衡重式擋土墻地基承力不足的設計與施工方法

吳翔，秦鵬一，王興洲，張杰，黃鵬睿

（核工業井巷建設集團有限公司，浙江湖州 313000）

0 引言

在山區公路工程建設中，擋土墻的修建起到至關重要的作用[1]。本文主要分析在山區沿海公路中，衡重式擋土墻地基承載力滿足不了設計要求，并且在地基基坑緊靠臨海斜坡的情況下，衡重式擋土墻繼續施工的方法[2]。通過增設衡重式擋土墻擴大鋼筋混凝土基礎及基礎斜拉錨桿，順利完成了該段衡重式擋土墻施工，且擴大的基礎以及擋土墻墻身無裂縫，幾乎無沉降位移[3]。可為同類工程施工提供參考。

1 工程概況

該工程位于福建省霞浦縣，該區域平均氣溫在16℃～19℃之間，春季雨水相對豐富，夏季臺風較多，冰凍天氣相對較少，受海洋氣候影響比較明顯，呈現出典型的季風氣候特點。該擋土墻地基基坑存在兩個問題：（1）地基巖層破碎，地基承載力滿足不了設計承載力要求；（2）擋墻基坑外邊緣靠臨海斜坡，內邊緣靠山體。總體上施工難度較大，施工現場影像見圖1。

圖1 施工現場影像照片（方框為擋土墻基礎分部位置）

2 施工方案的選擇

在擋土墻基坑挖至設計標高后，對地基基坑的方位以及承載力進行測量 （采用動力觸探的方式，對地基承載力進行現場測試），該段擋土墻的全墻高為15m，設計承載力為450kPa，基礎的寬度正好與設計值相同，現場測試地基承載力為430kPa，與設計值比較接近。由于該段擋土墻臨海，基礎巖石狀況比較破碎，基坑底部比海平面高4.0m，如果按照設計圖紙施工，擋土墻的外緣邊線將緊靠臨空面，存在較大的安全隱患，因此選擇兩種施工方案，分別對該段擋土墻的施工進行探討。

第一種方案：擋土墻基坑繼續往下挖1.5m。在該基坑基礎之上，往下挖1.5m，下部為未完全風化的巖層，地基承載力能夠滿足設計承載力的要求，但是需要面臨的問題是：（1）機械繼續開挖該段擋墻基礎有較大困難，且存在機械施工安全隱患；（2）如果按照該方法下挖，在擋墻澆筑過程中，混凝土的澆筑存在較大困難，成品質量和安全難以保證；（3）臨海區域，在夏季經常出現臺風、暴雨等天氣，擋土墻基坑底部與海平面更為接近，后期使用時，可能會存在很大的安全隱患[4]。該種方案的優點：（1）擋土墻外邊線不會緊靠臨海斜坡面，成品安全系數相對較高；（2）擋土墻基坑地基承載力完全能夠滿足設計承載力的要求。

第二種方案：擋土墻基坑繼續往下挖0.5m。同時，在臨海斜坡面上人工開挖臺階，將該段擋墻基坑挖成階梯狀，為增強擋土墻地基基礎的強度，增設鋼筋籠，擴大擋土墻基礎。該種方案的優點：（1）擋土墻基坑的開挖難度大大降低，混凝土澆筑質量會有所提升，同時在施工過程中，安全得到較好的保證；（2）下挖0.5m，地基承載力可以滿足設計承載力的要求；（3）增設擴大鋼筋混凝土基礎，能避免擋土墻外邊線緊靠臨海斜坡面，在海的一側，會留有足夠的支擋空間。但是該種方案存在的問題是：增設鋼筋籠和基礎斜拉錨桿會增加施工成本，同時延誤工期。

因此，綜合對比兩種施工方案，結合安全、質量、成本和進度各項因素（由于該段擋土墻不在該項目施工的關鍵節點上，對工期影響甚小），選擇第二種方案作為該段擋土墻最終的施工方案。

3 施工方案的具體實施

3.1 基坑開挖

在對該段擋土墻基坑繼續往下挖0.5m之后，現場對基坑的方位以及地基承載力進行測試，基坑的尺寸大小以及方位滿足設計要求，但是擋土墻外邊線距離臨海斜坡面只有25cm，地基承載力為490kPa，能夠滿足設計承載力的要求。同時，人工對臨海斜坡面進行臺階式開挖，目的是為了增大擋土墻基礎，提高擋土墻安全穩定性。

3.2 錨桿安裝

在基坑開挖完畢之后，對基礎增設的錨桿進行布置：首先，在基礎范圍內按照1.5m的間距增設長9m、型號為32的錨桿，基礎范圍內上下增設兩排，按照梅花型布置，以15°的傾斜角安裝，錨桿尾部50cm，彎成L型與鋼筋籠進行焊接，使用M10的砂漿進行填充加固。經過現場錨桿抗拉拔試驗，發現錨桿完全符合設計要求。

3.3 擴大基礎鋼筋籠布置

為增加擋土墻擴大基礎的強度，在擴大基礎中增設鋼筋籠，鋼筋布置方式見圖2。

圖2 鋼筋混凝土鋼筋布置方式簡圖（左：臺式基礎結構圖，右：基礎底面配筋圖）

3.4 模板安裝及混凝土澆筑

將基礎錨桿和鋼筋籠安置好之后，對該擴大基礎的邊界范圍以及設計的擋土墻基礎進行測量放線，發現設計擋土墻基礎外邊線與擴大基礎的外邊線有足夠的安全防護距離，為模板的安裝以及混凝土的澆筑施工提供了安全保障。

采用C20片石混凝土進行混凝土澆筑。在混凝土澆筑的過程中，嚴格選擇砂石料的粒徑，防止大粒徑的碎石不能進入鋼筋籠，同時，嚴格按照混凝土配合比制料。在澆筑的過程中，嚴格控制混凝土的澆筑速度，并按照標準充分振搗，保證密實。

4 結語

該段擋土墻施工完畢之后，對擋土墻施工過程中以及施工結束后的各項監測數據進行統計分析，發現擋土墻擴大的基礎以及擋土墻墻身沒有出現裂縫，擋土墻墻身基本沒有發生沉降位移，同時由于是在擴大基礎上施工的擋土墻，表觀質量良好。

在擋土墻基礎地基承載力不足以及基坑尺寸不足的情況下，增設臺階式鋼筋混凝土擴大基礎和基礎斜拉錨桿，能夠有效保證擋墻的施工安全以及后期的安全使用。該施工方法可為同類工程施工提供參考。