发展,基础设施业务占比逐步提高,施工中高填方路基以及山体护坡等需设置挡土墙情况越来越多。
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        摘要:近年来,随着新基建的快速发展,基础设施业务占比逐步提高,施工中高填方路基以及山体护坡等需设置挡土墙情况越来越多。因重力式挡土墙其料源丰富,取材方便,形式简单,施工简便,是目前应用最广泛的结构形式。根据墙背填料性质和墙趾处工程地质情况,确定墙背填料内摩擦角、基底摩擦系数和地基承载力等重要参数。本文简单阐述重力式挡土墙施工技术和控制要点。
        关键词:重力式挡土墙  毛石砌筑  施工工艺  质量控制
        1.挡土墙的基本概念
        挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。通常用块石、砖、素混凝土及钢筋混凝土等材料构成。
        在路基工程中,挡土墙可以用来稳定路堤和路堑边坡,减少土石方工程量和占地面积,防止水流冲刷路基,并经常用于整治塌方、滑坡等路基病害。挡土墙在山区公路中应用更为广泛。路基的下列情况宜修建挡土墙:陡坡路段或岩石风化的路堑边坡;需要降低路基边坡高度以减少大量填方、挖方的路段;增加不良地质路段边坡的稳定,以防止产生滑塌防止沿河路段水流冲刷;桥梁或隧道与路基的连接地段;节约道路用地、减少拆迁或少占农田;保护重要建筑物,生态环境或其他需要特殊保护的地段。
        在铁路工程中广泛应用于支撑路堤或路堑以及隧道洞口、桥梁两端的路基边坡和河流岸壁等。在其他工程包括公路、铁路、水利、建筑及矿山建设中均普遍使用到挡土墙。常用的挡土墙形式有重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、锚杆及锚定板式和加筋土挡墙等,其中,因重力式挡土墙其料源丰富,取材方便,形式简单,施工简便,是目前应用最广泛的结构形式。
       
        图1  重力式挡土墙的类型
        2.重力式挡土墙基础及墙身施工的规定
        (1)应将基底表面风化、松软土石清除;硬质岩石基坑中的基础,宜满坑砌筑:雨季在土质或易风化软质岩石基坑中砌筑基础时,应在基坑挖好后及时封闭坑底;当基底设有向内倾斜的稳定横坡时,应采取临时排水措施,辅以必要座浆后安砌基础;采用台阶式基础时,台阶与墙体应连在一起同时砌筑,基底及墙趾台阶转折处不得砌成垂直通缝,砌体与台阶壁间的缝隙砂浆应饱满;基坑应随砌筑分层回填夯实,并在表面留3%的向外斜坡。
        (2)墙身要分层错缝砌筑,砌出地面后基坑应及时回填夯实,并完成其顶面排水、防渗设施;伸缩缝与沉降缝内两侧壁应竖直、平齐,无搭叠;缝中防水材料应按设计要求施工:泄水孔应在砌筑墙身过程中设置,确保排水畅通,并应保证墙背反滤、防渗设施的施工质量:当墙身的强度达到设计强度的75%时,方可进行回填等工作。在距墙背0.5~1.0m以内,不宜用重型振动压路机碾压。
        3.重力式挡土墙施工方法
        3.1现场布置
        根据现场情况确定施工便道位置及走向,砂石材料等的分类堆码场地,机具设备、拌和站的摆放位置。结合现场施工便道弯曲难行的特点,拌和站的选址尽能做到首尾兼顾,合理布置,避免选址不当,造成运输成本增加。
        3.2明挖基坑
        开挖前,先在其上部设置好截、排水设施,雨天坑内积水应随时排干。根据地质情况确定其开挖线,严格按照开挖线进行开挖,墙背置于岩中时,可直接按挡墙断面墙背坡度进行放样,同时施工上、下挡段,则应先施工路肩墙,上挡需分段跳槽开挖。
        土质基础主要用机械(履挖)进行开挖,铺以人工修整成型:石质坑采用炮机开槽,人工清理、抬运,在距基底10~15cm,用人工准确修凿至标高,挖机配合墙体施工分段进行,由测量工程师根据图纸放出挡墙定位线、基础开挖边线控制桩,在地面上根据地质情况确定放坡坡度,用石灰撒出开挖线,注明高程及开挖深度,并做好水准点及引桩,用挖掘机开挖,多余的土方装车外运。在施工过程中,应根据实际需要设置排水沟及集水坑进行施工排水,保证工作面干燥以及基底不被水浸。
        地基处理对基础底面的地基进行承载力和压实度检测,当压实度达不到95%和地基承载力小于160kPa时,对基础底部进行处理,直到达到设计要求,才可进行基础片石混凝土挡土墙施工。
        3.3砌筑基础
