浅谈挡土墙施工技术要点

'浅谈挡土墙施工技术要点摘要：挡土墙主要是用来支撑陡坡以保持土体稳定的一种构造物,笔者就挡土墙的几项施工技术要点进行了详细的阐述，以供读者参考。目前，挡土墙在公路工程中应用非常广泛，尤其是对于不良地质路段，设置挡土墙，不仅可以起到防滑的作用，还保证了路基边坡的稳定性，防止水流冲刷路基。关键词：挡土墙、技术、施工一、挡土墙布置挡土墙的布置在挡土墙设计中是非常的一部分，较常见的是在路基横断面图和墙址纵断面图上进行布置。在布置前，要对路基横断面图进行现场核对，如果不符合要求需补测，并测绘墙址处的纵断面图，收集并整理墙址处的地质和水文等资料情况。位置的选定、纵向布置、横向布置以及平面布置等都是挡土墙的布置的内容。1．墙址一般在边沟附近设路堑挡土墙，在基础可靠处应考虑设山坡挡土墙。墙体高度应满足设墙后墙顶以上的边坡或土体的稳定的要求。路肩挡土墙能收缩坡脚可减少填方和占地，比较经济。路肩墙与路堤墙在基础情况相似时，可优先考虑路肩墙，如果基础可靠，堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，应用路堤墙。如有必要应作技术经济比较确定挡土墙的位置。如果沿河路堤需设置挡土墙时，需要结合河流的水文、河道工程以及地质情况来布置，需确保设墙后河道水流顺畅，不会引河道起局部冲刷。2．纵向布置纵向布置在墙址纵断面图上进行，布置后绘制挡土墙正面图，如图1所示。图1-挡土墙纵向布置图(尺寸单位：m)布置的内容有以下几点：(1)确定挡土墙的起讫点和墙长，选取较合适的挡土墙与路基，其它结构物的衔接方式要符合要求。(2)伸缩缝和沉降缝的位置，按地基、地形及墙身断面变化情况进行分段确定。(3)当布置各段挡土墙的基础时。如果墙址地面有纵坡，挡土墙的基底宜做成小于或等于5％的纵坡。当地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶。台阶尺寸随纵坡大小而定，台阶尺寸随纵坡大小而定高宽比不宜大于1：2。(4)布置泄水孔，注意间隔和尺寸等。还需要在布置图上应注明各特征断面的桩号，和墙顶、基础顶面、基底、冲刷线、冰冻线、常水位或设洪水位的标高等。3．横向布置在墙高最大、墙身断面或基础形式有变异处，以及其它必须有桩号的横断面图上进行横向布置。确定墙身断面、基础形式和埋置深度及布置排水设施等，需根据墙型、墙高、地基及填土的物理力学指标等设计资料。并绘制挡土墙横断面图。4．平面布置 对于高、长的沿河挡土墙和曲线挡土墙等，如果比较复杂除了纵、横向布置外，平面也需布置，并绘制平面图，标明挡土墙与路线的平面位置附近地貌和地物，及挡土墙有干扰的建筑物的情况。沿河挡土墙还应绘出河道和水流方向以及其它防护与加固工程等。除此以外，还应编写简要说明，说明选用挡土墙方案的理由，选用挡土墙结构类型和设计参数的依据，对材料和施工的要求及注意事项，主要工程数量等。二、防排水措施疏干墙后土体和防止地表水下渗后积水是挡土墙防排水的作用。挡土墙防排水能避免墙后积水使墙身承受额外的静水压力；减小季节性冰冻地区填料的冻胀压力；消除粘性土填料浸水后的膨胀压力等。由地面防排水和墙身排水两部分组成挡水土墙的防排水系统，地面防排水主要作用是防止地表水渗人墙后土体或地基。地面防排水措施有：(1)设置地面排水沟，截引地表水；(2)防止雨水和地表水下渗，需夯实回填土顶面和地表松土，如有需要可设铺砌层。(3)对于路堑挡土墙趾前的边沟应予以铺砌加固，以防边沟水渗入基础。墙身排水主要是为了排除墙后积水，通常布置一排或数排泄水孔在墙身的适当高度处，如图2所示。图2-泄水孔及排水层布置图泄水孔的尺寸按泄水量大小分5cm×l0cm、l0cm×l0cm、15cmX20cm的三种方孔或直径为5~20cm的圆孔。一般2~3m的孔眼间距，干旱地区可增大，多雨地区则可减小。浸水挡土墙应上下交错设置，孔眼间距则为1．0~1.5m。最下一排泄水孔的出水口应高出地面30cm(如为路堑挡土墙应高出边沟水位30cm，浸水挡土墙则应高出常水位30cm)。