关于重力式挡土墙开裂的工程论文

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关于重力式挡土墙开裂的工程论文

1.重力式挡墙开裂、失稳事故的形式以及原因

1.1开裂、失稳事故的形式

重力式挡墙是一种经常使用的边坡支护结构形式,因为其工程造价相对较低,取材方便的特点,在建筑的边坡高度较小(一般高度小于8米)时经常使用,重力式挡墙出现失稳事故的常见形式为:整体滑动破坏、局部垮塌、整体垮塌挡墙变形过大,如鼓肚、墙体开裂、墙顶侧移过大等等。

1.2重力式挡墙开裂、失稳事故的原因

对于国内外来讲,重力式挡墙技术的推广和使用技术的已经相当的成熟。就我国而言,已经制定出了详细的设计以及施工规范,但是因为重力式挡墙的长期使用,或者是初建时发生形变,严重的失稳事故依然不能避免。其主要原因如下:

1.2.1施工质量出现问题。重力式挡墙内出现较多的空隙,砌筑砂浆不够饱满;墙后填土的实度以及密度都没有设计的要求;还有部分的墙后填土泄水孔数量设计不够,且一些泄水孔出现堵塞,不能及时的排水。

1.2.2在后期的使用过程中,因为各种原因进行了爆破施工或开挖坡脚等。

1.2.3在后期的使用过程中承载超过了设计的参数,如增设墙顶荷载或是各种原因的增高等。

1.2.4后期的维护不利,造成泄水管堵塞。墙后水体不能够顺利的排出,墙后填土被浸泡,挡墙侧向土压力增加。

2.常用的重力式挡墙加固方法

对于重力式挡墙的失稳事故,最简单的处理办法就是在墙外侧压土,或是增设一个重力式支挡墙进行支持,但工程量较大,并且要重新征地,除了进行紧急抢险,一般不适用这种方法。理想的加固方法要遵循这些原则:

2.1.1根据当地的实际情况,特别是当地的限制条件,进行操作性强的加固方案来进行施工。

2.1.2保持原工程的基本结构,加固方案是实施要能够保持挡土墙原来的优越性,又不能影响到重力式挡墙的使用功能。

2.1.3工程造价较低,施工的工艺要相对简单,施工工期要短。

2.2加固方案的制定

因为重力式挡土墙的类别和性质的差别,出现的开裂和失稳事故的原因也不尽相同,加固的方案也有着一定的差别。经常使用的方案有:

2.2.1增加抗滑桩。在大多数情况下都可以使用增加抗滑桩来加固重力式挡土墙,但因为外部环境和地质条件的差别,加固的费用也有着很大的差别。增加的抗滑桩要根据场地的条件限制和墙身的安全状况考虑墙前或是墙后加固。

2.2.2树根桩法。重力式挡土墙倾覆安全储备和抗滑稳定系数略显不足,可使用树根桩法进行加固。这种方法施工方便,在场地空间狭小的情况也可以使用。

2.2.3格构式锚杆(索)。使用钢筋混凝土加预应力锚杆(索),结合竖向锚筋对重力式挡土墙进行支挡。这种方法的造价较低,施工方便、灵活,使用范围广。

2.2.4支墩法。对于高度不超过5m的重力式挡土墙可使用这个方法,在局部增大挡土墙的截面。这种方法施工灵活,造价低。

2.3重力式挡土墙加固配套措施

重力式挡土墙的加固是一个系统工程,需要进行各种因素的思考,因此,在进行重力式挡土墙加固的配套措施也是多种多样,包含了结构加固配套技术、岩土工程本身、气候和水文等多方面的因素。主要的配套方案有:

2.3.1使用注浆技术提高土体的稳定性和强度。

2.3.2增设排水和防水措施,消除水力对岩土体的不良作用。

2.3.3坡顶削坡减载,拆除上面部分的墙体,进行填土放坡。

3.在施工过程中应该注意的事项

3.1基底要求

当出现地基不良或是局部出现不良时,承载力就达不到设计的要求,挡土墙就很容易出现墙身断裂或是下沉。因此,在进行基础施工前要认真进行基底的处理,确保能够达到设计要求。松软的地基或是土质不好的地段,要使用换填、抛石挤淤、粉喷桩、排水固结以及砂(碎石)桩挤密等方法来进行加固。在土质地基能够满足承载力的要求时,也要经其夯实;对于岩石地基,如果有裂缝或是空洞等,要根据张开程度,使用细石混凝土和水泥砂浆进行灌注使其饱满。如果基地岩层出现外露的软弱夹层,要采取手段进行封闭保护。还要注意的是,当基地为土质时,干燥的情况下,能够满足承载要求,但是被水浸泡后就会出现承载力下降,很容易引起墙身的开裂和失稳。在进行集中施工时,完成基础后要立即进行回填,使用小型压实机分层夯实,并在表面设置一层防水层,预留3%的斜坡,防止基地深入积水。