        石质基底应清理干净松散岩层,浇水湿润后坐浆砌筑;土质基底直接坐浆砌筑。地面线以下部分可不修凿镶面石,基础砌出地面后立即回填夯实,并做好顶面排水、防渗设施,以防基底被浸泡、软化。基础应在开挖完成后立即进行,做到随开挖、随下基、随砌筑。
        3.4砌筑墙身
        墙体砌筑均采用挤浆法分段、分层砌筑。①砌出地面后应即回填夯实,并做好其顶面排水、防渗设施。②伸缩沉降缝内两壁应平齐无搭叠,缝中防水材料应按要求深度塞填紧密。③泄水孔应在砌筑墙身时留置,做时应同时做好墙背反滤、防渗隔水设施。④挡土墙栏杆、踢脚或台阶应连接牢固,外观整齐,钢铁栏杆应及时涂漆。
        砌体分段位置设于沉降缝处。砌筑前先将沥青木板按设计结构断面和坡度置于沉降缝位置,计算层数选好用料,以控制平面高度。砌筑墙身先挂线于沉降缝木板上(根据选好的用料高度),从砌体转角部分开始安砌,首先安砌角石,再按顺序安砌镶面石。镶面石采用一顺一丁或两顺一丁方式砌筑,外圈定位行列石砌筑好后,方能填筑腹石。填筑腹石时先在圈内底部铺浆,然后选择石头进行试放,较大石料的大面为底,较宽砌缝用小石块填塞,试放好后用小锤击打石料挤浆,将砌缝砂浆挤紧,不留孔隙。砌筑时注意砌缝的互拉交错、交搭,砂浆密实,砌缝应符合下列规定:①定位砌块表面缝宽度不超过4cm,砌体表面占三块相邻石料相切的内切圆直径不大于7cm,两层间错缝不得小于8cm,②填腹部分的砌缝宜小,在较宽砌缝中可用小石块塞填。块石砌筑可不按同一厚度分层,但每砌成70~120cm的高度应找平一次,段内两段相接外的竖向错缝,不得小于8cm。
        3.5泄水孔设置
        砌筑时每隔2~3m交错设置泄水孔。泄水孔安设可用Φ100PVC管按泄水孔排水坡度砌于墙中,也可直接留置10cmX10cm矩形孔。墙背泄水孔的进水侧设置反滤层,厚度不小于0.3m,在最低排泄水孔下部和挡土墙顶部,设粘土隔水层,粘土隔水层以人工进行夯实、整平。
        3.6回填土、勾缝
        在上、下挡需回填土部分随砌随填,在小型打夯机具可操作部位以蛙式打夯机压实,其余部分人工夯实并达到压实度要求,墙身砌筑完成即可塞缝,待塞缝完成后进行勾缝,釆用M10砂浆勾条子缝,力求美观自然。
        4.质量控制要点
        (1)组织学习各种有针对性的规则、规范,严格掌握工程质量验收标准。
        (2)从抓第一个分项工程开始,先抓出一段样板,做到开工必优、一次成优、样板引路,抓好开挖质量关,勤测量复核,控制超挖,杜绝欠挖。
        (3)抓好原材料及工程试验关,不合格的原材料严禁使用。
        (4)片石混凝土抓好立模支护关,控制好中线、水平、结构尺寸。
        (5)抓好混凝土的生产、浇灌、捣固关、混凝土严格按配合比施工,砂、石料过磅计量,捣固密实,以内实为根本,外表平整美观,线条接缝整齐。
        (6)施工全过程领工员监督,严格按照配合比拌制砂浆,保证砌缝饱满,勾缝自然、流畅。
        (7)单位工程质量:
        ①地基承载试验结果与设计一致,坑底表面无松软岩土。
        ②墙趾处岩土层尽量少受施工扰动,斜面地基平整无补贴。
        ③基础周边大致平顺整齐或基坑壁贴紧。
        ④沉降缝、伸缩缝位置、缝的填塞符合设计规定。
        ⑤反滤层应及时设置并隔水,其材料符合设计要求,厚度不小于设计规定。
        ⑥墙面平顺、整齐,墙顶及两端面与路基边坡连接应密贴封严。墙面勾缝自然流畅,无暗缝、空缝、通缝。
        ⑦泄水孔位置,孔距符合设计要求,孔内通畅。
        5.结语
        挡土墙施工完成后,经过多次检查验收表明,挡土墙砌筑无质量问题,总体质量可靠,勾缝自然美观,外立面成型效果好,达到了设计图纸和使用单位的要求,施工技术和控制措施值得推广。
        参考文献:
        [1]《公路工程技术标准》JTG B01-2014
        [2]17J008挡土墙(重力式、衡重式、悬臂式)
        [3]JTG F80/1-2017,公路工程质量检验评定标准.第一册.土建工程[S].
        [4]郭翔.道路边坡重力式挡土墙施工工艺探讨[J].科技创新导报,2019,16(28):23+25.
        [5]刘华.重力式挡土墙施工质量控制与常见问题研究[J].山西建筑,2018,44(12):210-211.
        作者简介:周清(1987-10),男,汉族,安徽蚌埠,中级工程师
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