下排泄水孔进水口的底部，应铺设30cm厚夯实的粘土，为防孔道淤塞泄水孔在进水口部分应设置反滤层。如果是干砌挡土墙可不设泄水孔。若墙后填土的透水性不良或可能发生冻胀，为疏干墙后填土中的水，应在最低一排泄水孔至墙顶以下50cm的高度范围内，填筑不小于30cm厚的砂砾石或无砂混凝土块板或土工织物等渗水性材料作排水层。需要在挡土墙上开孔设置涵洞时，应对挡土墙墙身及基础进行补强和防水处理，并采取有效措施，防止涵洞渗漏及保证填料排水顺畅。三、沉降缝与伸缩缝各类挡土墙应根据构造特点，设置满足构件收缩、膨胀及适应不均匀沉降的变形缝。可根据地基地质、水文条件的变化和墙高、墙身断面的变化情况设置沉降缝以避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂。在圆曲线地段，挡土墙可按折线形布置，并在转折处以沉降缝断开。设置伸缩缝是为了防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，与其它建筑连接处也需设置伸缩缝。一般在沿路线方向每隔10~15m设置一道沉降缝和伸缩缝也可合并设置，岩石地基亦不宜超过20m，如图1所示。加筋土挡土墙分段长度(沉降伸缩缝间距)可适当加大。但也不应大于25m。沉降伸缩缝宽2～3cm，自墙顶做到基底。缝内宜采用沥青麻筋或沥青木板等具有弹性的材料对于高速公路、一级公路，或者在渗水量大、填料易于流失和冻害严重地区。对于二级公路及二级以下公路也可采用胶泥，沿内、外、顶三侧填塞，填塞深度不宜小于15cm。 在冻害不严重的地区，也可不填塞(即设置空缝)，当墙背为岩石路堑或填石路堤时。干砌挡土墙可不设沉降缝与伸缩缝。钢筋混凝土挡土墙表面还应设置垂直的V形槽(图3)，间距不大于l0m，为防止墙身表面出现微小的开裂。沉降伸缩缝可做成企口式，如图4所示。当墙高较低，地基坚固时，可在前后墙面设置为槽口缝，如图5所示。图3-V型槽图4-企口缝图5-槽口缝特别应注意V形槽和槽口缝在钢筋构造图3V形槽上的区别，即设V形槽处钢筋不截断，而在设槽口缝处水平钢筋应截断。四、墙背回填墙背填料的选择是至关重要的，为保证挡土墙正常的使用功能，并使其具有良好的技术经济性能。一般应选择透水性强、易排水、抗剪强度大且稳定的填料。墙后应优先选择透水性良好、力学性能稳定、受水的影响较小的砂类土、碎(砾)石类土进行填筑。严禁使用性能极不稳定，胀缩反复交替发生，干燥时体积易收缩，雨季易膨胀的腐殖土、盐渍土、淤泥、白垩土及硅藻土作填料，并且中含有机物、冰块、草皮、树根等杂物及生活垃圾不应作填料。粘性土的压实性和透水性都较差，具有吸水膨胀性和冻胀性，很不稳定，不宜作为填料使用。但从经济和就地取材出发，有时不得不采用粘性土时，为改善粘性土填料的物理力学性能则可适当掺入块石、碎石，或掺人石灰拌和均匀后形成石灰土，也可分层加入砂性土排水垫层等措施。当墙背采用透水性不良的填料时，需做到拌和均匀，控制粘土块含量和最佳含水量，还应在墙背设置连续排水层。浸水挡土墙的墙背应全部用水稳性和透水性良好的材料填筑。填料采集前应作标准击实试验，提出填料的最佳含水量和最大干密度，以及相应的物理、化学性能指标，据此控制压实厚度。碾压前应进行压实试验，根据碾压机具、填料性质及最佳含水量，控制填料的松铺厚度，并分层碾压。施工中亦可根据试验的碾压遍数和实际情况来指导施工。墙后回填在挡土墙的墙体达设计强度的75％以上时方可进行。挡土墙顶面作成与路肩一致的横坡度，以排除路面水。墙后必须回填均匀、摊铺平整，填料顶面应按设计要求一般设置2％-3％横坡。墙后1.0m范围内，不得有大型机械行驶或作业。一般应用小于5t的小型压实机械，如蛙式打夯机、内燃打夯机、手扶式振动压路机和振动平板夯等碾压，为防止碰坏墙体。且分层厚度不得超过20cm。设有拉筋的挡土墙填料填筑要满足平整度的要求，需控制填料表面的平整度，凹凸不平的填料表面使拉筋在压路机的作用下会起伏不平，为防凸轮对拉筋的损伤不得使用羊足碾碾压。锚杆墙的施工工序较多，施工工艺复杂，施工过程中所使用的机械设备品种多种多样。