李春亮 陳娟娟 楊永濤 米拓
1 中化地質(zhì)礦山總局河北地質(zhì)勘查院,河北 石家莊 050031
2 中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院,河北 涿州 072700
某擋墻工程位于河北省某縣城的南部,位于太行山前丘陵地帶,為一新建住宅小區(qū),場(chǎng)地位于山坡地帶,地勢(shì)南高北低,高差相差約20.58m,建筑物總體上呈臺(tái)階狀設(shè)計(jì),南部挖方北部填方。11#、12#住宅樓位于本場(chǎng)地北部的相對(duì)較低位置處,自然標(biāo)高約為1002.4m。根據(jù)建筑物總平面布置圖,建成后該區(qū)域室外地面標(biāo)高為1009.9m,即需要填高7.5m。在征地紅線(xiàn)11#樓的西部和12#樓的東部均為自然陡坎,西部陡坎高差1.6m,東部陡坎高差3.3~3.6m;中部相對(duì)平坦,地面標(biāo)高1001.1~1002.4m。因此,在場(chǎng)地回填時(shí)需在住宅樓的東、北和西部設(shè)置擋土墻,一是保證場(chǎng)地填土的穩(wěn)定和場(chǎng)地的正常使用;二是防止人畜攀爬造成不必要的傷害。
由于項(xiàng)目建成后場(chǎng)地較小,建設(shè)方要求擋墻沿北部建筑紅線(xiàn)設(shè)置,全長(zhǎng)約225m,總體上呈M型(圖1)。
圖1 場(chǎng)地地形簡(jiǎn)圖及擋墻支護(hù)范圍Fig.1 Site topographic map and bracing range by the retaining wall
設(shè)計(jì)單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況計(jì)劃采用扶壁式擋土墻方案[1],擋墻高7.0m,基礎(chǔ)位于②層黃土狀粉土上。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙估算造價(jià)約900萬(wàn)元,大大超出了建設(shè)單位預(yù)算。為了降低造價(jià),建設(shè)單位委托了一個(gè)施工單位對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整并施工,調(diào)整后的擋土墻方案為:懸臂式擋墻+毛石擋墻支護(hù),總造價(jià)約200萬(wàn)元,滿(mǎn)足建設(shè)方的預(yù)算。
根據(jù)施工用圖紙,擋墻主要參數(shù)如下:
擋墻基底高程為1002.4m,基礎(chǔ)寬度3.8m,擋墻高度5.0m,厚度0.5m,其上為2.0m毛石擋墻,寬度4.0m,毛石擋墻上建磚圍墻,高度2.0m,擋墻的基礎(chǔ)埋置深度不小于1.5m,基底土質(zhì)為②層黃土狀粉土;墻內(nèi)下面6.0m為三七灰土回填,上面1.5m采用素土分層碾壓回填,并在擋墻內(nèi)側(cè)設(shè)置反濾層,在墻面設(shè)置了泄水孔(圖2)。
圖2 施工單位提供的擋墻設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖Fig.2 Blocking wall design sketch provided by construction unit
本場(chǎng)區(qū)地層性質(zhì)及物理力學(xué)指標(biāo)等見(jiàn)下表1。
表1 場(chǎng)地地層情況和地基土強(qiáng)度指標(biāo)表Table 1 Table of site layer characters and soil strength indicators
本工程地下水埋深較大,不考慮地下水的影響。
該擋墻于2018年9月完成,已經(jīng)正常使用近二年,由于今年降雨量偏大,大量雨水多次匯集在此區(qū),為此物業(yè)管理在圍墻上開(kāi)了數(shù)個(gè)大洞供臨時(shí)排水使用。多次雨水過(guò)后發(fā)現(xiàn)樓前地面發(fā)生下沉,圍墻局部發(fā)生變形后,對(duì)整個(gè)擋墻進(jìn)行了檢查,發(fā)現(xiàn)擋墻的東部和西部均發(fā)生了變形,擋墻變形縫寬度變大等[2]。之后對(duì)變形較大的地面區(qū)域進(jìn)行了圍擋及安全提示。由于外部不具備采用反壓土除險(xiǎn)的條件,因此未進(jìn)行處理。進(jìn)入九月下旬后沒(méi)有大的降水,擋墻未發(fā)現(xiàn)有大的變形,但為了長(zhǎng)期安全考慮,建設(shè)方提出了對(duì)擋墻進(jìn)行加固的要求。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,擋墻區(qū)的問(wèn)題主要表現(xiàn)在:東部和西部擋墻除向外發(fā)生位移外,西部墻體局部出現(xiàn)裂縫,頂部圍墻有輕微的傾斜;東部擋墻體的變形縫變大,頂部圍墻傾斜嚴(yán)重且該區(qū)墻內(nèi)地面出現(xiàn)開(kāi)裂、下沉等;中部擋墻在完成后墻外堆有2.0~4.5m高的堆土,未發(fā)現(xiàn)明顯變形和破壞。以下就各區(qū)段分別詳細(xì)敘述。
