婁川 馬寶海
摘 要:在水利工程設計中,經常遇到建筑場地起伏不平、高差較大的情況,在這種條件下,既要建筑場地的美觀實用,又想最大限度地減少土方量的平整,降低造價,其辦法就是設置擋土墻。擋土墻是為了防止固體廢棄物堆積體被沖蝕或易發生滑塌、崩塌,或穩定人工開挖形成高陡邊坡。為此,本文主要研究了擋土墻在實際水利工程案例中的應用,并結合筆者自身的經驗簡述了擋土墻施工技術的概況和施工要點。
關鍵詞:混凝土擋土墻;水利工程;概況
擋土墻的應用較為廣泛,比如水利水電工程、航道建設、建筑工程等等,作為一種支擋結構,發揮著非常重要的作用。所以擋土墻的設計在水利工程專業土力學教學中的設置是及其重要的部分。尤其在當今21世紀生態水利、資源水利與環境水利的時代,水工擋土墻在傳統的擋土、擋水情況之外,更多時候作為一道景觀墻,兼備造景功能,創造人與自然和諧相處的生態濱水環境,為水利水電工程帶來一道亮麗的風景線。
1 擋土墻的概況
隨著水利工程中水庫樞紐、引水樞紐的日益發展,各種水利水電施工技術也在不斷普及,拿擋土墻來說,它能加固人工高坡的穩定性,很好的預防滑坡等地質災害的發生,但因其在水工中會長期受河水沖刷侵蝕,所以對施工技術方法有特別高的要求。擋土墻在整個水利工程中占據著非常重要的地位,隨著近年來洪災的頻發,給居住在河流下游的居民的生命財產造成了極大的損失和威脅,也促使水工施工者對擋土墻愈加重視。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。在擋土墻橫斷面中,與被支承土體直接接觸的部位稱為墻背;與墻背相對的、臨空的部位稱為墻面;與地基直接接觸的部位稱為基底;與基底相對的、墻的頂面稱為墻頂;基底的前端稱為墻趾;基底的后端稱為墻踵。
根據其剛度及位移方式不同,可分為剛性擋土墻、柔性擋土墻和臨時支撐三類。根據擋土墻的設置位置不同,分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻等。設置于路堤邊坡的擋土墻稱為路堤墻;墻頂位于路肩的擋土墻稱為路肩墻;設置于路塹邊坡的擋土墻稱為路塹墻;設置于山坡上,支承山坡上可能坍塌的覆蓋層土體或破碎巖層的擋土墻稱為山坡墻。
2 工程案例
本工程主要是擋墻砼工程,樁號從K0+000~K0+899.88和K1+164.88~K1+230,全長965.0米,擋墻定高程235.0米~242.72米。擋墻采用衡重式擋墻,擋墻基礎嵌入中風化基巖最小部位不小于1.5米,沉降縫每10米一道,泄水孔呈梅花型布置,間距2米*2米,高程208以下擋墻基礎采用C20砼與基礎一同澆筑,高程208米以上采用C20埋石澆筑砼,砼中填埋塊石厚度不小于15cm,其填充量不超過砼體積的30%,全段砼工程量約145300立方米。
3 水利工程施工中擋土墻的施工要點
擋土墻是水利工程的重要部位,特別是中小型灌區建筑物,其進出口擋土墻工程量一般占全部工程量的30%~50%左右。所以,搞好水工擋土墻施工技術,對工程運行安全具有重要意義。
1、基槽挖土方:本工程挖基槽土方采用挖掘挖機及人工配合進行開挖。挖基配合墻體施工分段進行,先測量放線,定出開挖中線及邊線,起點及終點,設立樁標,注明高程及開挖深度,用1m3反鏟挖掘機開挖,多余的土方裝車外運棄土。在施工過程中,應根據實際需要設置排水溝及集水抗進行施工排水,保證工作面干燥以及基底不被水浸。
2、地基處理:當挖基發現有淤泥層或軟土層時,需進行換土處理,報請監理工程師及業主批準后,才進行施工。