在施工中应合理安排，采取流水作业方式尽可能避免交叉作业，保证施工质量的同时应最大限度地发挥机械的作业效率。（一）总体施工工艺流程图 （2）作业面开挖应按设计要求自上而下分段分层进行。根据土质情况确定开挖高度，一般情况每个台阶分两次开挖，开挖高度宜为3.3～3.5m，第一次开挖施工上部两层锚杆，第二次开挖施工底层锚杆。地质较差段落每次开挖段落长不宜大于100m。（3）每级开挖时，严格控制坡比度。尤其是同一台阶边坡上下两次开挖，极易造成边坡的折线形，要精确控制开挖坡面的精度。（4）机械开挖后应辅以人工修整坡面，坡面平整度的允许偏差为±50mm，在坡面喷射混凝土支护前，应清除坡面虚土。（5）每级开挖成型后，平台位置、宽度及纵横坡宜一次成型。保留给锚杆施工的工作平台宽度不宜小于7m。（6）如土方施工过程中发现有个别地段与设计图纸有出入，特别是发生边坡坍塌时，应及时与设计部门和监理沟通，确定处理方案。（7）作业面开挖结束后，及时修筑施工便道，以方便锚杆施工。（三）钻孔1、工序流程图2、操作要点（1）钻孔前，先对工作面进行初喷，喷砼厚度2～3cm。然后按设计图纸对钻孔孔位进行放线，一个开挖段落要同时放，采用红色油漆进行标记。 （2）钻孔应按顺序进行。钻机就位后，安装钻杆，调整钻头位置使其对准孔位并调整导向滑轨角度，使其符合设计及规范要求。（3）成孔直径符合设计要求，成孔长度应大于设计长度10cm。利用空压机高压风清孔，直至清除孔内全部碎屑。（4）为避免钻孔深度误差，操作手在开钻前必须检查其用于钻孔的钻杆数量，钻孔过程中要有专人对钻孔深度进行记录。钻孔过程中要观察是否出水情况并及时报告。（四）锚杆安装及注浆1、工序流程图2、锚杆制作（1）锚杆所使用的材料必须经过现场试验检验，并得到监理的认可。（2）锚杆应集中制作，有序存放，一般要平放在方木上或水泥平台上，使其与地面隔离，防止生锈。（3）锚杆的制作进度应与钻孔和锚杆安装进度相适应。（4）锚杆在安装前应对其直径、长度及套丝情况进行检查，符合设计要求才能安装。（5）如果锚杆被泥浆或其它物质污染，必须擦拭干净。3、锚杆安装（1）安装锚杆对中支架，其距端部0.3m，其它部位间隔3m。（2）安装注浆导管，以保证从孔底灌浆，注满钻孔。（3）成孔结束后，立即采用人工安放锚杆，锚杆头露出土体12cm，且距喷射混凝土面不小于5cm。4、注浆（1）注浆材料应根据设计要求确定，选用水灰比0.38-0.45的纯水泥浆，按配合比设计加入减水剂。使用前检查注浆管有无破裂和堵塞现象，牢固接口处，防止注浆过程中开裂跑浆。（2）一次注浆：浆液经搅拌机搅拌均匀，用筛网过滤掉较大颗粒，搅拌结束后立即使用，保证浆液在初凝前用完。同时要注意注浆管的畅通。注浆采用注浆泵将浆液经压浆管输送至孔底，由孔底返出至孔口，待孔口溢出浆液或排气管停止排气时，停止注浆，注浆过程中不能中断。注浆时要边灌注边拔出注浆管，注意管口应始终处于浆面以下，待浆液溢出孔口时全部拔出。拔出时注意锚杆有无被移动的情况，若被带出需将锚杆推入孔内直至不再移出。（3）二次补浆：为了抵消与岩石（砂岩质泥灰岩，泥灰质砂岩）裂口有关的砂浆损失，于首次注浆待浆液硬化后检查孔内浆液是否充满，若注浆未能充满需进行二次补浆，注浆量不得小于计算量，其充盈系数为1.1-1.3。（4）注浆结束后将外露的锚杆部分清洗干净，保证丝扣无污染以利于安装锚垫板及螺母，现场实际采用PVC短管将丝扣部位罩住，待第一层混凝土喷射结束后取下。（五）安装钢筋网、泄水管及喷射混凝土施工1、工序流程图 2、安装钢筋网片⑴在喷射混凝土前，面层内的钢筋网片牢固固定在边坡壁上并符合规定的保护层厚度的要求。钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射时应不出现移动。每步台阶钢筋网片绑扎完成喷射混凝土时，要将底部用土掩埋30cm高，用于下一步钢筋搭接或与水沟相连。⑵钢筋网片为焊接钢筋网，内层网格10*10cm，外层15*15cm；钢筋网铺设时每边的搭接长度不小于两个网格的边长且200mm。