(1)東部區(qū)域
該區(qū)段是擋墻和地面變形及破壞最為明顯和嚴(yán)重的。變形段總體長(zhǎng)度為43m,擋墻體有明顯的水平滑移,并導(dǎo)致墻內(nèi)填土下沉和開(kāi)裂,地面下沉深度達(dá)25cm,影響寬度達(dá)4.5m,頂部圍墻發(fā)生不規(guī)則內(nèi)傾和開(kāi)裂,擋墻的變形縫明顯變大等(圖3,圖4)。
圖3 東部擋墻變形縫變大Fig.3 Deformed gap becomes larger in eastern retaining wall
圖4 東部擋墻頂圍墻開(kāi)裂Fig.4 Bounding wall rip on the top of eastern retaining wall
(2)西部區(qū)域
該區(qū)擋墻體由于變形導(dǎo)致墻頂部的磚圍墻發(fā)生了輕度的傾斜,擋墻體局部出現(xiàn)裂縫。變形段總體長(zhǎng)26m。
(3)中部區(qū)域
該區(qū)擋墻處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),該區(qū)擋墻外側(cè)原始地面較高,在完成后墻外有較高的堆土,除由于雨水及排水的沖刷,在墻外覆土被沖出較多的深溝外擋墻未發(fā)現(xiàn)明顯的變形和破壞。
要對(duì)擋墻進(jìn)行加固,使之安全穩(wěn)定,就要先分析原因,才能做到有目的性、針對(duì)性和重點(diǎn)性。因此,筆者及所在團(tuán)隊(duì)從設(shè)計(jì)、地形、地質(zhì)以及施工因素等多方面著手分析,找出主要原因及后果嚴(yán)重程度,有針對(duì)性的進(jìn)行處理。
通過(guò)分析擋墻的設(shè)計(jì)圖紙,發(fā)現(xiàn)其圖紙采用的標(biāo)準(zhǔn)圖集的圖紙[3],根據(jù)圖集規(guī)定,擋土墻地基承載力應(yīng)滿(mǎn)足擋土墻的設(shè)計(jì)要求,其基礎(chǔ)埋置深度不宜小于0.80m,墻趾頂部土層厚度不小于200mm。在季節(jié)性?xún)鐾羺^(qū),基礎(chǔ)底面應(yīng)低于最大凍深線(xiàn)深度且不應(yīng)小于0.25m,根據(jù)規(guī)定,本地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為1.50m[4]。設(shè)計(jì)方案應(yīng)嚴(yán)格遵守和滿(mǎn)足相關(guān)條款或規(guī)范規(guī)定要求,并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行復(fù)核,當(dāng)設(shè)計(jì)條件與實(shí)際條件不一致時(shí),應(yīng)據(jù)實(shí)際條件調(diào)整設(shè)計(jì)方案。本工程設(shè)計(jì)未能發(fā)現(xiàn)在支護(hù)區(qū)的東部和西部自然條件不能滿(mǎn)足規(guī)范中有關(guān)要求的基礎(chǔ)埋深的前提條件,成為導(dǎo)致本工程質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題的直接因素。
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),擋墻的設(shè)計(jì)基底標(biāo)高為1002.400,且回填基礎(chǔ)后地面標(biāo)高不低于1003.900。除中部區(qū)域的擋墻滿(mǎn)足設(shè)計(jì)條件外,東部和西部擋墻的自然地面分別為998.800~999.100和1000.800,均不能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求,而該二個(gè)區(qū)段又處于用地范圍以外,不能采用回填的方法來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。即設(shè)計(jì)條件與施工的實(shí)際條件存在嚴(yán)重不符情況,其后果就是直接影響擋墻的抗傾覆、抗滑移安全性和整體穩(wěn)定性。