3、碎石墊層施工:根據設計圖紙現澆鋼筋砼擋土墻。基底鋪20公分厚碎石墊層,并用打夯機夯入地基土。以便增加基底摩擦系數。予制擋土墻的基礎墊層為C10砼墊層10公分厚。
4、鋼筋安裝:現澆鋼筋基礎先安裝基礎鋼筋,預理墻身豎向鋼筋,待基礎澆灌砼完后且砼達到2.5Mpa后,進行墻身鋼筋安裝。
預制鋼筋砼擋土墻的基礎鋼筋分二次安裝,第一次安裝最底層的鋼筋,基礎達到一定強度,安裝好預制墻身后,再安裝第二階的基礎鋼筋。
5、現澆砼基礎:按擋土墻分段長,整段進行一次性澆灌,在清理好的墊層表面測量放線,立模澆灌。
6、現澆墻身砼:現澆鋼筋砼擋土墻與基礎的結合面,應按施工縫處理,即先進行鑿毛,將松散部分的砼及浮漿鑿除,并用水清洗干凈,然后架立墻身模板,砼開始澆灌時,先在結合面上刷一層水泥漿或墊一層2—3公分厚的1:2水泥砂漿再澆灌墻身砼。
墻身模板采用光面七夾板拼裝,豎枋用8×10cm枋間距為40cm,用鋼管作圍楞,用8×10cm的木枋作斜撐進行支撐,側模用ф16的螺栓對拉定位,螺栓間距為80cm(見附件擋墻模板示意圖),螺栓穿孔可采用內徑為20—25cm的硬塑料管,拆模時,將螺栓拔出,再用1:2水泥砂漿堵塞螺栓孔,墻身模板視高度情況分一次立模到頂和二次立模的辦法,一般4米高之內為一次立模,超過4米高的可分二次立模,亦可一次立模。當砼落高大于2.0m時,要采用串筒輸送砼入倉,或采用人工分灰,避免砼產生離析。砼由砼加工廠,用砼運輸車運至現場,在墻頂搭設平臺,用吊機吊送砼至平臺進行澆灌,砼澆灌從低處開始分層均勻進行,分層厚度一般為30n,采用插入式振搗器振搗,振搗棒移動距離不應超過其作用半徑的1.5倍,并與側模保持5—10cm的距離,切勿漏振或過振。在砼澆灌過程中,如表面泌水過多,應及時將水排走或采取逐層減水措施,以免產生松頂,澆灌到頂面后,應及時抹面,定漿后再二次抹面,使表面平整。砼澆灌過程中應派出木工、鋼筋工、電工及試驗工在現場值班,發現問題及時處理。砼強度件制作應在現場拌和地點或澆灌地點隨機制取,每工作班應制作不少于2組試件(每組3塊)。
砼澆灌完進行收漿后,應及時灑水養護,養護時間最少不得小于7天,在常溫下一般24小時即可拆除墻身側模板,拆模時,必須特別小心,切莫損壞墻面。
7、伸縫縮、沉降縫及泄水孔的處理:現澆灌鋼筋砼擋土墻的伸縮縫和沉降縫寬2cm(施工時縫內夾2公分厚的泡沫板或木板,施工完后抽出木板或泡沫板)從墻頂到基底沿墻的內、外、頂三側填塞瀝青麻絲,深15cm。
擋土墻泄水孔為ф10cm的硬質空心管,泄水孔進口周圍鋪設50×50×50cm碎古,碎古外包土工布,下排泄水孔進口的底部鋪設30cm厚的粘土層并歷夯實。
水利工程中擋土墻排水系統的設置主要包括地面排水以及墻身排水兩個方面。地面排水設置主要有地面排水溝、截引地表水和地面水下滲等方法,在有需要的情況下,除上述方法外還需要設置鋪砌層;墻身排水系統的設置的作用主要是排出墻后積水,此項工作設計的重點在泄水孔的孔眼大小、安裝位置及安裝坡度上。
4 結束語
綜上所述,現階段,擋土墻被廣泛應用于工程建設中的各個方面。隨著我國水利工程建設進入大發展階段,混凝土擋土墻作為水利工程建設的攔土構造物得到了極為廣泛的應用。進行擋土墻施工時要注意參考擋土墻所在地的實際情況,掌握施工要點,才能確保施工的整體質量。
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