重力式混凝土挡土墙滑移处理技术要点

熊瑞 赵晓 中交水运规划设计院有限公司

1.项目概述

某工程内河航道采用Ⅲ级航道标准建设，建设规模为扩挖航道17k m，航道底宽45m，设计水深4.0m，航道两侧均采用护坡结构，其中重力式混凝土挡土墙14.4km。重力式混凝土挡土墙基础采用小木桩进行地基处理，墙身混凝土采用C25素混凝土，挡土墙靠河侧采用模袋混凝土压脚，挡土墙结构图见图1，施工后效果见图2。

图1 挡土墙结构图

图2 挡土墙施工后效果图

图3 挡土墙滑移后状态

图4 顶推处理

图5 顶推初步效果

2.挡土墙滑移原因分析

本工程重力式挡土墙墙后土方回填过程中，约300m重力式挡土墙发生不同程度的滑移，最大滑移距离约3m，墙体未发生倾覆。引发这一问题的原因是多种多样的，有客观条件的原因，也有主观层面的问题，具体可归为下述几方面：

2.1 客观层面原因

2.1.1 地形地质原因

部分航道岸边的土质较差，主要由粉土、粉细砂等组成，位于江河湖边，土壤中水分含量高，土壤的压缩性高，土的承载能力相对较弱，容易出现挡墙滑移的现象。

2.1.2 水文和气候原因

墙后回填土期间处于汛期，长时间的强降雨，导致航道护岸重力式挡墙内部的填土被雨水浸泡后，墙后土压力明显提高，土体抗剪切力能力直线下降，进而出现航道护岸重力式挡墙的滑移。

2.2 主观层面问题

2.2.1 施工不规范

施工缺乏规范性也是导致航道护岸重力式挡墙滑移的重要原因。比如，在施工中纵容大吨位车辆在护岸墙边频繁来往；墙体回填的材料选择未能按照设计要求选择内摩擦角大的材料进行回填，而是采用含水量较高的粘性土壤作为回填的材料；挡墙倒滤结构排水管堵塞严重，排水不畅[1]；施工中挡墙后的堆土太高，而且距离过近，基础下的原状土体受到了扰动和液化，影响了地基的承载性。以上所有施工中的问题，都是导致航道护岸重力式挡墙滑移的关键原因。

2.2.2 过程管理的原因

施工和监理单位管理不到位，在对航道护岸重力式挡土墙沉降位移测量过程中，未能严格按照规定进行，甚至部分施工和监理人员在发现问题时未能及时汇报，致使错过最佳的补救时机，而后导致挡土墙滑移的损失。

3.挡墙整改方案比选

方案一：针对挡墙滑移段进行拆除重建。拆除重建的优点是墙体外观整体性好；缺点是墙体破碎困难，破碎后建筑垃圾处理量大，挡墙重新浇筑工程量大，工期较长，施工费用高。

方案二：针对挡墙滑移段后方做锚定墙，挡墙钻孔，采用千斤顶将挡墙向后张拉就位。该方案的优点是挡墙破碎工程量小，挡墙不需要重新浇筑；缺点是挡墙修复后外观整体性较差，挡墙后方锚定墙靠近黄委防洪大堤，水利管辖范围内建设锚定墙需重新申请施工许可，报建报批手续烦琐，协调工作难度大，施工工期不可控，施工费用较高。

方案三：针对挡墙滑移段进行顶推就位。该方案的优点是对挡墙局部进行切割，挡墙破碎工程量小，挡墙不需要重新浇筑，施工红线范围内作业，施工协调工作量小，施工速度快，施工费用较低；缺点是挡墙修复后外观整体性较差，挡墙就位后，地基处理难度较大。

经综合考虑以上三个整改施工方案，经各参建方共同协商，在不影响航道使用功能的前提下，综合考虑施工工期、工程整改造价以及施工可操作性等因素，最终确定按照方案三进行整改。

