悬臂式挡土墙纠偏办法探讨

2021-06-25王金祥

建材与装饰 2021年18期

王金祥

（中铁二十局集团第二工程有限公司，北京 100142）

1 挡土墙介绍

近年来，在市政道路工程建设中，全互通立交桥、主干道高架桥以及下穿通道已经成为一座城市的名片，连接它们与土基道路的“纽带”即挡土墙如影随行。

挡土墙分为重力式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆式挡土墙、加筋挡土墙以及悬臂式挡土墙等。为了适应不同地区的建筑条件（如地基、料源、地形等）和不同的使用要求（如建筑高度、稳定性等），市政道路工程中主要采用悬臂式挡土墙，其具有构造简单、墙身断面较小、自身质量较轻、施工方便、能适应承载力较低的地基、墙高一般在6m以内诸多优点。

但是，市政道路工程中有很多在建或现状的悬臂式挡土墙发生了或多或少的倾偏，影响工程顺利进行及人们的交通出行，挡土墙纠偏办法探究刻不容缓。

2 悬臂式挡土墙倾偏分析

2.1 悬臂式挡土墙受力特点

悬臂式挡土墙由立壁和墙底板组成，呈倒“T”字形，具有三个悬臂，即立壁、墙趾板、墙踵板。其结构稳定性是依靠墙身自重和踵板上方填土的重力来保证，而且墙趾板也显著增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。

2.2 倾偏诱因

（1）失稳。市政道路地下管线众多，错综复杂，有时难免需要紧邻挡土墙墙趾板布置，造成挡土墙的应力区密实度降低，不能承受来自踵板上方填土的压力，从而发生倾斜事故。

（2）地基不均匀沉降。挡土墙的基底处理对于挡土墙的稳定性极其重要，在现场施工过程中，因设计缺陷、填料质量不合格、使用的压实机具不合理、试验方法不得当等因素造成挡土墙基底处理未达到设计及规范要求，造成地基不均匀沉降而致使挡土墙发生侧向位移。

（3）外部集中荷载。在挡土墙施工完毕后，当外部集中荷载作用于挡土墙立壁处，由于挡土墙墙踵板上方未施加土压力，挡土墙整体不稳定，使其发生倾偏。

（4）墙背填土压实度。墙踵板上方填土的质量直接影响挡土墙的受力稳定性，路基土方一次性回填过高或填料不合格，都会造成填土压实度不合格，从而使填土内出现潜在滑移面，在施工荷载作用下潜在滑移面极有可能发展为滑动面，这就会给挡土墙施加很大的侧压力，造成挡土墙外移。

2.3 倾偏类型

根据挡土墙发生位移的情况一般分为倾斜、平移和倾移三种类型。

3 竖横顶升法工艺流程

经过分析研究挡土墙的受力特点、倾偏诱因及分类，它表明要使挡土墙准确回归原位，必须为其施加与原位移方向相反的作用力。为最大限度简化工艺，让其指导现场施工，通过多次研究、论证、改进和实践，设计了“竖横顶升法”施工工艺，下面详细对其进行论述。

3.1 卸载

考虑到踵板上方土方对于挡土墙纠偏来说属于不利荷载，机械开挖挡土墙背面已经填筑的路基土方。为减小横向千斤顶的顶升阻力，同时使纵向千斤顶在顶升过程中墙踵相对保持不动，随着墙趾的抬升，墙体逐渐内倾，在墙踵上方预留1m左右的土方来为其施加恒载。

3.2 布点

市政工程中挡土墙一般为每10m设置一道沉降缝，每节挡土墙设五个着力点。分为三个竖向顶升点和两个横向顶升点。1#、3#及6#为竖向顶升点，1#和5#点布置在挡土墙两侧，距挡土墙沉降缝0.8m，3#点布置在挡土墙节段中心线处；2#及4#为横向顶升点，对称与3#点布置，与3#点之间相距2.1m；点位误差不超过5cm。

3.3 工作坑开挖

1#、3#及5#工作坑长度为1m，其中漏出墙趾外侧60cm，以便于人工操作，宽度为60cm，深度为自挡土墙基础底面以下1.2m；2#和4#工作坑长度为1.2m，宽度为60cm，深度为自挡土墙基础底面以下1m。为了最大限度降低施工过程中对挡土墙地基土的扰动，工作坑全部采用人工开挖。工作坑开挖完毕后，在工作坑四周做一道30cm高的土埂，防止雨水及施工用水灌入。

