承德地区挡墙在地灾施工中问题分析与探讨

2016-09-15杨林

西部探矿工程 2016年5期

关键词：毛石灰缝勾缝

杨　林

（华北地质勘查局五一四地质大队，河北承德067000）

承德地区挡墙在地灾施工中问题分析与探讨

杨林*

（华北地质勘查局五一四地质大队，河北承德067000）

在地质灾害施工中大量应用有重力式挡墙，针对在施工中的常见问题进行分析和总结。

挡土墙；毛石；砂浆；砌筑方法；勾缝；排水

近年，河北省承德市一大批地质灾害点得到治理，大部分地质灾害治理项目设计有浆砌石挡墙，针对施工中出现的常见问题，如石料、水泥、砂的选择，挡墙的砌筑方式方法、挡墙的勾缝、基础埋深、墙体勾缝、排水等问题进行分析和总结。重力式挡墙各部分名称如图1所示：

图1　重力式挡墙示意图

重力式挡土墙的类型：

①按材料可分为：石砌挡土墙、砖砌挡土墙、混凝土挡土墙等类型。

②按照结构形式可分为：重力式、衡重式、半重力式等。其中，重力式、衡重式多用石砌，半重力式用混凝土浇筑。如表1所示。

在承德地区地质灾害施工中，常用的挡墙类型为石砌重力式挡墙，下面针对在施工过程中的问题进行分析。

1　石料的选择

根据挡土墙图集04J008要求：“毛石强度等级不得低于MU30；用M10级水泥砂浆砌筑时，不低于MU40”，“选用的毛石必须合格，要求无风化、无裂纹，中部最小厚度不小于200mm”。

由于料石成本高，且毛石易于就地取材，在满足设计要求的前提下，浆砌石挡墙选用的石料多为毛石。就地取材过程中有的毛石存在表面有泥垢等杂质，在砌筑前应清洗干净。

小结：（1）毛石强度等级不得低于MU30；用M10级水泥砂浆砌筑时，不低于MU40。

（2）石料规格：中部最小厚度不小于20cm。

（3）石料外观：要求无风化、无裂纹，表面有泥垢等杂质，在砌筑前应清洗干净。

2　胶结材料——砂浆

2.1砂浆的概念

砂浆（Mortar）：由胶结料、细集料、掺加料和水配制而成的建筑工程材料，在建筑工程中起粘结衬垫和传递应力的作用。常用的为水泥砂浆（Cement mortar）：由水泥细集料和水配制成的砂浆。

2.2砌筑砂浆的等级

根据《砌筑砂浆配合比设计规程》（JGJ98-2000），砌筑砂浆的强度等级分为M20、M15、M10、M7.5、M5、M2.5。

2.3挡墙对砂浆的要求

（1）挡墙对砂浆的要求。根据挡土墙图集04J008要求，各类型挡土墙的修建材料如表2所示。

根据《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）承德地区属于寒冷地区，设计中的挡土墙高度多小于8m，在无特殊要求下，用M10级水泥砂浆砌筑墙身和基础可满足要求。

表1　各类重力式挡土墙主要特点

表2　各类型挡土墙要求材料表

（2）对砂浆中水泥和砂的要求。在大多数的施工中，常用的是强度为32.5的水泥。从《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）中得知：“硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级；普通硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级；矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级”。

《砌筑砂浆配合比设计规程》（JGJ98-2000）对水泥、砂的要求：①砌筑砂浆用水泥的强度等级应根据设计要求进行选择。水泥砂浆采用的水泥其强度等级不宜大于32.5级；水泥混合砂浆采用的水泥，其强度等级不宜大于42.5级。

②砌筑砂浆用砂宜选用中砂，其中毛石砌体宜选用粗砂。砂的含泥量不应超过5%。强度等级为M2.5的水泥混合砂浆，砂的含泥量不应超过10%。”

小结：

①在砌筑墙高H≤8m重力式挡土墙，胶结材料选择用M10级水泥砂浆即可；

②选用的水泥在没有设计要求的情况下，在地质灾害施工过程中，多为水泥砂浆，水泥砂浆采用的水泥强度为32.5级即可。

《砌体结构工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）中要求：“水泥使用应符合下列规定：A、水泥进场时应对其品种、等级、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性进行复验，其质量必须符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》B175的有关规定；B、当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过3个月（快硬硅酸盐水泥超过1个月）时，应复查试验，并按复验结果使用。”