4.重力式挡土墙滑移处置措施

按照以上整改方案，我部采取每15m一段用4台300t千斤顶顶推复位的施工方式，最终将挡土墙全部恢复至原始位置并达到设计要求。具体方案如下：

（1）将墙后回填土全部卸载并清理至结构底板底标高使底板全部露出，并利用回填土在墙前做一道5米宽、3米高的土堤，土堤回填过程中需分层压实，每层回填土虚铺厚度不宜大于30cm，回填土含水率控制在12%-15%，压实度不低于90%。压实好的土堤作为千斤顶顶推的背墙。

（2）由于该段在▽33m左右有一渗水层，渗水量较大，局部有流沙现象，考虑墙前土堤稳定和下一步的施工操作方便，在墙前每隔50m打设1口18m-20m深的降水井，施工过程中需连续降水，保证此段整改期间干地施工。

（3）降水稳定后，在顶推背墙内侧竖直满铺长＊宽＊厚为1500＊100＊3cm的钢板，钢板与土堤缝隙采用回填砂处理，钢板前铺设400 型工字钢梁（使背墙整体均匀受力），钢梁与重力式挡墙之间留足千斤顶和钢板垫块空间。每个结构段均匀分布4个300 t千斤顶同时操作，对挡墙施加顶推，每次顶推距离18～20cm，直至整段挡墙复位为止。针对在顶推复位过程中的墙体卡偏现象，我们将采取局部破除处理。当顶推复位后，采用C30微膨胀细石混凝土浇筑恢复。

（4）基础处理方法。重力式挡墙通过滑移复位，基础底部土基受到破坏，为了增加基础承载力，采用在基础底部高压注浆固结的方法。高压注浆孔间距不大于1m，深度不小于2m。每次注浆饱满，水灰比不大于0.6，加大基底抗滑能力。

（5）重力式挡墙复位后抗滑措施。

①该段重力式挡墙复位后，通过高压注浆固结加强基础底部承载力，高压注浆采用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥，注浆压力不小于20Mpa。为预防因重力式挡墙前趾土体破坏导致抗滑系数不足，我部拟采用在重力式挡墙的前趾打设6m长的200mm工字钢进行加固，间距2.5m。前趾工字钢打设完成后与模袋顶格梗混凝土浇筑为一个整体，增强抗滑力。②墙后土的回填也是重力式挡墙的增加抗滑系数的一项重要施工措施。在本次墙后回填施工时，因在▽33m处有渗水层，控制▽33m渗水向下渗流，影响基底摩擦系数，为增大回填土内摩擦角[2]，我部将采取分层回填压实的施工方法，在▽34m以下回填时，回填土掺入4%～6%的石灰土进行回填，分层回填压实虚铺厚度不大于30cm，回填土标高每隔50cm铺设一层土工格栅，以加强回填土压实后的整体性，确保回填质量，减小墙后主动土压力。③对挡墙倒滤结构重新进行疏通，墙后回填土过程中同步施工倒滤结构，以免墙后土体含水量过大导致土体液化引起墙体滑移。④挡墙修复完成后，设置沉降位移观测点，及时进行沉降位移观测，发现问题及时处理。

（6）挡墙复位加固后，沉降缝按设计要求留设，局部标高、平面位置不满足设计及规范要求之处，为保证墙体线型统一美观，统一进行凿毛，重新支模浇筑，使外观平顺一致，满足设计要求。

经过一系列整改工作，经各参建单位共同验收，满足航道使用功能要求[3]。

5.结语

总而言之，航道护岸重力式挡墙滑移的原因多种多样，但事实上气候、水文等客观条件很难改变，因此解决航道护岸重力式挡墙滑移问题的对策仍集中在主观因素的改变方面。笔者相信，通过对施工工艺的选择、施工材料的合理选用、施工质量的严格把关等一系列的努力，航道护岸重力式挡墙滑移问题，定能有效避免。