论挡土墙质量管理过程中应该注意的几个问题

挡土墙在工程中是常见的一种构筑物, 类型很多:有重力式、衡重式挡土墙;钢筋混凝土悬臂式、护壁式挡土墙;钢筋混凝土桩板式挡土墙;加筋土挡土墙等。每种挡土墙分别有其适用条件和特殊构造。

随着挡土墙的大量应用, 挡土墙在施工中发生质量隐患甚至在工后出现安全事故的事情常有发生。在给社会带来不好影响的同时也给人们的生命财产带来巨大的损失。

挡土墙的质量涉及到多个方面, 笔者认为, 挡土墙质量的好坏以及质量监督的重点在以下三个方面:

1 挡土墙自身的质量问题

通常施工单位再施工时, 设计方案已经确定, 故挡土墙的材料和修筑方案已经确定:石砌、混凝土或钢筋混凝土。施工方按照设计图纸照图施工即可。无论是材料、截面尺寸、地基的承载力都必须满足设计要求。在施工时应该特别注意现在用得较多的为降低水化热而掺入块片石的混凝土材料, 也称为块片石混凝土。块片石混凝土施工时应特别注意控制块片石的掺量和掺入的方法, 保证掺入的块片石均匀分布在混凝土中, 以发挥块片石的效果。

2 挡土墙墙后的回填问题

墙后的回填是一个非常重要的问题, 挡土墙土压力的理论计算能否与实际一致, 填筑质量将起着非常重要的作用。墙后回填应该严格按照分层回填分层碾压的施工方式, 并使得每层的压实度达到规范要求及设计要求, 严禁一次性抛填到位在表面碾压或者水夯的做法, 那样不仅不能填筑密实, 同时还容易产生工后沉降, 同时由于抛填土体产生的土压力大于密实状态下的土压力, 严重时甚至可能产生安全隐患, 轻者土体下沉, 墙顶地面开裂;重者挡土墙发生倾覆甚至垮塌。

3 挡土墙墙后填料的问题

填料的选择涉及到填筑的好坏, 同时也涉及到墙后填筑土施工的难易程度。在挡土墙设计中, 填料的选择无非是砂性和粘性土两种。

砂卵石 (砂夹石) 目前在挡土墙的填料中使用较多, 好多工程指定使用其作为填料。但由于砂卵石的工程造价通常要高于其他填料, 是否在所有的地方都适用呢?

对于涉水地区, 由于砂性土的粘聚力为0, 且该填料极为有效地避开了水的影响, 反而在水的作用下越来越密实, 越来越稳定, 其内摩擦角不降反升, 故是一种自立性非常好的填料, 因此在得到了广泛的应用, 但是在非涉水区域, 其效果就不一定好。

从主动土压力的计算公式来看, Ea=1/2rh2.Ka。

Ka:主动土压力系数, 可用公式Ka=tan2 (45°-1/2Ψ) 来估算。

R:填料容重;

H:填高;

比较粘性和砂卵石土石土 (砂夹石) ;

砂卵石:

粘性土:

C随土的不同而不同。

而这是未考虑粘聚力C的作用。况且, 对于粘性土要达25°甚至30°的内摩擦角不是太难的 (前提:不受水的影响) , 因此, 对于非涉水地区, 采用砂卵石 (砂夹石) 作填料, 除徒增造价外对于技术上是没有大的优势的。

当考虑粘性土的粘聚力C时, 通过等效内摩擦角的概念我们可以计算出:在10m范围之内考虑粘聚力的作用其效果可以和砂卵石相当。

土质地基上悬臂式挡土墙的前趾和底板可简化为固定在墙体上的悬臂板, 按受弯构件计算;墙身可按固定在底板上的悬臂板按受弯构件计算。土质地基上扶臂式挡土墙的前趾可简化为固定在墙体上的悬臂板, 按受弯构件计算;问题在于底板、墙身和扶臂怎么计算?我审核大家这方面的钢筋图, 发现受力钢筋配错了位置, 分析主要原因就是结构的分析计算没搞清楚。

必须记住:土质地基上扶臂式挡土墙的底板和墙身距墙身和底板交线1.5倍扶臂间距以内部分可间化为三边固定、一边自由的弹性板, 按双向板计算, 其余部分按单向板计算。扶臂可间化为固定在底板上的悬臂梁, 按受弯构件计算, 但一定要加强斜面钢筋的布置, 并应按中心受拉构件分段计算扶臂与墙身水平连接强度、扶臂与底板的垂直强度。软质岩石地基上的挡土墙可按土质地基的方法计算;硬质地基上的挡土墙可只计算前趾, 不计算底板。

最近我们设计水库溢洪道比较多, 其边墙设计大多采用了衡重式, 一些地基条件不好的地方也采用了这种形式, 对此, 有讨论一下的必要。衡重式挡土墙的稳定主要是靠墙身自重和衡重台上填土重维持。由于衡重台有减少土压力作用, 因此衡重式挡土墙断面比重力式小, 但因其底板较小, 故对地基要求较高。规范没有禁止在土质地基上采用衡重式挡土墙, 但我个人的观点是土质地基上最好别采用衡重式挡土墙。

因此砂卵石 (砂夹石) 或粘性土对于挡土墙墙后填料来说都是合适的, 应根据工程所处地的具体情况和填筑的施工方式来选择。并非一定要用到砂卵石 (砂夹石) 才能满足要求。

结论:

通过以上分析, 笔者认为, 尽管挡土墙施工过程中涉及质量的因素较多, 但质量管理过程中若能重视以上所述的三个问题并同时对于挡土墙的排水等细节加以重视, 应该能够保证挡土墙的施工质量并能保证起后期运营过程中的结构安全。