擋墻區(qū)基底地面是相對(duì)平整的,但在東部和西部卻正好位于陡坎位置,按設(shè)計(jì)圖紙參數(shù),根據(jù)測(cè)量,西部區(qū)擋墻基礎(chǔ)底比外側(cè)自然地面高出1.6m,東部區(qū)擋墻基礎(chǔ)底比外側(cè)自然地面高出3.3~3.6m。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮自然地形因素的不利影響。當(dāng)采用設(shè)計(jì)圖紙中的高度和設(shè)計(jì)標(biāo)高參數(shù)時(shí),這二個(gè)區(qū)段的擋墻基礎(chǔ)均沒(méi)有埋深,基礎(chǔ)直接外露。設(shè)計(jì)時(shí)的基礎(chǔ)埋深應(yīng)按基礎(chǔ)兩側(cè)的地面的相對(duì)低區(qū)計(jì)算,對(duì)于這種地形因素,設(shè)計(jì)應(yīng)該將基礎(chǔ)底埋深設(shè)計(jì)在外側(cè)地面標(biāo)高以下不少于1.5m位置才合理,應(yīng)該重新對(duì)擋墻的高度、支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。基礎(chǔ)埋深是保證擋墻穩(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù),其提供較大的抗滑力,也起到對(duì)基礎(chǔ)的保護(hù)作用,在基礎(chǔ)埋深不能保證的情況下可能造成擋土墻滑移破壞以及擋墻沿基底的滑動(dòng)破壞等;由于擋墻處于陡坡上,其較大的附加壓力也影響陡坡的本身的穩(wěn)定性,容易造成原陡坡體的剪切破壞和穩(wěn)定性破壞等。
根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告資料,基礎(chǔ)持力層為②層黃土狀粉土,承載力特征值為120kPa,該層土中有②-1層碎石和②-2層礫石透鏡體,厚度變化較大。因此這種地層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),會(huì)影響地基土強(qiáng)度(浸水時(shí))及地基變形的均勻性和大小[4]。當(dāng)出現(xiàn)不均勻沉降,會(huì)導(dǎo)致?lián)鯄Πl(fā)生不均勻變形,在垂直擋墻方向的不均勻沉降可導(dǎo)致?lián)鯄Πl(fā)生傾覆變形,在平行擋墻方向上可能造成擋墻體開(kāi)裂破壞。
擋墻的施工質(zhì)量也是關(guān)注的重點(diǎn)。根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查,施工質(zhì)量有較多的問(wèn)題,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)擋墻外觀(guān)質(zhì)量
擋墻主體外觀(guān)上還未發(fā)現(xiàn)明顯問(wèn)題,東部和西部擋墻明顯與設(shè)計(jì)圖紙要求不符合,這兩個(gè)區(qū)段的基礎(chǔ)埋深未滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,而且西部擋墻基礎(chǔ)形狀與設(shè)計(jì)圖紙不符,外挑的基礎(chǔ)頂面應(yīng)該為斜面[1],而實(shí)際上為平面狀,這就改變了擋墻體的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。而對(duì)于擋墻的實(shí)體質(zhì)量,不能通過(guò)直觀(guān)來(lái)判別。
(2)墻后填土質(zhì)量
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,墻后填土上部2.0m為素填土,干密度設(shè)計(jì)值為1.62g/cm3,下部5m為三七灰土,干密度設(shè)計(jì)值為 1.60g/cm3,壓實(shí)系數(shù)均不小于0.92。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)墻后填土的部分取樣試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 2。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以得出,上部的素填土和下部的三七灰土的壓實(shí)系數(shù)分別為0.907和0.906,均未達(dá)到設(shè)計(jì)要求值,即表明墻后填土質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。墻后填土的質(zhì)量直接影響土的抗剪強(qiáng)度,從而直接影響土體對(duì)墻體的側(cè)向土壓力,使作用在墻體上的土壓力增大,可能造成墻體開(kāi)裂,降低擋墻的抗傾覆和抗滑移安全性[1]。
