重力式挡土墙安全及加固处理问题研究

发表时间:2021/9/3   来源:《建筑实践》2021年第40卷第11期   作者:乔光煜
[导读] 重力式挡土墙是依靠墙体自重抵抗土压力作用的一种墙体,
        乔光煜
        滇鹰生态建设集团有限公司    云南省昆明市    650000

        摘要:重力式挡土墙是依靠墙体自重抵抗土压力作用的一种墙体,所需要的墙身截面较大,一般由砖、石材料砌筑而成。由于重力式挡土墙具有结构简单、施工方便,能够就地取材等优点,在土建工程中被广泛采用。如果挡土墙失稳破坏,这对我们的日常生活影响极大,威胁到人民的生命财产安全,因此重力式挡土墙的安全问题是我们必须最先考虑的重要因素,本文分析挡土墙实际破坏失稳所发生的现象,以及存在的实际问题,并由此采取的加固措施,为后继挡土墙的设计施工提供宝贵的经验教训以及指南。

        关键词:重力式挡土墙;安全加固;挡土墙加固

        1重力式挡土墙的作用
所谓重力式挡土墙是通过挡土墙的重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定性。防止土体变形和失稳或者坍塌的构筑物,可采用块石、片岩、混凝土预制砌块作为砌体,或采用砂浆、混凝土整体浇筑;挡土墙常用于整治塌方滑坡、支撑路堤边坡和背后土体,防止水土冲刷地基的作用。重力式挡土墙的安全问题关系到我们日常生活的方方面面,因此,对于挡土墙的安全问题必须深度分析,降低安全隐患。
        2重力式挡土墙施工中的安全隐患问题
        2.1施工前的安全隐患
材料进场时的原材料强度检测不符合要求,原材料质量不符合要求,原材料和建筑的加工技术交底得不清楚,地质勘察与钻孔分析情况不清楚,各层地基土的摩擦角、粘合力和地基承载力、土层性质勘察不清楚。设计单位没有按照规范要求设计挡土墙,施工队伍不专业,监理不到位或没有相应的资质。
        2.2测量放线带来的安全隐患
工程测量时,重力式挡墙没有严格按照施工图的尺寸和比例进行,挡土墙的坡度、设计标高、墙身的长度和宽度的数据测量放线有误,或施工过程,[删除]擅自更改挡土墙的尺寸定位。在浇捣混凝土时,没有根据混凝土的坍落度去把控浇筑与搅拌的时间;挡土墙的排水系统应当考虑并符合国家规定的要求。
        2.3地基处理带来的安全隐患
在地基处理的前期,没有充分考虑地基的水文地质,地质情况,选用材料,施工方法,没有及时清理地基的淤泥杂物或者垃圾层和污水废水。基础设计计算有误,地基基础没有与上部的挡土墙相互适应,没有考虑地基土产生的沉降或不均匀沉降产生的不利影响,地基土相关的勘察测试不准确,影响地基土各项系数,包括地基基础面积,承载力特征值,埋置深度,软弱地层再次验算,对挡土墙的稳定性进行复核和修正。地基土抗剪强度不足引起地基承载力不足,地基的不同部位的沉降量差异太大,地基的透水性引起地基的性能发生变化。当上部的挡土墙传到地基荷载大于地基承载力,往往是因为地基土的抗力不足,而引起地基承载力下降,从而增大挡土墙失稳的风险。地基不同部位沉降差异过大,不可避免地会引起上部挡土墙裂缝变形。在房屋开挖时出现[]管涌现象,可能会是地基透水,这样对上部的挡土墙起着不利的影响
        2.4基础砌筑施工带来的安全隐患
在基础施工时,基坑没有保持着干燥与洁净的环境,基础砌筑施工没有进行必要的技术交底和没有请有资质要求的施工队完成,施工前没有预留伸缩缝和沉降缝,各砌块的砂浆强度不足。基底为软弱土层时没有换填材料基层。
        2.5砌筑施工带来的安全隐患
挡土墙的大小尺寸、坡度与[]设计图纸不一致,在施工挡土墙时,擅自更改挡土墙的尺寸,砌缝砂浆不饱满,砂浆没有均匀分布在石块的表面。石块的大小标准不符合要求,片石作为砌筑的原材料;沉降缝设置不准确,没有严格地按照图纸要求施工,挡土墙排水系统施工不规范,没有把土工过滤布布在排水进口里[],或其他杂物堵住管口不能正常排水。压顶没有按照要求施工,压顶的强度与厚度不符合要求,砌缝砂浆的强度和粘结强度不足。
砌筑片石混凝土时水灰比选用的比例不对,石块的含泥量较多,选用干缩性大的水泥,混凝土浇筑和拆模时不符合规范的要求,这就可能使挡土墙会产生裂缝的可能。
        2.6雨期施工带来的安全隐患
施工队伍没有充分了解天气情况,没有做好雨前的停工和雨后的复工的时间[],挡土墙的排水局部积水处理不妥,导致突然下雨束手无策[],雨水使砂浆强度降低。降雨对坡面的岩土层进行冲刷,使土体的含水量增大,土体的单位体积的重量增大,大大提高挡土墙的坍塌滑坡的可能。

        2.7其他问题引起的安全隐患
临时堆积的建筑垃圾没有运送至规定的地方,墙面不平整,创造了挡土墙的渗透条件,排水孔不畅通。地基土没有足够的承载力,沉降量不满足要求,在重力式挡土墙自身重力加大时,若地基不良或者基础处理不当,可能会引起挡土墙的失稳或破坏;汽车来往的疲劳荷载或打桩引起的震动,使得地基土震动而下沉,使上部挡土墙因此而失稳破坏。


