重力式片石混凝土擋土墻施工質(zhì)量影響因素初探

王恩發(fā)

(山西路橋第八工程有限公司，山西 運城 044000)

0 前 言

重力式片石混凝土擋土墻在現(xiàn)階段公路工程中較為常見，發(fā)展中經(jīng)歷了干砌、漿砌和混凝土澆筑等階段，現(xiàn)如今主要采用混凝土、片石混凝土現(xiàn)場澆筑。但就目前情況來看，在實際施工建設(shè)中可能因各種外在因素而影響施工的整體質(zhì)量，如環(huán)境問題、施工因素以及經(jīng)濟性等，因此，要重視施工全過程處理，從基礎(chǔ)施工入手，保證最終項目能夠順利完工。

1 重力式片石混凝土擋土墻概述

1.1 擋土墻概述

重力式擋土墻靠(見圖1)自重維持平衡，修建會受到承載力的限制，但整體的經(jīng)濟效益較為明顯，能夠避免路堤和碎石倒塌，現(xiàn)階段基本用石砌或混凝土建成，以塊石、片石、混凝土預(yù)制塊作為砌體，一般都做成簡單的梯形，該技術(shù)應(yīng)用方便、經(jīng)濟效果較好，現(xiàn)已在各類工程建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用[1]。

圖1 重力式片石混凝土擋土墻

1.2 擋土墻構(gòu)造

重力式擋土墻背坡一般選用1∶0.2～1∶0.3，如地面坡度墻面為1∶0.05～1∶0.2，采用混凝土塊和石砌體的擋土墻，頂寬約為H/12。基底擋土墻構(gòu)造需要從截面尺寸控制入手，注重墻趾的高度與寬度比，應(yīng)按圬工(砌體)的剛性角確定，要求整體構(gòu)造不宜<0.4 m。

1.3 擋土墻設(shè)計

擋土墻技術(shù)能夠提高路基的安全性，通過節(jié)省占地面積提高土地利用率，現(xiàn)如今在當前的公路工程建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。工程建設(shè)中，基底下可能會存在軟弱土層，如未能有效處理則可能為后續(xù)運行埋下隱患，為此應(yīng)當驗算該土層的滑動穩(wěn)定性，注意墻背附近的回填土質(zhì)量，結(jié)合實際需求采用垂直墻或俯斜墻。

2 重力式片石混凝土擋土墻施工分析

2.1 工程概況

仙居至慶元公路松陽縣水南至楓坪段工程，路起于浙江省麗水市松陽縣市口村，沿線途經(jīng)3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、13個村莊，主線采用二級公路技術(shù)標準，設(shè)計時速60 km/h，路基寬度8.5 m。本項目在施工前對外在條件進行調(diào)查，設(shè)計混凝土鋪面板塊標準為4 m×4 m，設(shè)重力式擋土墻長976 m，胸坡坡率1∶0.3，底坡坡率0.2∶1反坡，基礎(chǔ)底挖出原狀土1.2 m，最終混凝土用量為9 672 m3。

2.2 現(xiàn)狀調(diào)查

上述工程對影響重力式片石混凝土擋土墻施工質(zhì)量的主要因素進行分析，隨后開展了JK14+150～JK15+090段擋土墻抽樣檢查，包括墻體傾斜度、墻體平整度等方面，采取針對性措施控制質(zhì)量，最終合格率達到了95%以上。本工程地質(zhì)情況為砂礫層，根據(jù)規(guī)范要求基坑開挖放坡為1∶1，考慮到松陽地區(qū)全年降雨量大，雨水對基坑安全會造成一定影響，故采用1∶1.5的坡度對基坑進行放坡開挖。

2.3 原因分析

現(xiàn)階段我國多數(shù)公路都會采用重力式片石混凝土擋土墻，上述工程在施工中根據(jù)《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB 10025—2019)規(guī)定強度>C30，重力式擋土墻主要為仰斜式，片石含量要求<20%，最終重力式擋土墻的使用狀況良好。同時，該工程在施工中采用了分段開挖、分段施工的方式，避免了因工程施工周期過長而導(dǎo)致路塹邊坡長期放置，防止后續(xù)運行出現(xiàn)工程坍塌事故。

3 重力式片石混凝土擋土墻施工要點

3.1 施工材料檢測

施工材料直接關(guān)系著最終建設(shè)質(zhì)量能否符合標準，因此重力式片石混凝土擋土墻施工中需要從采購環(huán)節(jié)入手，不符合規(guī)定的材料不予選用，確保采購材料的質(zhì)量達標；在材料入場前需要進行二次檢測，目的是保證材料在存放或運輸過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題后能在施工應(yīng)用前及時發(fā)現(xiàn)，如檢測發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問題的材料不可投入使用，且要立刻聯(lián)系相關(guān)部門更換，避免延誤工程建設(shè)工期[2]。在檢查中發(fā)現(xiàn)局部地基承載力不足時，按設(shè)計要求采用碎石等材料換填以提高其承載力，報告監(jiān)理單位、設(shè)計單位作出相應(yīng)的基底處理，全過程按程序辦理。

