重力式片石混凝土挡土墙施工质量影响因素初探

2022-07-25王恩发

四川建材 2022年7期

王恩发

(山西路桥第八工程有限公司，山西运城 044000)

0 前言

重力式片石混凝土挡土墙在现阶段公路工程中较为常见，发展中经历了干砌、浆砌和混凝土浇筑等阶段，现如今主要采用混凝土、片石混凝土现场浇筑。但就目前情况来看，在实际施工建设中可能因各种外在因素而影响施工的整体质量，如环境问题、施工因素以及经济性等，因此，要重视施工全过程处理，从基础施工入手，保证最终项目能够顺利完工。

1 重力式片石混凝土挡土墙概述

1.1 挡土墙概述

重力式挡土墙靠(见图1)自重维持平衡，修建会受到承载力的限制，但整体的经济效益较为明显，能够避免路堤和碎石倒塌，现阶段基本用石砌或混凝土建成，以块石、片石、混凝土预制块作为砌体，一般都做成简单的梯形，该技术应用方便、经济效果较好，现已在各类工程建设中得到广泛的应用[1]。

图1 重力式片石混凝土挡土墙

1.2 挡土墙构造

重力式挡土墙背坡一般选用1∶0.2～1∶0.3，如地面坡度墙面为1∶0.05～1∶0.2，采用混凝土块和石砌体的挡土墙，顶宽约为H/12。基底挡土墙构造需要从截面尺寸控制入手，注重墙趾的高度与宽度比，应按圬工(砌体)的刚性角确定，要求整体构造不宜<0.4 m。

1.3 挡土墙设计

挡土墙技术能够提高路基的安全性，通过节省占地面积提高土地利用率，现如今在当前的公路工程建设中被广泛应用。工程建设中，基底下可能会存在软弱土层，如未能有效处理则可能为后续运行埋下隐患，为此应当验算该土层的滑动稳定性，注意墙背附近的回填土质量，结合实际需求采用垂直墙或俯斜墙。

2 重力式片石混凝土挡土墙施工分析

2.1 工程概况

仙居至庆元公路松阳县水南至枫坪段工程，路起于浙江省丽水市松阳县市口村，沿线途经3个乡镇、13个村庄，主线采用二级公路技术标准，设计时速60 km/h，路基宽度8.5 m。本项目在施工前对外在条件进行调查，设计混凝土铺面板块标准为4 m×4 m，设重力式挡土墙长976 m，胸坡坡率1∶0.3，底坡坡率0.2∶1反坡，基础底挖出原状土1.2 m，最终混凝土用量为9 672 m3。

2.2 现状调查

上述工程对影响重力式片石混凝土挡土墙施工质量的主要因素进行分析，随后开展了JK14+150～JK15+090段挡土墙抽样检查，包括墙体倾斜度、墙体平整度等方面，采取针对性措施控制质量，最终合格率达到了95%以上。本工程地质情况为砂砾层，根据规范要求基坑开挖放坡为1∶1，考虑到松阳地区全年降雨量大，雨水对基坑安全会造成一定影响，故采用1∶1.5的坡度对基坑进行放坡开挖。

2.3 原因分析

现阶段我国多数公路都会采用重力式片石混凝土挡土墙，上述工程在施工中根据《铁路路基支挡结构设计规范》(TB 10025—2019)规定强度>C30，重力式挡土墙主要为仰斜式，片石含量要求<20%，最终重力式挡土墙的使用状况良好。同时，该工程在施工中采用了分段开挖、分段施工的方式，避免了因工程施工周期过长而导致路堑边坡长期放置，防止后续运行出现工程坍塌事故。

3 重力式片石混凝土挡土墙施工要点

3.1 施工材料检测

施工材料直接关系着最终建设质量能否符合标准，因此重力式片石混凝土挡土墙施工中需要从采购环节入手，不符合规定的材料不予选用，确保采购材料的质量达标；在材料入场前需要进行二次检测，目的是保证材料在存放或运输过程中出现质量问题后能在施工应用前及时发现，如检测发现存在质量问题的材料不可投入使用，且要立刻联系相关部门更换，避免延误工程建设工期[2]。在检查中发现局部地基承载力不足时，按设计要求采用碎石等材料换填以提高其承载力，报告监理单位、设计单位作出相应的基底处理，全过程按程序办理。

3.2 施工标准试验

重力式片石混凝土挡土墙施工涵盖范围较广，所以还需要注意各类外在影响因素，在特殊条件下也需要调整方案，经过反复试验不断提高建设质量。上述工程从施工技术、人员配置、设备选择、规范方案上入手，按设计要求的伸缩缝间距分段开挖，基坑每段开挖长度为15～20 m，一段挡土墙施工完毕方可进行下段挡土墙基坑开挖，施工前要求先进行测量放线，确定开挖中线及边线；起点及终点设立桩标，而沟槽开挖用挖掘机进行人工配合。

3.3 质量跟踪检测

公路工程的资金投入大、施工标准高、建设周期长、涵盖范围广，在建设过程中需要结合质量跟踪检测确保顺利完工。在分项施工中可能会存在多个施工团队，也会应用不同的技术和材料，如不对此进行跟踪检测，则可能埋下质量安全隐患，因此，开挖过程中应密切关注边坡稳定性，结合实际考虑不同条件下的检测参数，予以可靠的数据支撑，确保公路工程能够按照项目要求顺利完工[3]。工程技术人员应在现场指挥并经常检查、测量、监控沟槽的净空尺寸和槽底标高，若发现坑边缘顶面土有裂纹情况应报监理工程师。