内外层钢筋片应错开搭接位置。⑶锚杆处按图纸要求分别在纵、横方向布置2根Φ10船形钢筋。两层钢筋网片之间绑扎架立钢筋，间距2m。⑷第一层钢筋网片喷射混凝土施工结束后，安装锚垫板要与锚杆垂直，并与已喷射混凝土紧贴，然后安装螺母并拧紧，锚杆头露出螺母不少于1cm。⑸钢筋保护层厚度不小于3cm。3、安装泄水孔和排水管（1）材料：泄水孔、排水管均采用Φ40/50PVC管。（2）泄水孔用钢筋固定在坡面上，与图接触部位按详图施工，泄水管坡度2%~7%。喷射混凝土施工期间用塑料或其它材料要将外口包裹，防止喷入混凝土堵塞泄水管。（3）排水管：每个台阶底层锚杆处设置10m长带空PVC排水管，水平间距6m。排水管钻孔100~150mm，孔口向下倾斜，坡度3º~5º。排水管用砂和土工布缠裹，喷射混凝土期间要将外露口临时堵塞。（4）每层台阶喷射混凝土结束后，要将泄水孔、排水管管口临时保护材料及时清除，并将长出的PVC管与坡面锯齐。4、喷射混凝土（1）喷射混凝土是利用压缩空气或其他动力，将按一定配比拌制的混凝土混合物沿管路输送至喷头处，以较高速度垂直喷射于受喷面上，依赖喷射过程中水泥与骨料的连续撞击、压密而形成的一种混凝土。（2）喷射混凝土的配合比符合试验室要求。（3）喷射混凝土前，应对机械设备、风、水和电路进行全面检查及试运转。（4）喷射混凝土的喷射顺序应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.5～1.5m范围内，射流方向垂直指向喷射面，但在钢筋部位应先喷填钢筋一方后再侧向喷填钢筋的另一方，防止钢筋背面出现空隙；为保证喷射混凝土厚度达到规定值，可在边壁上垂直插入短的钢筋段作为标志。（5）喷射混凝土时按配比加入速凝剂；在喷射混凝土初凝2h后方可进行下一道工序，此后应连续喷水养护5-7d。（6）大风天停止喷射混凝土施工，防止风吹落水泥浆，表面形成鱼鳞状，影响混凝土强度。三、锚杆墙监测 施工监测为锚杆墙施工过程中的一个重要内容。锚杆监控主要是包括支护位移、沉降的测量；地表开裂状态(位置、裂宽)的观察；边坡渗、漏水情况。工程建筑物必然要经过设计、施工和运营几个阶段，相对于这几个阶段，锚杆墙的监测可分为施工阶段的监测和运营阶段的监测。监测周期、频率均由设计部门根据监测结果制定。四、质量标准（一）测量定位1、根据施工图和土方工程负责人的指令分阶段实施；2、测量检验定位情况（x，y，z允许误差+/-2cm);3、边坡坡度5m测量检验一次(允许误差1%)。（二）土方开挖1、平台标高，每个区域采用测量检验（允许误差+/-10cm)；2、边坡坡度(直尺和角度水平尺–2%);3、坡面平整度(每米<5cm);4、-线性误差(5cm，采用3m尺或测量检验)。（三）钻孔1、定位:（1）按施工图确认钻孔位置；（2）按图纸和规程确认钻杆方位（允许误差+/-1%);（3）用角度水平尺检测钻杆倾斜度(+/-1°);（4）目测进钻位置(+/-2cm)。2、成孔（1）按照图纸和清单检查钻具直径；（2）连续检查钻进情况；（3）地基性质和深度与钻杆长度一致；（4）最终深度必须等于或大于理论深度；（5）按图纸确认锚杆；（四）锚杆安装及注浆1、锚杆安装（1）钢筋顶部超出量12cm；（2）采用垫块对钢筋顶部进行对中（+/-2cm）。2、注浆（1）水泥浆配合比：符合试验室要求，水泥浆28天强度符合设计要求；（2）注浆饱满；（3）锚杆灌浆要严格控制水泥浆、水泥砂浆配合比，做到搅拌均匀，并使灌浆设备和管路处于良好的工作状态。同一根锚杆注浆要保证储浆量大于计算值，一次注浆不得中断；（4）钻孔填充和灌浆量，目检；（5）钻孔顶部灌浆填充；（五）安放钢筋网片1、根据材料清单做好每批钢筋的标识；2、焊接钢筋网搭接>20cm及两个网格； 3、安放保护层垫块(5cm)；4、钢筋必须正确固定，以保证其刚性。（六）喷射混凝土1、每个板块的厚度标记，厚度不小于设计;2、混凝土试配(在试验室进行)；3、按工艺规定，将基层洒水湿润；4、喷枪到基层的距离（0.5