3.2 施工標準試驗

重力式片石混凝土擋土墻施工涵蓋范圍較廣，所以還需要注意各類外在影響因素，在特殊條件下也需要調(diào)整方案，經(jīng)過反復(fù)試驗不斷提高建設(shè)質(zhì)量。上述工程從施工技術(shù)、人員配置、設(shè)備選擇、規(guī)范方案上入手，按設(shè)計要求的伸縮縫間距分段開挖，基坑每段開挖長度為15～20 m，一段擋土墻施工完畢方可進行下段擋土墻基坑開挖，施工前要求先進行測量放線，確定開挖中線及邊線；起點及終點設(shè)立樁標，而溝槽開挖用挖掘機進行人工配合。

3.3 質(zhì)量跟蹤檢測

公路工程的資金投入大、施工標準高、建設(shè)周期長、涵蓋范圍廣，在建設(shè)過程中需要結(jié)合質(zhì)量跟蹤檢測確保順利完工。在分項施工中可能會存在多個施工團隊，也會應(yīng)用不同的技術(shù)和材料，如不對此進行跟蹤檢測，則可能埋下質(zhì)量安全隱患，因此，開挖過程中應(yīng)密切關(guān)注邊坡穩(wěn)定性，結(jié)合實際考慮不同條件下的檢測參數(shù)，予以可靠的數(shù)據(jù)支撐，確保公路工程能夠按照項目要求順利完工[3]。工程技術(shù)人員應(yīng)在現(xiàn)場指揮并經(jīng)常檢查、測量、監(jiān)控溝槽的凈空尺寸和槽底標高，若發(fā)現(xiàn)坑邊緣頂面土有裂紋情況應(yīng)報監(jiān)理工程師。

4 重力式片石混凝土擋土墻施工質(zhì)量影響因素及處理方式

重力式擋土墻施工中可能會受到外在因素影響，如果墻體過高則耗費材料更多，可能會降低項目的經(jīng)濟效益，本地有可用石料時可首選重力式擋土墻。上述工程為確保工程質(zhì)量，在建設(shè)中總結(jié)過去施工中的經(jīng)驗，具體如下。

4.1 人員配置

在人員配置的過程中，如施工班組技術(shù)水平偏低，沒有按規(guī)范施工，則可能會埋下隱患，技術(shù)人員需要不斷加強自身的學(xué)習，施工單位要進一步完善對施工人員的培訓(xùn)、指導(dǎo)和監(jiān)管。要求施工人員在施工過程中隨時控制線形，以便檢測開挖深度。同時，需要對原始地貌進行測量并作好記錄，放樣資料及原始地面高程的數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)理工程師確認后才能進行下道工序，工作人員首先要了解當前施工環(huán)境的詳細情況；其次進行測量放樣與地質(zhì)二次勘探，要求尺寸允許偏差值控制在10 mm內(nèi)；隨后組織技術(shù)人員會審施工圖紙，以指導(dǎo)書開展交底工作；最后在施工前準備好所需要的施工材料與各類機械設(shè)備，以免因準備工作不當而影響正常施工。

4.2 施工機器設(shè)備

機械設(shè)備是重力式片石混凝土擋土墻施工的重要組成部分，加工過程及細部尺寸等需嚴格要求，模板多次使用后可能出現(xiàn)變形，在后續(xù)應(yīng)用前需要預(yù)先進行修復(fù)，全過程必須在人員的監(jiān)督下進行施工，保證設(shè)計安裝能夠符合預(yù)期要求。該工程在安裝施工前要求選用16 mm的鋼筋制作對拉螺栓，現(xiàn)場增設(shè)模板放置架體便于模板的擺放，為此，項目部購置50塊100 mm×250 mm的鋼模，在集中堆放點設(shè)置架體，嚴禁用直徑<16 mm的鋼筋廢料制作對拉螺栓。

4.3 測量技術(shù)應(yīng)用

本工程選取20個檢查點，使用全站儀和水準儀在校準后測量，要求高程誤差為0.05 m內(nèi)，保證觀測點在同一直線上。對土質(zhì)邊坡埋設(shè)測樁，挖除表土并開挖一個0.1 m×0.1 m的坑，深度約50 cm，在底盤中心預(yù)先埋設(shè)一根鋼筋，鋼筋頂端設(shè)標記作為監(jiān)測基點，穩(wěn)定2～3 d后初測，從而形成TIN模型及三維白模，在此基礎(chǔ)上對切塊的點云數(shù)據(jù)進行構(gòu)建。經(jīng)過密集匹配獲得高密度點后切割分塊，根據(jù)計算機性能設(shè)置優(yōu)先級別規(guī)則三角網(wǎng)TIN，此過程中要杜絕無證上崗的情況。