        3挡土墙失稳破坏原因分析
        3.1失稳的先兆
墙面外鼓或向外倾斜,挡土墙开裂;超载严重,上部传来的荷载大于设计强度所能承受的荷载设计值。出现水平裂缝、垂直裂缝、斜裂缝、墙面外鼓和勾缝脱落、伸缩缝错位是失稳的先兆,另外,砌筑砂浆松散、挡土墙排水不通畅、挡土墙平台开裂、墙趾厚度不足、墙背回填土松散也是很容易造成失稳的,因此,我们很有必要要对挡土墙进行滑动验算、倾覆验算、墙身剪应力验算。
        32地质情况勘察不清
在地质勘探的时候,忽略了水的作用。而水往往会改变地基土的力学性质,从而使得土体抗剪强度下降,地基土的冲击而掏空,引起挡土墙坍塌破坏。
        3.3地基承载力不足
地基承载力不足有可能是基础埋置深度不够,也有可能是地基土不满足设计要求。地基的承载力不足会引起挡土墙的倾覆和滑移的现象,在雨水的不断冲击下,会引起地基土的掏空破坏,使得挡土墙的墙趾下沉
        3.4排水系统不良
排水系统的不良,必然会引起墙背的填土水分增加,导致墙背填土含水量增加同时产生附加静水压力,减少了填土的摩擦系数,使得墙背填土的主动土压力增大,使得挡土墙的抗剪强度下降,地基的承载力下降,增大了附加水压力,从而增大挡土墙的主动土压力,使得墙身大大提高了整体失稳的可能。
        3.5其他失稳原因
影响重力式挡土墙的失稳原因有很多,例如墙体材料、墙体的尺寸、承载力的大小以及分布、墙后堆载、地下水位的变化。此外,还有不可抗力因素和人为因素值得考虑。比如说人为因素,(1)从设计方面去考虑分析,设计计算方法不正确,没有考虑到不利因素对挡土墙的影响,地质条件不清楚。(2)从施工角度去分析,施工队伍技术水平低,不按照图纸施工,擅自改动挡土墙的尺寸、墙高等,墙后排水系统做得不完善,重力式挡土墙的砌筑砂浆没有达到设计要求。(3)从外界环境分析,连续的暴雨对挡土墙的土体产生影响、墙顶的堆积荷载,靠近墙趾开挖土体。(4)挡土墙外侧存在临空面,且临空面坡体比较破碎,对挡土墙的地基承载力有一定负面的影响。
        4加固处理
        4.1挡土墙的基础加固
对挡土墙的基础进行加固,能够有效减少挡土墙基础的压力,同时增加其相关的稳定性,使其在使用中不会轻易倒塌。由此就可以在挡土墙的底部延伸出一层台阶,能够达到拓展挡土墙基地的效果。一般而言,这个台阶的宽度不小于20cm,其高度需要与宽度形成一定的比例。而当地基的土层较软时,可以通过使用砂石、矿渣等来对土层进行填换,进而来有效扩散地基的压力,提升挡土墙的稳定性。在进行挡土墙类型的选择与应用时,需要进行全方位综合性考虑。在设计时对相关土体的稳定性以及维持稳定平衡的条件进行准确衡量,对相关的荷载量及挡土墙建设的方向进行合理规划。
        4.2排水设施
对于浆砌石挡土墙而言,需要在建设的过程中在地面上层设置相应的排水孔。对于墙体较高的挡土墙来说,还可以在墙上加设排水孔。通常情况下,排水孔采用的都是方形孔或者是圆形孔,两孔之间的距离为3m左右,上下排水孔需要错开设置。排水孔中的进水孔采用反滤材料,同时还需要使用水泥板来进行相关进水孔的封堵,进而避免山间的小动物对其形成破坏,造成路肩的塌陷。
        4.3沉降缝与伸缩缝的设置
在建筑挡土墙时,为了能够有效避免由于地基发生不均匀沉降而引起墙身开裂的情况。需要依据墙高以及相关地基的性质来合理设置沉降缝。同时,为了能够有效减少墙体因相关的收缩硬化以及由于温度变化而产生的裂缝,需要对其进行伸缩量的设置。由此,将沉降缝与伸缩缝进行结合,就会在挡土墙的墙体上形成很多的裂缝。因此就需要使用沥青麻絮、沥青竹絮等富有较强弹性的材料来进行裂缝的填充。。
        5结语
重力式挡土墙是防止土体塌陷的重要结构形式。挡土墙的施工是非常重要的。重力式挡土墙的施工与施工关系到人们的生活质量,关系到人们对美好生活的向往。因此,挡土墙的安全问题必须最先考虑,在此之外,结合项目现场的实际施工情况提出加固处理方法,得出挡土墙设计及施工时需要注意以下问题:

1)、挡土墙设计之前应进行必要的勘察工作,局部钻孔反应不出整个基坑开挖后的实际状况,应根据现场实际情况采用动态设计法及时调整设计,以满足规范规定的承载力及稳定性要求。
2)、施工单位施工时,必须严格按照设计要求及施工规范进行施工,挡土墙墙背需做好排水措施,墙顶需做好防水层,防止因排水不畅积水沉积影响挡土墙整体稳定性。
挡土墙的加固处理方法很多,应因地制宜地选择合理的加固处理措施,合理的加固结构形式,才能使损失降低到最小。
        参考文献:
[1]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
[2]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
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[5]姜彤,雷家华.抗滑桩不同布桩方式加固效果对比模型试验研究[J].应用基础与工程科学学报,2019,2019(02):404-417.
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