表2 墻后填土物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果表Table 2 Test results of physical and mechanical indexes of soil-filling behind wall
(3)墻面排水設(shè)施
在對(duì)擋墻排水孔檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)排水孔已經(jīng)堵塞,在雨季未能有效起到排水的作用。當(dāng)墻后有雨水時(shí),就會(huì)加大墻體上的水壓力,直接影響擋墻的抗傾覆和抗滑移安全性,也會(huì)引起墻體開(kāi)裂等。
從查閱相關(guān)資料來(lái)看,整個(gè)項(xiàng)目的管理相對(duì)混亂,缺少必要的施工管理和技術(shù)資料,在施工期間及一定時(shí)間內(nèi)也未對(duì)擋墻及相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)等。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)施工圖紙審查:按當(dāng)?shù)毓芾硪?guī)定,對(duì)于超過(guò)一定規(guī)模的基坑和邊坡的設(shè)計(jì)方案和施工方案要求進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)評(píng)審和論證,即對(duì)設(shè)計(jì)方案的安全性、合理性等進(jìn)行評(píng)審,對(duì)專(zhuān)項(xiàng)施工方案進(jìn)行論證,使施工方案更完善,減小和降低施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)等。本工程未履行此程序,而是直接使用圖紙進(jìn)行了施工。另外,對(duì)圖紙也未進(jìn)行圖紙會(huì)審及技術(shù)交底等程序,致使實(shí)際條件不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)條件的地方不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并引起重視。
(2)施工質(zhì)量管理:整個(gè)項(xiàng)目一直未能找到完整的施工質(zhì)量管理資料,建設(shè)方疏于管理,而監(jiān)理公司也未介入管理,全過(guò)程均由施工單位自己控制。在工程完成后也未按規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和組織驗(yàn)收[4]。
(3)變形監(jiān)測(cè):按照規(guī)范要求,對(duì)于永久邊坡在施工期間及完成后一定時(shí)期內(nèi)是需要對(duì)支護(hù)體及周邊環(huán)境要素進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)的[1],并對(duì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)時(shí)間以及預(yù)警等都有相應(yīng)的要求。本工程設(shè)計(jì)圖紙未明示監(jiān)測(cè)的相關(guān)內(nèi)容,而建設(shè)單位也未按規(guī)范要求進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的監(jiān)測(cè),這也是在后來(lái)出現(xiàn)問(wèn)題后無(wú)法用具體數(shù)據(jù)做為加固設(shè)計(jì)依據(jù)的根由。
在對(duì)擋墻進(jìn)行加固前,應(yīng)先確定擋墻的質(zhì)量情況,根據(jù)表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)狀分析其可能的原因。有針對(duì)性的采取措施,才能有效的處理?yè)鯄Φ姆€(wěn)定性和消除質(zhì)量隱患。
(1)擋墻變形監(jiān)測(cè)
