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(qū)管理總局設(shè)計(jì)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(qū)管理總局設(shè)計(jì)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(nèi)填土或充水的重量維持自身穩(wěn)定的擋土墻。因其剛度大，整體寬度大，抗傾覆能力強(qiáng)。適用于墻后高填土地段，在邊坡防護(hù)工程中得到廣泛應(yīng)用。本文對(duì)某空箱式擋土墻產(chǎn)生滑移的原因、處理措施和處理效果進(jìn)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(nèi)填土或充水的重量維持自身穩(wěn)定的擋土墻。因其剛度大，整體寬度大，抗傾覆能力強(qiáng)。適用于墻后高填土地段，在邊坡防護(hù)工程中得到廣泛應(yīng)用。本文對(duì)某空箱式擋土墻在墻后填土施工過(guò)程中產(chǎn)生滑移的原因進(jìn)行分析、對(duì)采取的處理措施和處理效果進(jìn)行了介紹和評(píng)價(jià)，并對(duì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）工程地質(zhì)

工程區(qū)所在地附近是一個(gè)以低山為主的地帶。河道兩側(cè)部位為隆起的山體，中間為河谷平畈。兩側(cè)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(nèi)泥質(zhì)砂巖分布很廣，但很淺薄。

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。

渠下涵軸線長(zhǎng)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(cè)為人工填土，。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘探成果，現(xiàn)將鉆孔揭露的地層分述如下：

根據(jù)本次鉆探揭露以及室內(nèi)土工試驗(yàn)定名，該場(chǎng)地內(nèi)的地層自上而下劃分為：①層素填土(Qml)—②層粉質(zhì)粘土(Q4al＋pl)—③1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（K）—③2層中風(fēng)化泥質(zhì)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(zhì)粘土(Q4al＋pl)——棕褐色，硬塑～可塑狀態(tài)，含氧化鐵，干強(qiáng)度高，韌性高。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測(cè)擊數(shù)4～93擊，平均18.3擊。

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

4. 2層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（K）——主要為棕紅色，短柱至長(zhǎng)柱狀，原巖結(jié)構(gòu)可辨，敲擊易斷，屬軟巖，巖芯較完整。

（二）空箱擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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(jié)構(gòu)。空箱長(zhǎng)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(chǔ)為中風(fēng)化泥質(zhì)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(shè)0.4米齒坎，空箱及其隔墻厚度皆為0.5米。設(shè)計(jì)空箱內(nèi)部滿填砂性土。其工作條件為后側(cè)填土至墻頂，按1：3坡度向后堆土，堆土高度超過(guò)10米，墻前局部填土（設(shè)計(jì)時(shí)未計(jì)被動(dòng)土壓力對(duì)穩(wěn)定的影響）。

經(jīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算，皆滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定要求。

三、滑移的發(fā)生及原因分析

（一）滑移的發(fā)生

空箱施工結(jié)束后，在混凝土齡體和強(qiáng)度皆滿足要求時(shí)，由于渠道接近放水季節(jié)，施工單位搶趕工期，加緊進(jìn)度填土，在填土接近后側(cè)墻頂時(shí)，空箱擋土墻向前滑移了0.2米，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，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(fā)生滑移后，建設(shè)單位組織工程設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工單位召開現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議，分析認(rèn)為發(fā)生擋土墻滑移是因?yàn)槭┕み^(guò)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(fā)生相對(duì)位移。其主要原因?yàn)椋?/p>

1.墻后填土?xí)r空箱箱體內(nèi)未填土。因施工單位趕工，空箱墻體又太高，先填空箱內(nèi)土不方便，施工單位嚴(yán)重違反施工程序，在空箱內(nèi)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(shè)計(jì)要求墻后填土為砂性土，且有密實(shí)性要求，但施工正值多雨季節(jié)，且填土量太大，施工單位就地利用開挖土方進(jìn)行回填，土方為粘性土且含水量過(guò)大，土的類型和含水量皆不符合要求。

3.墻后填土速度過(guò)快。因接近放水季節(jié)，墻后渠堤要求盡快恢復(fù)，施工單位因趕工加緊施工，一天的回填高度竟達(dá)四、五米，且用大型機(jī)械碾壓，造成大量彈簧土體，致使施工過(guò)程中主動(dòng)土壓力大大增加。

4.墻前回填土未及時(shí)回填。墻前回填土未能及時(shí)回填，未能發(fā)揮墻前被動(dòng)土壓力的作用。

四、處理措施及處理效果

（一）處理措施

根據(jù)空箱擋土墻滑移產(chǎn)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(shí)挖除靠近墻體的部分土方，對(duì)空箱內(nèi)部進(jìn)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(nèi)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(guò)2米。

4.同時(shí)對(duì)墻前根據(jù)設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行逐層回填壓實(shí)。

（二）處理效果

按以上各項(xiàng)措施處理后，直至回填至渠道堤頂，且經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行觀測(cè)，空箱擋土墻未再出現(xiàn)新的滑移，說(shuō)明空箱擋土墻是穩(wěn)定的。

五、結(jié)語(yǔ)

空箱擋土墻因其結(jié)構(gòu)剛度大，底寬大而抗傾覆穩(wěn)定性好，對(duì)高邊坡?lián)鯄κ呛芎玫倪x擇方案。但因?yàn)槭强障洌谔钔林捌渥灾夭淮螅够品€(wěn)定較差。通過(guò)本工程中空箱擋墻的實(shí)例來(lái)看，按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行空箱內(nèi)和墻后填土施工方能保證擋墻穩(wěn)定，是至關(guān)重要的。

[1]中國(guó)建筑科技研究院 JGJ120-2012 《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012。

[2]重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)GB50330-2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013。

[3]SL379-2007 《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》中國(guó)水利水電出版社，2007。

[4]SL386-2007《水利水電邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》中國(guó)水利水電出版社，2007。

汪禮根，男，1966年5月生，高級(jí)工程師；現(xiàn)于安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局設(shè)計(jì)院，主要從事水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、監(jiān)理工作。