3.4 反力装置及垫块混凝土浇筑

3.4.1 反力装置

1#、3#及5#工作坑安装竖向千斤顶，反力装置位于挡土墙基础下部，其厚度为80cm，顶部预留40cm工作空间。采用C30混凝土浇筑，在混凝土顶面安装φ12mm@100mm的钢筋网片，防止混凝土局部受压开裂，振捣密实，表面抹平，养生。

2#和4#工作坑安装横向千斤顶，反力装置位于挡土墙墙趾板外侧，其厚度为80cm，底面距挡土墙基础底30cm，便于安装千斤顶；顶面距道路设计标高30cm，避免后期破除；侧面距挡土墙基础40cm。采用C30混凝土浇筑，在靠近挡土墙基础侧安装φ12mm@100mm的钢筋网片，振捣密实，养生。

3.4.2 混凝土垫块

在顶升完毕后，需架设临时支墩置换千斤顶，采用200mm×200mm×200mm混凝土块作为置换材料。

3.5 安装千斤顶

利用回弹仪检测反力装置混凝土强度，待其强度达到20MPa以上后开始安装千斤顶。采用500mm×500mm手动液压分体式千斤顶。安装前必须检查各部分是否正常，若手动液压泵体的油量不足时，需先向泵中加入经充分过滤后的液压油才能工作。

采用200mm×200mm×10mm钢板及150mm×150mm×3mm精轧镜面不锈钢板作为千斤顶的上、下垫板，防止混凝土局部受压破坏。对于1#、3#及5#工作坑，下垫板采用两块200mm×200mm×10mm钢板，上垫板采用两块200mm×200mm×10mm钢板和两块150mm×150mm×3mm精轧镜面不锈钢板。镜面不锈钢板与钢板焊接采用奥氏体铬镍不锈钢电焊条，如A102（含铬约19%，含镍约10%）或A202（含铬约为18%，镍约12%）的不锈钢焊条满焊，焊接牢固、刨光。两块精轧镜面不锈钢板之间均匀涂刷一层硅油，保证横向千斤顶工作的同时，竖向千斤顶与挡土墙可以发生相对位移。紧贴挡土墙基础的上钢板涂刷一层环氧树脂砂浆，保证其与挡土墙的有效黏结。2#与4#工作坑上下垫板均采用2块200mm×200mm×10mm钢板。

预顶，使反力装置、下垫板、千斤顶、上垫板及挡土墙基础紧密接触，如图1所示。

图1 千斤顶安装立面（单位：mm）

3.6 顶升

五组人员同时就位，做好准备工作，现场指挥员下令开始施顶，1#、3#、5#工作坑千斤顶操作员必须同步同速下压操作杆，使得三个着力点受力相对保持平衡，待挡土墙基础离地1～2cm时暂停顶升；调整2#、4#工作坑横向千斤顶，让其保持绝对水平，操作员同步同速下压操作杆，观察员仔细观察1#、3#、5#工作坑中镜面钢板的相对滑移情况，若发现千斤顶倾斜，则立即停止施顶，将倾斜的千斤顶矫正并检查问题所在，然后再继续顶升。

测量人员必须时刻监测挡土墙的位移情况，若发现其整体抬升或混凝土开裂等情况时应马上向指挥员报告，指挥员应立即下令停止施顶，检查问题所在，处理完毕后再继续施顶。待挡土墙回归原位时持荷10min左右，观察挡土墙的位移情况，如发现有回偏的现象应立即处理，直至挡土墙趋于稳定。

作为“竖横顶升法”最为核心的步骤，顶升过程中必须安排专人指挥、全程监控。千斤顶使用时应严格遵守主要参数中的规定，切忌超高超载，否则当起重高度或起重吨位超过规定时，油缸顶部会发生严重漏油。

3.7 架设临时支墩

挡土墙回归原位且趋于稳定后，利用准备好的混凝土块及100mm×100mm×5mm钢板架设临时支墩。必须保证支墩与基础及挡土墙底板面紧密接触。临时支墩架设完毕后慢慢旋松千斤顶手轮，回顶卸荷，移除千斤顶。

3.8 回填浇筑混凝土和注浆

待千斤顶移除后，马上采用C30快凝早强混凝土浇筑，振捣密实，养生。混凝土浇筑至挡土墙基础顶面，但必须保证在道路设计标高0.3m以下。

混凝土浇筑完12h后开始注浆，沿挡土墙墙趾边缘采用潜孔钻垂直路面干钻成孔，孔径30mm，间距1m，孔深至基础下50cm，误差控制在±5cm。在孔口预埋注浆接口管，并用混凝土或水泥球密封孔口，形成密封环境，确保注浆压力。等到孔口封堵物强度达到4.5MPa后，可开始注浆，注浆时由低到高，由两侧向中心，并间隔跳孔注浆，注浆压力控制在0.2～0.3MPa。