對(duì)擋墻的變形監(jiān)測(cè)及周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)是首要任務(wù),雖然不能解決以往沒(méi)有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),但是可以了解到自監(jiān)測(cè)開(kāi)始后擋墻的變形及周邊環(huán)境的影響情況,為加固方案的確定提供一定的依據(jù)。擋墻的變形監(jiān)測(cè)是長(zhǎng)時(shí)期的,即從當(dāng)前開(kāi)始,一直到施工完成后一定的時(shí)間,直到達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范所需要的條件。監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括擋墻的水平位移、豎向位移、傾斜、墻后地面變形、墻外地面變形以及周邊建筑物的變形監(jiān)測(cè)等[1]。
(2)擋墻質(zhì)量檢測(cè)
擋墻實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)也是很重要的,是加固設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料。檢測(cè)內(nèi)容主要包括墻體混凝土質(zhì)量、配筋率、實(shí)體尺寸等,還包括墻后填土質(zhì)量、泄水孔情況、場(chǎng)地排水情況等[4]。
通過(guò)對(duì)原設(shè)計(jì)方案和現(xiàn)狀進(jìn)行復(fù)核性驗(yàn)算推斷引起變形的主要原因。對(duì)原設(shè)計(jì)方案和東、西部未有基礎(chǔ)埋深時(shí)擋墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 不同條件下?lián)鯄Ψ€(wěn)定性驗(yàn)算表Table 3 Checklist of stability of retaining wall under different conditions
從復(fù)核驗(yàn)算結(jié)果可以看出,當(dāng)擋墻基礎(chǔ)無(wú)埋深時(shí),擋墻的抗滑移穩(wěn)定系數(shù)未達(dá)到規(guī)范的要求,但也并不是說(shuō)未達(dá)到規(guī)范要求擋墻就一定會(huì)破壞,而是安全保證性不足。
在雨季墻后填土含水量增加會(huì)造成土的強(qiáng)度降低,當(dāng)泄水孔排水不暢墻后存在水壓力時(shí),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土樣的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)擋土墻的穩(wěn)定性進(jìn)行了復(fù)核性驗(yàn)算,結(jié)果如下:
傾覆驗(yàn)算:Ft=4.467>1.600,滿(mǎn)足;滑移驗(yàn)算:Fs=1.023<=1.300,不滿(mǎn)足;整體穩(wěn)定驗(yàn)算:最小穩(wěn)定性系數(shù)Fst=1.286>=1.250,滿(mǎn)足。
從這里可以看出,當(dāng)墻后填土含水量增高,回填土的強(qiáng)度變低且存在墻后水壓力時(shí),對(duì)擋墻的抗滑移安全性影響最大,抗滑移穩(wěn)定系數(shù)接近平衡狀態(tài),這也是雨季擋墻變形而旱季未發(fā)生變形的主要原因。
綜合已有的資料及相關(guān)驗(yàn)算分析結(jié)果,引起擋墻變形的主要原因是擋墻基礎(chǔ)埋深及墻外覆土厚度和寬度不足導(dǎo)致?lián)鯄Φ目够瓢踩禂?shù)較低,而墻后填土質(zhì)量差以及墻面泄水孔排水不暢等因素導(dǎo)致墻后主動(dòng)土壓力和水壓力變大,這幾個(gè)因素結(jié)合在一起造成了本擋墻的變形。變形主要表現(xiàn)為水平滑移,從而引起墻后地表沉陷、圍墻開(kāi)裂等,以上因素對(duì)擋墻的抗傾覆和整體穩(wěn)定性也有一定的影響。
(1)通??刹捎玫募庸谭桨?/p>
對(duì)于擋墻的處理方法有很多種,通常采用的方法有:
①墻外堆土反壓:在墻外較大范圍和高度內(nèi)堆土反壓。這是最直接最簡(jiǎn)單也最有效的方法,既可以增大擋墻的抗滑移性和抗傾覆性,也能增加擋墻的整體穩(wěn)定性。
②墻內(nèi)填土體加固:對(duì)墻內(nèi)回填土進(jìn)行加固。增強(qiáng)土質(zhì)抗剪強(qiáng)度指標(biāo),可有效減小土對(duì)墻的側(cè)壓力,可使擋墻的抗滑移和抗傾覆性增強(qiáng)。
③抗滑樁加固:通過(guò)設(shè)置抗滑樁提高擋墻的抗滑移性,同時(shí)也加強(qiáng)了抗傾覆性[5]。
④地基土強(qiáng)度加固:比如設(shè)置微型樁、樹(shù)根樁[6]等??稍鰪?qiáng)地基土強(qiáng)度,減少墻體沉降變形和不均勻沉降[7]。