③在地质灾害施工过程中，浆砌石挡墙多为毛石，所以水泥砂浆中的砂子宜选用粗砂。

④《砌筑砂浆配合比设计规程》（JGJ98-2000）对水泥砂浆材料用量要求，如表3所示。

表3　每立方米水泥砂浆材料用量

3　挡墙的基础埋深

为保证挡土墙稳定性，必须根据下列要求，将基础埋入地面以下适当深度。

在季节性冰冻地区，应将基础埋置到冰冻线以下，以防止地基因冻融而破坏。

挡土墙图集04J008，挡土墙基础的埋置深度应符合以下要求：①对一般土质地基，在保证开挖的基底面土质密实，且稳定性和承载力均满足后，其埋置深度不宜小于800mm，墙趾顶部的土层厚度不小于200mm。②在冻土区，当冻结深度小于或等于1000mm时，其埋置深度在冻结深度线以下不小于250mm（弱冻胀土除外），同时不小于1000mm。③位于斜坡地面的山坡挡土墙，其墙址埋入深度当地层为软质岩或土质时应大于或等于1000mm，当地层为硬质岩时应大于或等于600mm。

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011），重力式挡土墙的构造应符合下列规定：①重力式挡土墙适用于高度小于8m、地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物的地段。②重力式挡土墙可在基底设置逆坡。对于土质地基，基底逆坡坡度不宜大于1∶10；对于岩石地基，基底逆坡坡度不宜大于1∶5。③毛石挡土墙的墙顶宽度不宜小于400mm；混凝土挡土墙的墙顶宽度不宜小于200mm。④重力式挡墙的基础埋置深度，应根据地基承载力、水流冲刷、岩石裂隙发育及风化程度等因素进行确定。在特强冻涨、强冻涨地区应考虑冻涨的影响。在土质地基中，基础埋置深度不宜小于0.5m；在软质岩地基中，基础埋置深度不宜小于0.3m。⑤重力式挡土墙应每间隔10～20m设置一道伸缩缝。当地基有变化时宜加设沉降缝。在挡土结构的拐角处，应采取加强的构造措施。

小结：

（1）对一般土质地基，其埋置深度h≥0.8m。在一般软质岩地基中，基础埋置深度h≥0.3m。

（2）位于斜坡地面的山坡挡土墙，其墙址埋入深度当地层为软质岩或土质时应大于或等于1000mm，当地层为硬质岩时应大于或等于600mm。如表4所示。

表4　挡墙基础埋深统计表

4　墙体勾缝

在实际施工过程中，往往对墙体勾缝没有具体概念和要求，现对墙体勾缝具体总结如下：

勾缝是指用砂浆将相邻两块砌筑块体材料之间的缝隙填塞饱满，其作用是有效的让上下左右砌筑块体材料之间的连接更为牢固，防止风雨侵入墙体内部，并使墙面清洁、整齐美观。勾缝形式有平缝、凹缝、斜缝、凸缝。

平缝操作简便，勾成的墙面平整，不易剥落和积圬，防雨水的渗透作用较好，但墙面较为单调。

凹缝是将灰缝凹进墙面5～8mm的一种形式。勾凹缝的墙面有立体感，但容易导致雨水渗漏，而且耗工量大，一般宜用于气候干燥地区。

斜缝是把灰缝的上口压进墙面3～4mm，下口与墙面平，使其成为斜面向上的缝。斜缝泻水方便，适用于外墙面和烟囱。

凸缝是在灰缝面做成一个矩形或半圆形的凸线，凸出墙面约5mm左右。凸缝墙面线条明显、清晰，外观美丽，但操作比较费事。

《砌体结构工程施工质量验收规范》（GB50203-2011）中毛石、毛料石、粗料石、细料石砌体灰缝厚度应均匀，灰缝厚度应符合下列规定：①毛石砌体外露面的灰缝厚度不宜大于40mm；②毛料石和粗料石的灰缝厚度不宜大于20mm；③细料石的灰缝厚度不宜大于5mm。

