空箱式擋土墻滑移的原因分析及處理措施

汪禮根/安徽省淠史杭灌區管理總局設計院

空箱式擋土墻滑移的原因分析及處理措施

汪禮根/安徽省淠史杭灌區管理總局設計院

空箱式擋土墻由底板、頂板及立墻組成的空箱狀的、依靠箱內填土或充水的重量維持自身穩定的擋土墻。因其剛度大，整體寬度大，抗傾覆能力強。適用于墻后高填土地段，在邊坡防護工程中得到廣泛應用。本文對某空箱式擋土墻產生滑移的原因、處理措施和處理效果進行了分析和介紹。

空箱式擋墻；滑移成因；處理措施

一、概述

空箱式擋土墻由底板、頂板及立墻組成的空箱狀的、依靠箱內填土或充水的重量維持自身穩定的擋土墻。因其剛度大，整體寬度大，抗傾覆能力強。適用于墻后高填土地段，在邊坡防護工程中得到廣泛應用。本文對某空箱式擋土墻在墻后填土施工過程中產生滑移的原因進行分析、對采取的處理措施和處理效果進行了介紹和評價，并對空箱式擋土墻墻后填土施工提出意見和建議。

二、空箱式擋土墻結構設計

（一）工程地質

工程區所在地附近是一個以低山為主的地帶。河道兩側部位為隆起的山體，中間為河谷平畈。兩側山頂高程在90～110m；中間河谷高程在45～50m之間，河床高程在40～43m之間。河床一般被沖洪積層覆蓋，偶見基巖裸露，河道附近多為廣闊河漫灘，河床內泥質砂巖分布很廣，但很淺薄。

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001），工程區地震動峰值加速度為0.10g，相應地震基本烈度為Ⅶ度。

渠下涵軸線長約90m，上下游均為自然下切河道，部分河床兩岸為低矮山體，局部基巖基本裸露。涵上渠道均為高填方段，渠道兩側為人工填土，。根據現場勘探成果，現將鉆孔揭露的地層分述如下：

根據本次鉆探揭露以及室內土工試驗定名，該場地內的地層自上而下劃分為：①層素填土(Qml)—②層粉質粘土(Q4al＋pl)—③1層強風化泥質砂巖（K）—③2層中風化泥質砂巖（K）。各巖土層地層特征分述如下：

1. 層素填土（Qml）——黃褐、灰黃色，以素填土為主，含有植物根系。

2. 層粉質粘土(Q4al＋pl)——棕褐色，硬塑～可塑狀態，含氧化鐵，干強度高，韌性高。標準貫入試驗實測擊數4～93擊，平均18.3擊。

3. 1層強風化泥質砂巖（K）——主要為棕紅色，呈土狀、碎屑狀，濕～稍濕，密實，可見鐵錳質浸染及云母碎片，局部夾少量石英小礫石。局部風化不均勻，遇水易崩解，水浸泡后手可捏碎。

4. 2層中風化泥質砂巖（K）——主要為棕紅色，短柱至長柱狀，原巖結構可辨，敲擊易斷，屬軟巖，巖芯較完整。

（二）空箱擋土墻結構設計

某空箱式擋土墻系一大型渠下涵上游右岸擋土墻，鋼筋混凝土結構。空箱長12.0米，寬7.3米，左端為弧形。墻前緣高8.6米，后緣高10.9米，基礎為中風化泥質砂巖上回填2.6米深素混凝土墊層，底板厚0.8米，前后緣皆設0.4米齒坎，空箱及其隔墻厚度皆為0.5米。設計空箱內部滿填砂性土。其工作條件為后側填土至墻頂，按1：3坡度向后堆土，堆土高度超過10米，墻前局部填土（設計時未計被動土壓力對穩定的影響）。

經結構計算和穩定計算，皆滿足強度和穩定要求。

三、滑移的發生及原因分析

（一）滑移的發生

空箱施工結束后，在混凝土齡體和強度皆滿足要求時，由于渠道接近放水季節，施工單位搶趕工期，加緊進度填土，在填土接近后側墻頂時，空箱擋土墻向前滑移了0.2米，根據現場測量發現，空箱擋土墻的滑移是整體滑移，墻腳、墻頂滑移量相同，左右端滑移量也相同。

（二）滑移的原因分析

空箱擋土墻發生滑移后，建設單位組織工程設計、監理和施工單位召開現場會議，分析認為發生擋土墻滑移是因為施工過程中墻體太輕，墻底與墊層摩擦力太小，墻底與墊層因剪斷而發生相對位移。其主要原因為：

1.墻后填土時空箱箱體內未填土。因施工單位趕工，空箱墻體又太高，先填空箱內土不方便，施工單位嚴重違反施工程序，在空箱內部未填土的情況下回填墻后土。

2.墻后填土土料不符合要求。設計要求墻后填土為砂性土，且有密實性要求，但施工正值多雨季節，且填土量太大，施工單位就地利用開挖土方進行回填，土方為粘性土且含水量過大，土的類型和含水量皆不符合要求。

3.墻后填土速度過快。因接近放水季節，墻后渠堤要求盡快恢復，施工單位因趕工加緊施工，一天的回填高度竟達四、五米，且用大型機械碾壓，造成大量彈簧土體，致使施工過程中主動土壓力大大增加。

4.墻前回填土未及時回填。墻前回填土未能及時回填，未能發揮墻前被動土壓力的作用。

四、處理措施及處理效果

（一）處理措施

根據空箱擋土墻滑移產生的原因，采取了以下處理措施：

1.停止墻后回填土施工，并及時挖除靠近墻體的部分土方，對空箱內部進行逐層回填，增加墻體重量。

2.逐層挖除墻后填土，在墻后2米范圍內回填砂礫石，增做排水盲溝，保證墻后排水通暢。

3.墻后填土修改為加筋土回填，控制回填速度，每天填土高度不超過2米。

4.同時對墻前根據設計斷面進行逐層回填壓實。

（二）處理效果

按以上各項措施處理后，直至回填至渠道堤頂，且經過近一年的運行觀測，空箱擋土墻未再出現新的滑移，說明空箱擋土墻是穩定的。

五、結語

空箱擋土墻因其結構剛度大，底寬大而抗傾覆穩定性好，對高邊坡擋墻是很好的選擇方案。但因為是空箱，在填土之前其自重不大，抗滑移穩定較差。通過本工程中空箱擋墻的實例來看，按設計和規范要求進行空箱內和墻后填土施工方能保證擋墻穩定，是至關重要的。

[1]中國建筑科技研究院 JGJ120-2012 《建筑基坑支護技術規程》中國建筑工業出版社，2012。

[2]重慶市城鄉建設委員會GB50330-2013《建筑邊坡工程技術規范》中國建筑工業出版社，2013。

[3]SL379-2007 《水工擋土墻設計規范》中國水利水電出版社，2007。

[4]SL386-2007《水利水電邊坡設計規范》中國水利水電出版社，2007。

汪禮根，男，1966年5月生，高級工程師；現于安徽省淠史杭灌區管理總局設計院，主要從事水利工程規劃設計、監理工作。