影響擋土墻穩定性因素及其處理對策

王俊偉

(遼寧省朝陽市水利規劃勘測設計院，遼寧 朝陽 122000)

影響擋土墻穩定性因素及其處理對策

王俊偉

(遼寧省朝陽市水利規劃勘測設計院，遼寧 朝陽 122000)

近年來擋土墻在水利工程中得到了普及應用，因其獨特的構造物形式而增強了水利設施抗病害性能，加強了水利工程路基構造的抗病害性能。但是，擋土墻自身結構在使用階段也面臨著一系列的風險問題，特別是擋土墻穩定性不足而影響了工程效益，制約了水利工程結構的持久利用。文章分析了農業水利工程發展實況，探討了影響擋土墻穩定性的主要因素，最后提出擋土墻改造處理的綜合對策。

擋土墻；穩定性；因素；處理對策

0 引 言

回顧過去農業水利項目改造的實際情況，水利工程配套設施性能常受到內外因素干擾，導致結構使用壽命達不到預定的要求，影響了農業水利灌區用水調度的作業效率。擋土墻是加固水利工程路基的常用構造物，設定于水利工程結構起到了維護工程、抵抗病害、加固地基等多項作用。

1 水利工程應用發展趨勢

喀左縣2011年水土保持綜合治理工作緊緊圍繞著省、市業務部門下達的水土流失防治任務，按照國家水土保持重點治理區水土流失綜合治理工程建設的工作要求，全縣各相關部門相互配合，展開了卓有成效的工作，取得了可喜的成果。截止目前，完成水土流失綜合治理面積2423hm2，其中：水土保持林690hm2，水平槽整地67hm2，水平梯田327hm2，生態修復667hm2，其它工程673hm2，修作業路4km。總計完成土石方64.4萬 m3，出動人工8.16萬工日，機械臺班73個，完成工程投資382.6萬元。農村水利工程建設取得優異的成就，保障了水土資源利用率的最優化調控，與水利工程整改方案實施是密切相關的，這是保障現代農業生產活動穩定執行的基礎[1]。

2 影響擋土墻穩定性因素分析

基于三大產業結構升級趨勢下，農村對基礎設施改造活動給予了高度重視，積極投資農業水利工程項目以維護農業經濟。除了對農業水利工程主體構造進行強化外，也配套了一些輔助性的構造物，擋土墻則是水利工程地基加固的有效方式。為了充分利用擋土墻輔助水利工程建設，需詳細分析影響擋土墻結構穩定性的因素，為項目施工改造提供科學的實踐依據。從擋土墻結構建造流程來說，影響擋土墻穩定性因素包括：

①勘測因素。工程勘測是整個項目實施的前期準備，做好擋土墻勘測對后續施工起到了指導下的作用。相反，若前期勘測不足則會誤導擋土墻施工操作，限制了擋土墻結構性能的全面發揮。由于喀左縣所處地域條件的特殊性，各村區對擋土墻結構的性能標準不一，缺少足夠的地質勘測、環境勘測、水文勘測等工作，容易誤導擋土墻整體的編排與設置。若擋土墻設定區域不合適，則會影響到其使用階段的穩定性能，不利于水利工程維護；②設計因素。就擋土墻結構來說，其設計方案對日后穩定性也是有明顯影響的，結構設計失誤直接減弱了鞏固性能。擋土墻由墻背、墻面、基底、墻頂、墻趾、墻踵等部分組成，每個結構設計都有嚴格的規定，都要參照水利工程路基狀況進行選擇。設計人員在編制擋土墻方案時堅持傳統設計思路，統一采用相同的擋土墻構造形式，一些特殊路基工程無法適應舊擋土墻的應用要求，對擋土墻也產生了反作用力，破壞了擋土墻的穩定性；③施工因素。經過較長時間利用發現，擋土墻在維護水利工程路基構造階段，其本身也面臨著許多的穩定性問題。特別是遇到承載力偏高的水工建筑物，擋土墻穩定系數越低。施工是擋土墻筑造成形的核心環節，施工質量不達標而減弱了擋土墻的綜合性能，在面對高荷載路基結構時，擋土墻的抗震、抗壓等能力減弱。一般情況下，農業水利工程擋土墻穩定性失效，多數是由于水工建筑物承載力、水流沖蝕力等超標引起；④維護因素。擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩的構造物，現代水利工程已經把擋土墻作為不可缺少的支撐體系，配備專用擋土墻有助于增強設施的調度性能。農村經濟條件有限，對水利工程投入的維護成本較低，擋土墻使用期間維護工作不到位，限制了擋土墻承載性能的最優化。對于早期建造的擋土墻結構，農業水利部未提供支架或維護措施，使擋土墻穩定性系數越來越小。

