皖南事變烈士陵園擋土墻修復(fù)方案的選用

于石群 （安徽省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230000）

1 引言

擋土墻作為一種常用的支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物，在道路、邊坡支護(hù)等工程建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，如何針對(duì)復(fù)雜的地形地質(zhì)條件，選擇合理有效的擋土墻類型是設(shè)計(jì)中要特別考慮的部分，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性有著至關(guān)重要的影響。本文以皖南事變烈士陵園擋土墻修復(fù)方案的選擇為例，詳細(xì)地介紹了復(fù)雜地質(zhì)條件下，如何進(jìn)行擋土墻選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 工程概況

皖南事變烈士陵園位于皖南涇縣城郊的水西山。1990年初，為紀(jì)念皖南事變新四軍將士殉難五十周年而修建。由于連日大面積降水，陵園內(nèi)入口廣場(chǎng)東側(cè)神道發(fā)生坍塌，神道西側(cè)擋土墻被沖毀。原擋土墻設(shè)計(jì)方案采用重力式擋土墻，神道西側(cè)擋土墻山體滑坡，導(dǎo)致整個(gè)擋墻坍塌。由于毀壞部分的擋土墻工程量?jī)H占整體擋土墻的約十分之一，因而重建的思路考慮與原有建筑和構(gòu)筑物風(fēng)格保持一致。

3 地質(zhì)概況

根據(jù)地勘部門提供的地勘報(bào)告，擬建場(chǎng)地下的土層大致分為五層。第①層：雜填土,主要以黏性土和礫石、碎石回填為主,表層鋪設(shè)有3～5cm厚的大理石面及水泥墊層，欠固結(jié)，結(jié)構(gòu)松散，下部黏性土回填填齡大于十年，層底標(biāo)高35.32m～49.47m；第②層：含礫粉質(zhì)黏土，土質(zhì)均勻性一般，工程性質(zhì)較好，層厚0.70m～7.10m，層頂埋深 0.40m～6.30m，層底標(biāo)高40.34m～44.62m，局部缺失；第③層：粉質(zhì)黏土夾粉土:夾有粉土和少量碎石，土質(zhì)均勻性一般，工程性質(zhì)一般，層頂埋深1.20m～12.00m，層底標(biāo)高37.68m～40.86m，局部缺失；第④層：卵石，含礫石、中粗砂、卵石，卵石直徑6cm～20cm，卵石含量50%～70%，工程性質(zhì)較好，層頂埋深0.80m～14.60m，層底標(biāo)高22.95m～40.66m；第⑤層：中風(fēng)化石灰?guī)r，巖體完整程度為較破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ類，巖層均勻性一般，工程性質(zhì)一般。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，皖南涇縣地區(qū)屬揚(yáng)子板塊北緣，區(qū)域內(nèi)出露地層主要為志留系、上泥盆統(tǒng)、石炭系、下三疊統(tǒng)，并具有少量燕山期侵入巖。進(jìn)入全新世以后，地殼活動(dòng)已趨于基本穩(wěn)定，該場(chǎng)地內(nèi)沒(méi)有活動(dòng)性斷裂通過(guò)，基底巖層穩(wěn)定，根據(jù)歷史記載，本區(qū)無(wú)大的破壞性地震發(fā)生過(guò)。

4 方案選擇

4.1 重力式擋土墻

擬建場(chǎng)地②含礫粉質(zhì)黏土，層厚0.70m～7.10m，fak為 220kPa，④ 卵 石，層 厚 0.20m～13.80m，fak為300kPa，均可作為擬建擋土墻的天然地基持力層。因持力層頂面標(biāo)高起伏較大，故基礎(chǔ)可采用不同落深，設(shè)階梯型基礎(chǔ)。但地基土不均勻，持力層有發(fā)生不均勻沉降的可能，若采用此方案需在基底應(yīng)鋪設(shè)1∶2的砂石墊層并采取加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度等相應(yīng)措施。通過(guò)對(duì)原有擋土墻破壞的查勘，組砌不良、砌體砂漿不飽滿等毛石擋土墻的通病依然是造成擋墻坍塌的主因之一。