⑤抗傾覆加固:可通過(guò)加寬基礎(chǔ)寬度、墻體設(shè)置抗拉錨桿、設(shè)置外扶壁等方法提高擋墻的抗傾覆性,也能增加抗滑移和整體穩(wěn)定性。
可以針對(duì)擋墻變形的原因選擇一種或多種方法來(lái)對(duì)本擋墻加固。
(2)加固方案的確定
加固方案的原則是技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)上合理,安全可靠等,對(duì)可能的方案進(jìn)行篩選和優(yōu)化。
墻前堆土反壓方法:由于東部和西部沒(méi)有墻外側(cè)土地的所有權(quán)和使用權(quán),大面積的反壓方案不可行。
墻內(nèi)土體加固方法:現(xiàn)場(chǎng)空間相對(duì)較小且影響居民的生活,另外,當(dāng)在其內(nèi)施工采用較大的機(jī)械設(shè)備時(shí),對(duì)擋墻的穩(wěn)定性有不利影響。為防止由于加固造成二次破壞或加劇,不采用此方案。
因此,針對(duì)增強(qiáng)擋墻的抗滑移性,也加強(qiáng)擋墻的抗傾覆性初步加固方案如下:采用微型樁加固地基土提高地基土強(qiáng)度,減小可能存在的地基不均勻變形;設(shè)置加筋抗滑樁增大擋墻的整體抗滑性,同時(shí)加大了基礎(chǔ)寬度,可降低基底壓力,減小擋墻的沉降變形和加大擋墻的抗傾覆性,另外抗滑樁的設(shè)置也限制了地基土的側(cè)向變形,保證了地基土的穩(wěn)定;在擋墻上一定位置設(shè)置抗拉錨桿,可有效加大和提高擋墻的穩(wěn)定性、抗傾斜和抗滑移性[8]。
針對(duì)此建議方案,建設(shè)單位認(rèn)為技術(shù)可行,但是經(jīng)過(guò)預(yù)算認(rèn)為資金投入太大,后期將北部用地征用為二期工程,做整體規(guī)劃時(shí)該擋墻墻外區(qū)域?qū)⒄w回填,因此,要求針對(duì)引起變形的主要因素抗滑移性進(jìn)行加固,建設(shè)單位協(xié)調(diào)占用墻外部分空間,可以用做反壓堆土。因此,根據(jù)建設(shè)方意見(jiàn),針對(duì)滑移穩(wěn)定性不足采用設(shè)置抗滑樁加固,并在墻外設(shè)置有限土體反壓的方法,同時(shí)要求建設(shè)方做好墻內(nèi)地面防排水措施,減少以后生活用水及雨水對(duì)填土的不利影響,同時(shí)減少地面荷載,疏通泄水孔等,也做好擋墻的變形監(jiān)測(cè)和日常檢查及維護(hù)工作。因此加固方案采用植筋抗滑樁+樁間板墻+有限土體反壓方案。
具體加固方案如下(圖5):
(1)植筋抗滑樁:抗滑樁布置在原擋墻基礎(chǔ)的外側(cè),距離為200mm,便于混凝土護(hù)壁的施工。樁頂標(biāo)高不高于基礎(chǔ)度標(biāo)高,便于植筋時(shí)樁與原基礎(chǔ)的連接,樁的成孔方式為人工挖孔鋼筋混凝土護(hù)壁[9]。樁分東、西兩個(gè)區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì),主要參數(shù)如下。
東部:樁徑800mm,樁距2.0m,樁長(zhǎng)12.5m,嵌固深度8.5m,配筋主筋為18E22,螺旋箍筋為φ10@150,冠梁為1000*800mm,均灌注C30混凝土。在原擋墻基礎(chǔ)植筋E16@150,同時(shí)加厚基礎(chǔ),與墻體連接。最終樁冠梁與植筋以及加固的基礎(chǔ)灌注在一起。
西部:樁徑800mm,樁距2.0m,樁長(zhǎng)9.6m,嵌固深度8.0m,配筋主筋為17E22,螺旋箍筋為φ10@150,冠梁為1000*800mm,均灌注C30混凝土,植筋要求同東部。
(2)樁間板墻封閉:為了限制基礎(chǔ)下樁間土的側(cè)向變形,在自然地面以上,在樁間緊靠原狀土設(shè)置厚200mm,配筋為φ10@150鋼筋網(wǎng)的混凝土板,混凝土強(qiáng)度為C30。
(3)有限土體反壓措施:為了增大擋墻的抗滑移及抗傾覆能力,充分利用可利用的有限空間,在抗滑樁和板墻完成后,在墻外側(cè)5m范圍內(nèi),分層用粉土碾壓回填到基礎(chǔ)底面以上不小于1.0m,壓實(shí)系數(shù)不小于0.92,并對(duì)坡面掛鋼筋網(wǎng)噴砼處理。
對(duì)以上方案采用最不利的水土參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算,各安全系數(shù)均達(dá)到規(guī)范要求。
在進(jìn)行加固施工期間,應(yīng)對(duì)擋墻變形及周邊主要管線(xiàn)、周邊建筑物變形等進(jìn)行監(jiān)測(cè),尤其對(duì)擋墻的側(cè)向位移、傾斜等變形進(jìn)行密切監(jiān)測(cè),防止擋墻垮塌造成人員傷亡,同時(shí)還應(yīng)該對(duì)原泄水孔進(jìn)行全面檢查修復(fù),同時(shí)對(duì)擋墻開(kāi)裂區(qū)進(jìn)行維修。
