扶壁式擋土墻倒塌事故實例分析

盧文浩 章光杰 陳 煒

(浙江大合檢測有限公司，浙江 杭州 311100)

0 引言

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，在邊坡工程防護中應用非常廣泛。按結構特點可分為重力式擋土墻、錨定式擋土墻、薄壁式擋土墻、加筋土擋土墻等類型。其中薄壁式擋土墻是鋼筋混凝土結構，包括懸臂式和扶壁式兩種主要型式。懸臂式擋土墻由立壁和底板組成，有三個懸臂，即立壁、趾板和踵板。當墻身較高時，可沿墻長一定距離立肋板(即扶壁)聯結立壁板與踵板，從而形成扶壁式擋墻。

浙江省某扶壁式擋土墻建造于2012年，場地面貌為低山殘丘及坡積裙地貌。擋土墻前側坡腳為某學校的圍墻，后側坡頂為某在建的住宅區。2015年1月2日學校的改擴建工程開始用地三通一平施工，在學校的圍墻內場地進行了土方開挖。2015年2月28日，在連續幾天的大雨后，中間一段擋土墻向前倒塌，滑坡土體及破壞后的擋墻墻身等沿地勢沖垮學校圍墻，翻倒進學校圍墻內場地，所幸當時正是春節假期，未造成人員傷亡。

1 現場情況調查與檢測

1.1 現場擋土墻倒塌情況

倒塌的擋土墻高度為4.8 m，擋土墻倒塌后底板朝后，墻頂朝前，倒塌前擋土墻墻頂地面有大量工程堆土，高度為3.5 m，擋土墻與前方學校的圍墻距離1 m。圍墻內場地放坡開挖施工開挖深度約2.3 m，開挖位置距離圍墻最近處為1.5 m。

擋土墻倒塌正立面圖、側面圖，坡腳開挖圖見圖1～圖3。

1.2 擋土墻構件截面尺寸

經開挖，現場采用卷尺對擋土墻構件截面尺寸進行測量，結果表明擋土墻高度、立壁厚度、趾板寬度符合設計要求，但踵板寬度小于設計值，底板厚度小于設計值。擋土墻踵板寬度實測為1 020 mm，設計為1 100 mm，底板厚度實測為410，設計為500。

1.3 擋土墻混凝土結構鋼筋布置情況

現場采用鋼筋掃描儀對擋土墻鋼筋配置檢測，檢測結果表明擋土墻立壁和底板的主筋直徑小于設計值，肋板的主筋直徑符合設計值，主筋規格和間距符合設計要求。立壁的主筋實測為14 mm，設計為16 mm，底板主筋實測為22 mm，設計為25 mm，肋板主筋實測為20 mm，設計為20 mm。

1.4 擋土墻材質強度

依據《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》，采用取芯機對倒塌的擋土墻立壁共取3個芯樣，根據檢測結果，擋土墻混凝土強度符合設計C30要求。

1.5 擋土墻排水情況

現場測量擋土墻布置泄水孔管徑70 mm，橫向間距3 000 mm，縱向間距2 200 mm。經開挖勘察，該擋土墻未按要求設置無紡布—卵石反濾層，泄水孔管徑與設計不符(設計要求管徑為100 mm)，擋土墻墻頂地面未做硬化防水處理，地表未按規范要求布設排水設施，未設置截水溝、排水溝、跌水與急流槽等，擋土墻背部填土較為松散，均未做壓實處理。

1.6 對擋土墻進行復核驗算

根據對擋土墻的外形尺寸、填土高度、原土的檢測勘察資料，采用理正擋土墻計算軟件對該擋土墻的穩定性和安全性進行驗算。滑動穩定性驗算結果表明，滑移力=61.565 kN，抗滑力=72.688 kN，故滑移驗算不滿足:Kc=1.181≤1.300。傾覆穩定性驗算結果表明，傾覆力矩=71.319 kN·m，抗傾覆力矩=256.139 kN·m，故傾覆驗算滿足:K0=3.591>1.500。偏心距與地基應力驗算結果表明，作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=-0.024≤0.560 m，墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應力=67.440≤360.000 kPa，墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應力=76.783≤390.000 kPa，地基平均承載力驗算滿足:壓應力=72.111≤300.000 kPa。從驗算結果可知，該擋土墻的抗滑移穩定性不滿足規范要求，其余均滿足規范要求。

2 倒塌原因分析

綜合對地質情況、勘查報告、設計資料、施工資料和現場情況調查的分析，擋土墻倒塌原因為：

1)土方開挖施工方面的原因：根據現場情況，學校土方開挖位置距離擋土墻較近，對擋土墻底部持力土層有擾動，并且開挖使擋土墻基礎存在臨空面，在雨水侵蝕下，土壤臨空面易塌方；

2)擋土墻施工方面的原因：擋土墻部分截面尺寸、鋼筋配置、擋土墻頂部堆積的較高填土均與設計不符，根據計算分析擋土墻的抗滑移驗算不滿足要求。

墻后填土未作分層壓實處理，工程地表未做硬化，未布設排水設施。墻背未做濾水和隔水層，只虛設排水孔，未按設計要求做好墻后排水。在連續降雨后，擋土墻后填土浸水，造成主動土壓力變大，土體抗剪強度變低，導致傾覆力矩變大并進一步削弱了擋土墻的抗滑移穩定性，引發擋土墻倒塌。

3 結語

擋土墻倒塌事故雖然經常發生，但在做好擋土墻結構設計的基礎上，嚴格控制擋土墻的施工質量，做好排水措施，防止在擋土墻頂部隨意大量堆積填土，避免在墻底附近坡腳土方開挖產生臨空面，當采取以上合理、可行的措施后，可以保證擋土墻安全。

參考文獻：

[1] GB 50330—2013,建筑邊坡工程技術規范[S].

[2] GB 50007—2011,建筑地基基礎設計規范[S].

[3] 殷宗澤.土力學與地基[M].北京：中國水利水電出版社，1999.