小结：（1）浆砌石挡墙砌筑完成后，其灰缝用水泥砂浆填实，勾缝分为勾平缝和勾凸缝（在施工中说的虎皮缝、条带缝）2种。

（2）在施工中的挡墙砌体多为毛石，毛石砌体外露面的灰缝厚度4cm。

（3）勾缝砂浆标号应高于砌体砂浆；应按实有砌缝勾缝，严禁勾假缝。

5　砌筑方法

在浆砌石挡墙的施工中出现的问题很多，在砌筑方法上主要由以下几项问题：

（1）砌筑基础时，第一皮石块未座浆，大面未朝下。

（2）在砌筑挡墙时，石料未洒水湿润。

（3）挡墙中存在瞎缝、假缝、通缝。

（4）挡墙未分层砌筑。

（5）墙体中的拉结石少，不符合规范要求。

《砌体结构工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）中要求：“石砌体的组砌形式应符合下列规定：内外搭砌，上下错缝，拉结石、丁砌石交错设置。毛石墙拉结石每0.7m2，墙面不应少于1块”。其中的专业名词解释如下所示：

内外搭砌：是指内墙跟外墙砌筑的要求，或者墙体相交成丁字型、十字形、L型时，转角处要一起砌筑，不应出现通缝。

分皮卧砌：分皮就是一层一层砌，不能边上砌好后，里面乱扔；卧砌指石头不要立放，不吃劲。

拉结石：砌筑在石砌体中，与厚度方向平行，长度接近砌体厚度，细长的石块。

灰缝：大多是指墙体砌筑时两块砖间的砂浆层。

瞎缝：砌体中相邻块体间无砌筑砂浆，又彼此接触的水平缝或竖向缝。

假缝：为掩盖砌体灰缝内在质量缺陷，砌筑砌体时仅在靠近砌体表面处抹有砂浆，而内部无砂浆的竖向灰缝。

通缝：砌体中上下皮块体搭接长度小于规定数值的竖向灰缝。

小结：

（1）宜分层卧砌，上下错缝，内外搭砌，拉结石、丁砌石交错设置。

（2）在铺砌前，将石料洒水湿润，使其表面充分吸收，但不得残留积水。砌体外露面在砌筑后12～18h之内给予养护。

（3）《砌体结构工程施工质量验收规范》（GB50203-2011）中砌筑毛石挡土墙应按分层高度砌筑要求：①每砌3皮4皮为1个分层高度，每个分层高度应将顶层石块砌平；②2个分层高度间分层处的错缝不得小于80mm”。

《建筑工程冬期施工规程》（JCJ104-1997），规定冬期施工在采用冻结法砌筑施工时，每日最高砌筑高度不得超过1.2m。

（4）石墙必须设置拉结石。拉结石必须均匀分布、相互错开，每0.7m2墙面至少应设置一块，且同皮内的中距不应大于2m。拉结石的长度，若其墙厚等于或小于400mm时，应等于墙厚；墙厚大于400mm时，可用两块拉结石内外搭接，搭接长度不应小于150mm，且其中一块长度不应小于墙厚的2/3。

（5）砌体的灰缝厚度应为20～30mm，砂浆应饱满。石块间较大的空隙应先填塞砂浆，后用碎块或片石嵌实，不得先摆碎石块后填砂浆或干填碎石块的施工方法，石块间不应相互接触。

（6）砌筑基础的第一皮石块应座浆，且将大面朝下。砌体基础扩大部分，若做成阶梯形，上级阶梯的石块应至少压砌下级阶梯的1/2，相邻阶梯的块、毛石应相应错缝搭接。

6　排水设施

挡土墙设计一般都以天然地基允许承载力和自然状态下的墙背土体的土压力为依据的。如排水不良，地基和墙背土体将由于水分增加而改变原来的状态，导致地基承载力降低和土压力增加。同时，土体内水分过多时，将产生静水压力；在冰冻地区，还将产生冻胀压力；对粘性土，水分增加时将产生膨胀压力。当附加的压力过大以致超出设计计算土压力，或地基承载力过分降低以致低于设计基底应力时，挡土墙的稳定性和强度难以保证。因此，设置有效排水设施对保证挡土墙稳定性和强度具有重要的意义。

挡土墙常用的排水设施可分为地面排水和墙身排水两部分。

地面排水主要是防止地表水渗入墙背土体或地基。主要措施包括：在墙后地面设置排水沟、夯实地表松土，必要时采取封闭处理；对路堑挡土墙趾前的边沟予以铺砌加固等。

根据地表水汇集、墙背填料透水性能及有无地下水等情况，可以选择A、B、C三种类型之一。如图2所示。