3 新型水利技術用于擋土墻處理

近年來，水利工程選用擋土墻作為塌方、滲漏、裂縫、沉降等病害的防御措施，借助擋土墻加固作用降低各類病害的發生率。另一方面，擋土墻使用期間也面臨著一系列的功能風險，穩定性失效基本造成擋土墻失去其利用價值。筆者認為，加筋土、加筋環等技術是比較適用的處理方法[2]。

3.1 加筋土

經過20多年的有效治理，喀左縣水土保持生態建設戰果輝煌。目前，全縣已治理小流域31條，治理大小溝壑186條，綜合治理水土流失面積9.4萬 hm2。全縣累計植樹造林3130萬株，森林覆蓋率由原來的18.5%提高到現在的34.6%。加筋土擋墻是利用加筋土技術修建的一種支擋構筑物，加筋土是一種在土中加入拉筋帶的復合土，它利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程性能，從而達到穩定土體的目的。對于早期存在結構缺陷的擋土墻，利用加筋土實施處理的效果良好，基本解決了擋土墻的穩定性問題，全面增強了水利工程地基構造的穩定系數。

3.2 加筋環

加筋環由3個同直徑鋼筋環和若干與之垂直相交的立筋綁扎而成內側附著土工格柵做襯墊。鋼筋按設計加筋環周長進行斷料和焊接，立筋斷料，立筋材料也可采用預制鋼筋混凝土短柱等。

①沖切環溝。當分層填土碾壓至某一高程面后，平整作業面，然后按設計圖要求實地確定圓心位置，并按加筋環半徑精確畫圓。沖切鋼鏟沿圓弧逐段沖切環溝環溝深度略深于加筋環高度，溝寬略寬于加筋環厚度，以正好能放下加筋環即可。②安裝墻面板。墻面板預制后拼裝，為固定墻面板需要安裝錨固桿和錨固塊。為墻面穩定和施工安全，壓路機不能靠墻面板過近作業。靠墻面板處可采用人工或小型夯機分層夯實。安裝人員要根據擋土墻圖紙設計方案，對擋土墻結構實施綜合安裝方法，從而保證了墻面板安裝質量，使擋土墻在使用階段發揮出應有的加固作用。

3.3 其它應用

除了上述加固處理方法外，還有一些比較綜合性的技術方案，這類新技術可涉及現在所有常用的加筋土技術的工程項目，如：將加筋環置于路堤中可以穩定路基，防止邊坡下滑。將加筋環置于軟土地基中，可以加固軟土地基，提高地基承載力等。此外還有其它方面的擴展應用，如：連續向上疊加加筋可以構造超大型柔性筒倉，它可以用來貯存各種散裝集料，如煤炭、礦砂、糧食供應等。無論是哪一種施工處理方案，最終目標都是為了提升擋土墻的整體性能，這就要求施工單位根據現場情況合理地選擇。

4 結 論

擋土墻是現代水利工程不可缺少的構筑物，用其輔助水利工程調度能夠起到多方面的保護功能。因此，針對擋土墻結構本身存在的穩定性問題，施工單位必須采用加筋土、加筋環等技術綜合處理，全面提升擋土墻結構的承載性能及抗害性能。

[1]楊接平，梁月英.某河道擋土墻安全評價與加固方案分析[J].中國農村水利水電，2011，31(06):47-48.

[2]王兆軍，范光亞.全拼裝連拱支架式擋土墻的設計與應用[J].中國農村水利水電，2000，12(09):21-22.

1007-7596(2014)01-0254-02

2013-12-21

王俊偉(1979-)，女，遼寧喀左人，工程師。

TU476.4

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