3.2变形缝的设置

挡土墙在设置变形缝时要根据当地的实际情况,满足结构的不均匀沉降和伸缩的形变要求,不然就很容易出现开裂、失稳等现象。在设置过程中,一般可以把伸缩缝和沉降缝进行合并。留变形缝的实质过程要特别注重在墙身、墙高断面尺寸变化处,水文和地质条件变化处,转折处以及和其他建筑物相连接的地方。间隔的长度在10~15m最为合适,岩石地基段也不要超过20m,缝宽在2~3cm,墙顶到地基要上下笔者贯通,,用沥青青木板和沥青麻筋设置在缝内,在要求不高的情况下可以使用胶泥沿顶、内、外三侧进行填塞,填塞的深度要在15cm以上,防止墙后填料的流失。

3.3排水设施

重力式挡土墙必须要有良好的排水性能,才能及时进行墙后渗入的水的排除,避免墙后填料因为水的浸泡而缠手墙体的开裂和失稳。排水设施一般分为泄水管、竖向排水层、反滤层等几个部分。

3.3.1泄水管的设置。底排要高出地面30cm以上,路堑墙高出边沟30cm以上,浸水区挡墙高出常水位30cm以上,然后以1~3m的间距进行梅花型的设置,如果是衡重墙,还要在衡重台上进行设置。泄水管的选择一般是直径5~10cm的pvc管,以预埋的形式进行设置。在泄水管的设置中要保持3%~5%的外向坡度,长度上要能够穿透墙身。

3.3.2竖向排水层的设置。墙后的填料有可能出现冻胀或是排水不良,必须要在填料和墙背之间使用透水性好的材料,设置一层厚度低于30cm的竖向排水层,将积水从填料中导出墙外。在排水层的顶部和底部则使用一些不透水的材料,如胶泥等设置隔水层。

3.3.3设置反滤层。筛选干净的沙砾,粒径在0.05~5cm之间,采用一定的级配,在墙后泄水管的进口处,从粗到细进行设置。施工的过程中可以按照各层的厚度使用薄板进行隔开,从下到上逐层进行填筑,然后在逐层的把隔板抽出来。在最下排的泄水管反滤层下面要设置30cm左右厚度的黏土隔水层,进行夯实,防止积水深入到基底中。

4.工程实例

4.1天津市某居民住宅小区挡土墙加固工程

4.1.1工程概况

该场地是在天津市某居民住宅小区,挡土墙中两段出现变形和开裂,为浆砌毛石重力式挡土墙,在北侧和西侧。

4.1.2加固方案

北侧的挡土墙墙后填土较厚,墙高约8m,为一级挡土墙,经过计算,抗倾覆和抗滑移稳定性都打不到要求。这段挡土墙的坡顶内侧是六层住宅楼,坡脚是空地。如果增加一个新的重力式挡土墙在坡脚进行加固,肯定会占用坡脚较大的面的,影响这个地方的道路和建筑物。因此建议可以采用增设抗滑桩,并在桩间设置桩板墙来加固。西侧的挡土墙面大致处于垂直状态,高5~7m,在墙体上出现局部的开裂,墙顶道路的路面出现交错的横向裂缝,位于墙顶内10m作用有六层住宅楼,使用墙后树根桩尽心加固,并使用静压注水泥浆对松散的填土进行加固。

5.结语

重力式挡土墙拥有很多的加固方法,要想进行重力式挡土墙的加固工作,必须要根据当地的实际情况,综合考虑重力式挡土墙的周边环境以及地质条件,合理的选用一种加固方案或是多种加固方案相互配合来进行加固,同时配上合理的配套措施,完成重力式挡土墙的加固,才能让国家和人民的财产损失减到最小程度。