圖5 擋墻加固示意圖Fig.5 Schematic diagram of retaining wall reinforcement
對(duì)于擋墻工程的質(zhì)量檢測(cè)和加固工程的驗(yàn)收,要引起足夠的重視,也要按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行,要做到施工質(zhì)量的可追溯性。在施工期間和竣工后對(duì)原材料質(zhì)量、施工質(zhì)量均進(jìn)行了檢測(cè)和驗(yàn)收。
(1)加固施工的質(zhì)量檢查和檢測(cè):主要包括在加固施工中的原材料檢測(cè)、施工質(zhì)量檢查、植筋抗拔性試驗(yàn)等。在本工程施工過(guò)程中,對(duì)所采用的原材料(主要為鋼筋、混凝土、水泥、石子、砂類(lèi)等)都進(jìn)行了復(fù)檢,質(zhì)量均達(dá)到了相關(guān)規(guī)范要求,對(duì)植筋抗拔性也按規(guī)定進(jìn)行了一定數(shù)量的試驗(yàn)檢測(cè),同時(shí)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行了質(zhì)量控制,均達(dá)到了設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范的要求。
(2)加固工程的驗(yàn)收:在加固完成后應(yīng)對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行竣工驗(yàn)收,主要包括實(shí)體質(zhì)量驗(yàn)收、安全驗(yàn)收驗(yàn)收等,均達(dá)到了設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范的要求。
對(duì)于規(guī)模較大的邊坡工程要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境因素在一定時(shí)間內(nèi)按一定的監(jiān)測(cè)頻率進(jìn)行變形監(jiān)測(cè),只有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)各監(jiān)測(cè)值均滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的變形值和速率等后方可停止監(jiān)測(cè)。本擋土墻工程的變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括:擋墻頂?shù)乃胶拓Q向位移、基礎(chǔ)的水平和豎向位移、墻內(nèi)地面的位移和裂縫、周邊建筑物的沉降變形、周邊管線(xiàn)的變形等內(nèi)容,監(jiān)測(cè)周期一般不小于2年[10]。
另外,除進(jìn)行應(yīng)有的變形監(jiān)測(cè)以外,還需要進(jìn)行日常的檢查和維護(hù),保證擋墻在設(shè)計(jì)允許的條件下運(yùn)行。檢查的內(nèi)容主要包括頂部荷載使用、墻體變形、泄水孔排水情況、地面及地下管線(xiàn)排水滲漏情況、地面裂縫及下陷情況、擋墻外側(cè)基礎(chǔ)覆蓋情況、雨水對(duì)覆土的沖刷及排水情況等,對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理,當(dāng)出現(xiàn)影響擋墻穩(wěn)定和安全的情況應(yīng)及時(shí)采取有效措施消除或降低危害。
由于受預(yù)算資金限制,本次的加固設(shè)計(jì)主要針對(duì)抗滑移采取了措施,并未完全解除隱患,后期仍存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn),在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和檢查工作。同時(shí),在加固施工過(guò)程中,也存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn),需要做好風(fēng)險(xiǎn)分析,制訂應(yīng)急預(yù)案。