4.2 懸臂式鋼筋混凝土擋土墻

懸臂式鋼筋混凝土擋土墻持力層同重力式擋土墻，其整體性優(yōu)于重力式擋土墻。懸臂式擋土墻的穩(wěn)定性不是依靠自身自重，而是依靠墻踵板上的填土重量。針對(duì)本工程，其缺點(diǎn)也較為突出：由于擋土墻沿山體修筑，擋土墻上部山坡為穩(wěn)定性較差的土質(zhì)山坡，開(kāi)挖墻踵板基礎(chǔ)勢(shì)必涉及到上部土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性，容易造成邊坡塌方、滑坡等重大安全事故。

4.3 錨桿式擋土墻

錨桿式擋土墻是由預(yù)制的鋼筋混凝土立柱、擋土板構(gòu)成墻面，與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合組成。錨桿的一端與立柱連接，另一端被錨固在山坡深處的穩(wěn)定巖層或土層中。墻后側(cè)向土壓力由擋土板傳結(jié)立柱，由錨桿與穩(wěn)定巖層或土層之間的錨固力，使墻獲得穩(wěn)定。根據(jù)地勘報(bào)告提供的勘探資料，場(chǎng)地地基土土性及分布變化較大，地基均勻性較差，山坡處土層穩(wěn)定性較差，無(wú)法為錨桿提供足夠的錨固力以保證墻體的穩(wěn)定。

4.4 樁板式擋土墻

樁板式擋土墻是一種由鋼筋混凝土樁和擋土板組成的輕型擋土墻。在深埋的樁柱間用擋板擋住土體，保證擋墻后的土體及邊坡的穩(wěn)定。擬建場(chǎng)地為高度較大、穩(wěn)定性較差的土質(zhì)邊坡，且邊坡塌滑區(qū)內(nèi)為IV類巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡，擬建擋土墻位于滑坡區(qū)且切坡后可能引起二次滑坡，破壞后果嚴(yán)重。考慮到設(shè)計(jì)方案的安全性及施工的可行性，在最大限度的范圍內(nèi)保持與原有整體風(fēng)格的統(tǒng)一，本工程擬選用樁板式擋土墻。

5 擋土墻設(shè)計(jì)

擬建場(chǎng)地勘察深度范圍內(nèi)可作樁基持力層的土層為④卵石層，擬采用鉆孔灌注樁或人工挖孔樁方案，樁長(zhǎng)定為8m，其中入土4m，樁距為1.8m，樁頂標(biāo)高隨原有擋土墻標(biāo)高而定。靠近神道一面采用300～650mm漿砌毛石復(fù)原，與現(xiàn)狀完好的擋土墻保持一致。通過(guò)原有倒塌擋土墻原因的分析，擋土墻背后填料的做法，及上部山體的排水依然是本工程需要重點(diǎn)考慮的部分。填料采用抗剪強(qiáng)度高和透水性強(qiáng)的礫石或者砂土。選用粘土性土作為填料時(shí)，應(yīng)摻入適量的砂礫或者碎石；不得采用膨脹土、淤泥質(zhì)土、耕植土作為填料，填料內(nèi)摩擦角控制在30～35°。復(fù)原部分的毛石要求無(wú)風(fēng)化，無(wú)裂紋，中部最小厚度不得小于200mm，強(qiáng)度等級(jí)不得低于MU30且嚴(yán)格按照擠漿法施工，保證砂漿飽滿。砌體不應(yīng)出現(xiàn)垂直通縫；避免通常的水平通縫。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)擋土墻上部坡面排水措施，坡面排水設(shè)施應(yīng)包括截水溝、排水溝、跌水與急流槽等，應(yīng)結(jié)合地形和天然水系進(jìn)行布設(shè)，并做好進(jìn)出水口的位置選擇。

6 結(jié)語(yǔ)

擋土墻類型的選擇是一種需要同時(shí)考慮地質(zhì)、巖土、結(jié)構(gòu)以及工程經(jīng)濟(jì)等多方面學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用。對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，如何合理的選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，需要從以上幾個(gè)方面入手，真正做到結(jié)構(gòu)安全，施工便利，經(jīng)濟(jì)合理。