4 重力式片石混凝土挡土墙施工质量影响因素及处理方式

重力式挡土墙施工中可能会受到外在因素影响，如果墙体过高则耗费材料更多，可能会降低项目的经济效益，本地有可用石料时可首选重力式挡土墙。上述工程为确保工程质量，在建设中总结过去施工中的经验，具体如下。

4.1 人员配置

在人员配置的过程中，如施工班组技术水平偏低，没有按规范施工，则可能会埋下隐患，技术人员需要不断加强自身的学习，施工单位要进一步完善对施工人员的培训、指导和监管。要求施工人员在施工过程中随时控制线形，以便检测开挖深度。同时，需要对原始地貌进行测量并作好记录，放样资料及原始地面高程的数据经监理工程师确认后才能进行下道工序，工作人员首先要了解当前施工环境的详细情况；其次进行测量放样与地质二次勘探，要求尺寸允许偏差值控制在10 mm内；随后组织技术人员会审施工图纸，以指导书开展交底工作；最后在施工前准备好所需要的施工材料与各类机械设备，以免因准备工作不当而影响正常施工。

4.2 施工机器设备

机械设备是重力式片石混凝土挡土墙施工的重要组成部分，加工过程及细部尺寸等需严格要求，模板多次使用后可能出现变形，在后续应用前需要预先进行修复，全过程必须在人员的监督下进行施工，保证设计安装能够符合预期要求。该工程在安装施工前要求选用16 mm的钢筋制作对拉螺栓，现场增设模板放置架体便于模板的摆放，为此，项目部购置50块100 mm×250 mm的钢模，在集中堆放点设置架体，严禁用直径<16 mm的钢筋废料制作对拉螺栓。

4.3 测量技术应用

本工程选取20个检查点，使用全站仪和水准仪在校准后测量，要求高程误差为0.05 m内，保证观测点在同一直线上。对土质边坡埋设测桩，挖除表土并开挖一个0.1 m×0.1 m的坑，深度约50 cm，在底盘中心预先埋设一根钢筋，钢筋顶端设标记作为监测基点，稳定2～3 d后初测，从而形成TIN模型及三维白模，在此基础上对切块的点云数据进行构建。经过密集匹配获得高密度点后切割分块，根据计算机性能设置优先级别规则三角网TIN，此过程中要杜绝无证上岗的情况。

4.4 施工材料选择

片石材料本身会严重影响重力式挡土墙的施工质量，如片石质量不合格、强度不足，会严重降低最终的施工效果，为此本工程在建设中对粒径严格筛查，片石投放采用机械人工相结合的方式，片石与模板间距≥10 cm，且要求片石分层砌筑，每一工作层应大致找平，竖缝与邻层的竖缝错开，用水泥砂浆砌筑时≤40 mm，片石的厚度应为150 mm,用小石子混凝土砌筑时为30～70 mm，施工过程中要控制片石掺量，掺量不得超过混凝土总量的20%，且片石净距应≥150 mm,施工中不得触及构造钢筋和预埋件。

4.5 混凝土的浇筑

该工程基础和墙身均采用C20片石混凝土，片石混凝土基础为一次性浇筑，浇筑前对支架、模板、预埋件进行检查，浇筑混凝土前检查均匀性和坍落度，控制好模板拆除后片石不外露。自高处向模板内倾卸混凝土时，从高处直接倾卸时，其自由倾落高度不宜超过2 m，当倾落高度超过2 m时设置减速装置，在串筒出料筒下混凝土堆积高度要求≤1 m，上层与下层前后浇筑距离应>1.5 m，从低处开始逐层扩展升高保持水平。混凝土分层浇筑厚度要求控制在300 mm以下，用插入式振动器进行振捣，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，插入下层混凝土5～10 cm，振动到该部位混凝土密实为止，表面呈现平坦、泛浆，结构混凝土浇筑完成后，对混凝土裸露面应及时休整、抹平，由专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等稳固情况。

4.6 施工养护处理

施工养护是重力式片石混凝土挡土墙应用前的重要内容，养护中要求表面要覆盖塑料布、草帘等，总体养护时间控制在7 d左右，可以酌情延长或缩短，模板拆除时要小心按顺序拆卸，防止撬坏模板和碰坏结构。该工程墙身比较高，要分多次浇筑，浇筑高度宜为1～2 m，增大上下层新旧混凝土之间的联结力，确保建设能够满足项目预期要求。在混凝土浇筑养护中，需要清除已硬化的混凝土表面的浮浆、松动的石子及软弱混凝土层，在施工中按设计要求设置好泄水孔和沉降缝，初凝前进行收浆、修整、抹平，否则不允许进入下一道工序。

4.7 墙体结构回填土

每一层土工格栅、格宾构件安装完成后，结构土回填前应先清除地基浮土、杂质，根据施工所用压实机械的规格、性能，结构土采用分层摊铺回填，分层厚度20～30 cm为宜。当墙后地面横坡陡于1∶5时，应先挖台阶，然后再回填。在距离墙面1 m左右范围不得采用大型机械，碾压进行方向与面墙平行。

4.8 施工效果验证

施工后作业人员组织实施检验，该工程在混凝土强度达到2.5 MPa且表面及棱角不损坏的情况下进行模板拆除，通常拆模时间在1～2 d内，拆除模板时要小心，按先外侧自上而下的顺序拆卸，不允许用猛烈地敲打和强扭等方法进行，防止撬坏模板和碰坏结构。拆除的模版对码整齐，方便下一次使用，挡土墙拆模时提前使用钢管+方木对墙体背面进行支顶，墙体正面使用钢丝绳栓入提前预埋入墙体中的钢筋进行拉拽，钢丝绳间距5 m一道。该工程片石混凝土重力式挡土墙初验合格率96.8%，且节约了工期及人、料、机等消耗，最终达到了预期目标。