4.4 施工材料選擇

片石材料本身會嚴重影響重力式擋土墻的施工質(zhì)量，如片石質(zhì)量不合格、強度不足，會嚴重降低最終的施工效果，為此本工程在建設(shè)中對粒徑嚴格篩查，片石投放采用機械人工相結(jié)合的方式，片石與模板間距≥10 cm，且要求片石分層砌筑，每一工作層應(yīng)大致找平，豎縫與鄰層的豎縫錯開，用水泥砂漿砌筑時≤40 mm，片石的厚度應(yīng)為150 mm,用小石子混凝土砌筑時為30～70 mm，施工過程中要控制片石摻量，摻量不得超過混凝土總量的20%，且片石凈距應(yīng)≥150 mm,施工中不得觸及構(gòu)造鋼筋和預(yù)埋件。

4.5 混凝土的澆筑

該工程基礎(chǔ)和墻身均采用C20片石混凝土，片石混凝土基礎(chǔ)為一次性澆筑，澆筑前對支架、模板、預(yù)埋件進行檢查，澆筑混凝土前檢查均勻性和坍落度，控制好模板拆除后片石不外露。自高處向模板內(nèi)傾卸混凝土時，從高處直接傾卸時，其自由傾落高度不宜超過2 m，當傾落高度超過2 m時設(shè)置減速裝置，在串筒出料筒下混凝土堆積高度要求≤1 m，上層與下層前后澆筑距離應(yīng)>1.5 m，從低處開始逐層擴展升高保持水平。混凝土分層澆筑厚度要求控制在300 mm以下，用插入式振動器進行振搗，移動間距不應(yīng)超過振動器作用半徑的1.5倍，插入下層混凝土5～10 cm，振動到該部位混凝土密實為止，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿，結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完成后，對混凝土裸露面應(yīng)及時休整、抹平，由專人檢查支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件等穩(wěn)固情況。

4.6 施工養(yǎng)護處理

施工養(yǎng)護是重力式片石混凝土擋土墻應(yīng)用前的重要內(nèi)容，養(yǎng)護中要求表面要覆蓋塑料布、草簾等，總體養(yǎng)護時間控制在7 d左右，可以酌情延長或縮短，模板拆除時要小心按順序拆卸，防止撬壞模板和碰壞結(jié)構(gòu)。該工程墻身比較高，要分多次澆筑，澆筑高度宜為1～2 m，增大上下層新舊混凝土之間的聯(lián)結(jié)力，確保建設(shè)能夠滿足項目預(yù)期要求。在混凝土澆筑養(yǎng)護中，需要清除已硬化的混凝土表面的浮漿、松動的石子及軟弱混凝土層，在施工中按設(shè)計要求設(shè)置好泄水孔和沉降縫，初凝前進行收漿、修整、抹平，否則不允許進入下一道工序。

4.7 墻體結(jié)構(gòu)回填土

每一層土工格柵、格賓構(gòu)件安裝完成后，結(jié)構(gòu)土回填前應(yīng)先清除地基浮土、雜質(zhì)，根據(jù)施工所用壓實機械的規(guī)格、性能，結(jié)構(gòu)土采用分層攤鋪回填，分層厚度20～30 cm為宜。當墻后地面橫坡陡于1∶5時，應(yīng)先挖臺階，然后再回填。在距離墻面1 m左右范圍不得采用大型機械，碾壓進行方向與面墻平行。

4.8 施工效果驗證

施工后作業(yè)人員組織實施檢驗，該工程在混凝土強度達到2.5 MPa且表面及棱角不損壞的情況下進行模板拆除，通常拆模時間在1～2 d內(nèi)，拆除模板時要小心，按先外側(cè)自上而下的順序拆卸，不允許用猛烈地敲打和強扭等方法進行，防止撬壞模板和碰壞結(jié)構(gòu)。拆除的模版對碼整齊，方便下一次使用，擋土墻拆模時提前使用鋼管+方木對墻體背面進行支頂，墻體正面使用鋼絲繩栓入提前預(yù)埋入墻體中的鋼筋進行拉拽，鋼絲繩間距5 m一道。該工程片石混凝土重力式擋土墻初驗合格率96.8%，且節(jié)約了工期及人、料、機等消耗，最終達到了預(yù)期目標。

5 結(jié)束語

重力式片石混凝土擋土墻在當前的公路工程建設(shè)中較為常見，其作為一種新型技術(shù)仍然需要進行深度研究，向低碳環(huán)保、節(jié)能減排的方向發(fā)展，在未來公路施工中需要進行大力推廣應(yīng)用，為后續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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