由于對(duì)已經(jīng)完成的擋墻實(shí)體質(zhì)量還有存疑,且墻后填土質(zhì)量較差,可能存在由于原施工質(zhì)量對(duì)后期加固設(shè)計(jì)的安全性影響,比如墻體本身強(qiáng)度不足等,這些不利因素都有可能在加固后將責(zé)任轉(zhuǎn)嫁到加固設(shè)計(jì)方,因此需要事先明確各方的責(zé)任和義務(wù)。另外,還應(yīng)該要求建設(shè)方按國(guó)家及行業(yè)規(guī)定對(duì)擋墻及影響因子等進(jìn)行變形監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握擋墻及周邊環(huán)境因素的狀態(tài),以便在超出規(guī)范允許的變形允許值時(shí)及時(shí)采取有效措施,減小不必要的損害、損失及不利影響。
在施工中危險(xiǎn)因素更多,主要包括以下2個(gè)方面:
(1)擋墻破壞風(fēng)險(xiǎn)和傷害:由于加固工程是在擋墻下,有可能發(fā)生擋墻倒塌等對(duì)施工人員造成傷害,雖然當(dāng)前情況下這種風(fēng)險(xiǎn)較小,但也不是絕對(duì)的,因此,在施工過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)擋墻變形的監(jiān)測(cè)和安全監(jiān)控等工作。
(2)施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)和傷害:在加固施工中由于抗滑樁采用的是人工挖孔樁,在施工中風(fēng)險(xiǎn)較多,主要包括孔壁坍塌、人員墜落、孔內(nèi)墜物、窒息、中毒等風(fēng)險(xiǎn),另外還有施工過(guò)程中存在的高空附物、物體打擊、機(jī)械傷害、觸電傷害以及交通傷害等,需要事先進(jìn)行危險(xiǎn)源分析并做好預(yù)防措施和應(yīng)急措施,防止或減少發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)及避免不必要的損失。
原施工項(xiàng)目總體來(lái)說(shuō)施工工藝并不是特別復(fù)雜,但是為什么出問(wèn)題呢?其實(shí)就是相關(guān)各方不重視,不論是在設(shè)計(jì)階段、施工階段還是在使用期間,都未認(rèn)真對(duì)待,這個(gè)案例提醒我們各方的管理人員和技術(shù)人員,在工作中要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度以及認(rèn)真負(fù)責(zé)的精神,才能減少或不犯類(lèi)似的問(wèn)題。
設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)時(shí),一定要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)查,現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件及環(huán)境條件是否滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求,當(dāng)不能滿(mǎn)足要求時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整,設(shè)計(jì)要有針對(duì)性。
在施工階段,施工單位要復(fù)核設(shè)計(jì)條件與現(xiàn)場(chǎng)條件的符合性,而不是一味的按圖施工,因此施工前的圖紙會(huì)審和技術(shù)交底工作很重要,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)和設(shè)計(jì)單位溝通,才能確保工程質(zhì)量。
作為監(jiān)理單位,在施工過(guò)程中一定要認(rèn)真履行監(jiān)理職責(zé),嚴(yán)格把控原材料質(zhì)量和施工質(zhì)量,做好監(jiān)理日志,留存驗(yàn)收資料,充分起到監(jiān)督作用,并督促各單位留存施工技術(shù)資料以便后期查閱。
作為第一責(zé)任主體的建設(shè)單位,特別在涉及安全的工程中,不應(yīng)一味追求低投入、簡(jiǎn)要省事等,在與安全發(fā)生沖突時(shí)應(yīng)安全至上。按照相關(guān)管理程序?qū)|(zhì)量做好檢查驗(yàn)收以及支護(hù)體及周邊環(huán)境監(jiān)測(cè),對(duì)于加固工程,更應(yīng)該加強(qiáng)變形監(jiān)測(cè)并在特殊季節(jié)(如雨季)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)頻率及日常檢查工作,同時(shí),在工程完成移交后,還要做好日常的檢查維護(hù)工作,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。