皖南事变烈士陵园挡土墙修复方案的选用

2019-10-12于石群安徽省城乡规划设计研究院安徽合肥230000

安徽建筑 2019年9期

于石群（安徽省城乡规划设计研究院，安徽合肥 230000）

1 引言

挡土墙作为一种常用的支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物，在道路、边坡支护等工程建设中发挥着重要的作用。在实际工程设计中，如何针对复杂的地形地质条件，选择合理有效的挡土墙类型是设计中要特别考虑的部分，对结构设计的安全性和经济性有着至关重要的影响。本文以皖南事变烈士陵园挡土墙修复方案的选择为例，详细地介绍了复杂地质条件下，如何进行挡土墙选型和优化设计。

2 工程概况

皖南事变烈士陵园位于皖南泾县城郊的水西山。1990年初，为纪念皖南事变新四军将士殉难五十周年而修建。由于连日大面积降水，陵园内入口广场东侧神道发生坍塌，神道西侧挡土墙被冲毁。原挡土墙设计方案采用重力式挡土墙，神道西侧挡土墙山体滑坡，导致整个挡墙坍塌。由于毁坏部分的挡土墙工程量仅占整体挡土墙的约十分之一，因而重建的思路考虑与原有建筑和构筑物风格保持一致。

3 地质概况

根据地勘部门提供的地勘报告，拟建场地下的土层大致分为五层。第①层：杂填土,主要以黏性土和砾石、碎石回填为主,表层铺设有3～5cm厚的大理石面及水泥垫层，欠固结，结构松散，下部黏性土回填填龄大于十年，层底标高35.32m～49.47m；第②层：含砾粉质黏土，土质均匀性一般，工程性质较好，层厚0.70m～7.10m，层顶埋深 0.40m～6.30m，层底标高40.34m～44.62m，局部缺失；第③层：粉质黏土夹粉土:夹有粉土和少量碎石，土质均匀性一般，工程性质一般，层顶埋深1.20m～12.00m，层底标高37.68m～40.86m，局部缺失；第④层：卵石，含砾石、中粗砂、卵石，卵石直径6cm～20cm，卵石含量50%～70%，工程性质较好，层顶埋深0.80m～14.60m，层底标高22.95m～40.66m；第⑤层：中风化石灰岩，岩体完整程度为较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ类，岩层均匀性一般，工程性质一般。根据区域地质资料，皖南泾县地区属扬子板块北缘，区域内出露地层主要为志留系、上泥盆统、石炭系、下三叠统，并具有少量燕山期侵入岩。进入全新世以后，地壳活动已趋于基本稳定，该场地内没有活动性断裂通过，基底岩层稳定，根据历史记载，本区无大的破坏性地震发生过。

4 方案选择

4.1 重力式挡土墙

拟建场地②含砾粉质黏土，层厚0.70m～7.10m，fak为 220kPa，④ 卵石，层厚 0.20m～13.80m，fak为300kPa，均可作为拟建挡土墙的天然地基持力层。因持力层顶面标高起伏较大，故基础可采用不同落深，设阶梯型基础。但地基土不均匀，持力层有发生不均匀沉降的可能，若采用此方案需在基底应铺设1∶2的砂石垫层并采取加强上部结构刚度等相应措施。通过对原有挡土墙破坏的查勘，组砌不良、砌体砂浆不饱满等毛石挡土墙的通病依然是造成挡墙坍塌的主因之一。

4.2 悬臂式钢筋混凝土挡土墙

悬臂式钢筋混凝土挡土墙持力层同重力式挡土墙，其整体性优于重力式挡土墙。悬臂式挡土墙的稳定性不是依靠自身自重，而是依靠墙踵板上的填土重量。针对本工程，其缺点也较为突出：由于挡土墙沿山体修筑，挡土墙上部山坡为稳定性较差的土质山坡，开挖墙踵板基础势必涉及到上部土质边坡的稳定性，容易造成边坡塌方、滑坡等重大安全事故。

4.3 锚杆式挡土墙

锚杆式挡土墙是由预制的钢筋混凝土立柱、挡土板构成墙面，与水平或倾斜的钢锚杆联合组成。锚杆的一端与立柱连接，另一端被锚固在山坡深处的稳定岩层或土层中。墙后侧向土压力由挡土板传结立柱，由锚杆与稳定岩层或土层之间的锚固力，使墙获得稳定。根据地勘报告提供的勘探资料，场地地基土土性及分布变化较大，地基均匀性较差，山坡处土层稳定性较差，无法为锚杆提供足够的锚固力以保证墙体的稳定。

4.4 桩板式挡土墙

桩板式挡土墙是一种由钢筋混凝土桩和挡土板组成的轻型挡土墙。在深埋的桩柱间用挡板挡住土体，保证挡墙后的土体及边坡的稳定。拟建场地为高度较大、稳定性较差的土质边坡，且边坡塌滑区内为IV类岩质边坡和土质边坡，拟建挡土墙位于滑坡区且切坡后可能引起二次滑坡，破坏后果严重。考虑到设计方案的安全性及施工的可行性，在最大限度的范围内保持与原有整体风格的统一，本工程拟选用桩板式挡土墙。

5 挡土墙设计

拟建场地勘察深度范围内可作桩基持力层的土层为④卵石层，拟采用钻孔灌注桩或人工挖孔桩方案，桩长定为8m，其中入土4m，桩距为1.8m，桩顶标高随原有挡土墙标高而定。靠近神道一面采用300～650mm浆砌毛石复原，与现状完好的挡土墙保持一致。通过原有倒塌挡土墙原因的分析，挡土墙背后填料的做法，及上部山体的排水依然是本工程需要重点考虑的部分。填料采用抗剪强度高和透水性强的砾石或者砂土。选用粘土性土作为填料时，应掺入适量的砂砾或者碎石；不得采用膨胀土、淤泥质土、耕植土作为填料，填料内摩擦角控制在30～35°。复原部分的毛石要求无风化，无裂纹，中部最小厚度不得小于200mm，强度等级不得低于MU30且严格按照挤浆法施工，保证砂浆饱满。砌体不应出现垂直通缝；避免通常的水平通缝。同时应加强挡土墙上部坡面排水措施，坡面排水设施应包括截水沟、排水沟、跌水与急流槽等，应结合地形和天然水系进行布设，并做好进出水口的位置选择。