重力式片石混凝土擋土墻施工質量影響因素初探

王恩發

(山西路橋第八工程有限公司，山西 運城 044000)

0 前 言

重力式片石混凝土擋土墻在現階段公路工程中較為常見，發展中經歷了干砌、漿砌和混凝土澆筑等階段，現如今主要采用混凝土、片石混凝土現場澆筑。但就目前情況來看，在實際施工建設中可能因各種外在因素而影響施工的整體質量，如環境問題、施工因素以及經濟性等，因此，要重視施工全過程處理，從基礎施工入手，保證最終項目能夠順利完工。

1 重力式片石混凝土擋土墻概述

1.1 擋土墻概述

重力式擋土墻靠(見圖1)自重維持平衡，修建會受到承載力的限制，但整體的經濟效益較為明顯，能夠避免路堤和碎石倒塌，現階段基本用石砌或混凝土建成，以塊石、片石、混凝土預制塊作為砌體，一般都做成簡單的梯形，該技術應用方便、經濟效果較好，現已在各類工程建設中得到廣泛的應用[1]。

圖1 重力式片石混凝土擋土墻

1.2 擋土墻構造

重力式擋土墻背坡一般選用1∶0.2～1∶0.3，如地面坡度墻面為1∶0.05～1∶0.2，采用混凝土塊和石砌體的擋土墻，頂寬約為H/12。基底擋土墻構造需要從截面尺寸控制入手，注重墻趾的高度與寬度比，應按圬工(砌體)的剛性角確定，要求整體構造不宜<0.4 m。

1.3 擋土墻設計

擋土墻技術能夠提高路基的安全性，通過節省占地面積提高土地利用率，現如今在當前的公路工程建設中被廣泛應用。工程建設中，基底下可能會存在軟弱土層，如未能有效處理則可能為后續運行埋下隱患，為此應當驗算該土層的滑動穩定性，注意墻背附近的回填土質量，結合實際需求采用垂直墻或俯斜墻。

2 重力式片石混凝土擋土墻施工分析

2.1 工程概況

仙居至慶元公路松陽縣水南至楓坪段工程，路起于浙江省麗水市松陽縣市口村，沿線途經3個鄉鎮、13個村莊，主線采用二級公路技術標準，設計時速60 km/h，路基寬度8.5 m。本項目在施工前對外在條件進行調查，設計混凝土鋪面板塊標準為4 m×4 m，設重力式擋土墻長976 m，胸坡坡率1∶0.3，底坡坡率0.2∶1反坡，基礎底挖出原狀土1.2 m，最終混凝土用量為9 672 m3。

2.2 現狀調查

上述工程對影響重力式片石混凝土擋土墻施工質量的主要因素進行分析，隨后開展了JK14+150～JK15+090段擋土墻抽樣檢查，包括墻體傾斜度、墻體平整度等方面，采取針對性措施控制質量，最終合格率達到了95%以上。本工程地質情況為砂礫層，根據規范要求基坑開挖放坡為1∶1，考慮到松陽地區全年降雨量大，雨水對基坑安全會造成一定影響，故采用1∶1.5的坡度對基坑進行放坡開挖。

2.3 原因分析

現階段我國多數公路都會采用重力式片石混凝土擋土墻，上述工程在施工中根據《鐵路路基支擋結構設計規范》(TB 10025—2019)規定強度>C30，重力式擋土墻主要為仰斜式，片石含量要求<20%，最終重力式擋土墻的使用狀況良好。同時，該工程在施工中采用了分段開挖、分段施工的方式，避免了因工程施工周期過長而導致路塹邊坡長期放置，防止后續運行出現工程坍塌事故。

3 重力式片石混凝土擋土墻施工要點

3.1 施工材料檢測

施工材料直接關系著最終建設質量能否符合標準，因此重力式片石混凝土擋土墻施工中需要從采購環節入手，不符合規定的材料不予選用，確保采購材料的質量達標；在材料入場前需要進行二次檢測，目的是保證材料在存放或運輸過程中出現質量問題后能在施工應用前及時發現，如檢測發現存在質量問題的材料不可投入使用，且要立刻聯系相關部門更換，避免延誤工程建設工期[2]。在檢查中發現局部地基承載力不足時，按設計要求采用碎石等材料換填以提高其承載力，報告監理單位、設計單位作出相應的基底處理，全過程按程序辦理。

3.2 施工標準試驗

重力式片石混凝土擋土墻施工涵蓋范圍較廣，所以還需要注意各類外在影響因素，在特殊條件下也需要調整方案，經過反復試驗不斷提高建設質量。上述工程從施工技術、人員配置、設備選擇、規范方案上入手，按設計要求的伸縮縫間距分段開挖，基坑每段開挖長度為15～20 m，一段擋土墻施工完畢方可進行下段擋土墻基坑開挖，施工前要求先進行測量放線，確定開挖中線及邊線；起點及終點設立樁標，而溝槽開挖用挖掘機進行人工配合。

3.3 質量跟蹤檢測

公路工程的資金投入大、施工標準高、建設周期長、涵蓋范圍廣，在建設過程中需要結合質量跟蹤檢測確保順利完工。在分項施工中可能會存在多個施工團隊，也會應用不同的技術和材料，如不對此進行跟蹤檢測，則可能埋下質量安全隱患，因此，開挖過程中應密切關注邊坡穩定性，結合實際考慮不同條件下的檢測參數，予以可靠的數據支撐，確保公路工程能夠按照項目要求順利完工[3]。工程技術人員應在現場指揮并經常檢查、測量、監控溝槽的凈空尺寸和槽底標高，若發現坑邊緣頂面土有裂紋情況應報監理工程師。

4 重力式片石混凝土擋土墻施工質量影響因素及處理方式

重力式擋土墻施工中可能會受到外在因素影響，如果墻體過高則耗費材料更多，可能會降低項目的經濟效益，本地有可用石料時可首選重力式擋土墻。上述工程為確保工程質量，在建設中總結過去施工中的經驗，具體如下。

4.1 人員配置

在人員配置的過程中，如施工班組技術水平偏低，沒有按規范施工，則可能會埋下隱患，技術人員需要不斷加強自身的學習，施工單位要進一步完善對施工人員的培訓、指導和監管。要求施工人員在施工過程中隨時控制線形，以便檢測開挖深度。同時，需要對原始地貌進行測量并作好記錄，放樣資料及原始地面高程的數據經監理工程師確認后才能進行下道工序，工作人員首先要了解當前施工環境的詳細情況；其次進行測量放樣與地質二次勘探，要求尺寸允許偏差值控制在10 mm內；隨后組織技術人員會審施工圖紙，以指導書開展交底工作；最后在施工前準備好所需要的施工材料與各類機械設備，以免因準備工作不當而影響正常施工。

4.2 施工機器設備

機械設備是重力式片石混凝土擋土墻施工的重要組成部分，加工過程及細部尺寸等需嚴格要求，模板多次使用后可能出現變形，在后續應用前需要預先進行修復，全過程必須在人員的監督下進行施工，保證設計安裝能夠符合預期要求。該工程在安裝施工前要求選用16 mm的鋼筋制作對拉螺栓，現場增設模板放置架體便于模板的擺放，為此，項目部購置50塊100 mm×250 mm的鋼模，在集中堆放點設置架體，嚴禁用直徑<16 mm的鋼筋廢料制作對拉螺栓。

4.3 測量技術應用

本工程選取20個檢查點，使用全站儀和水準儀在校準后測量，要求高程誤差為0.05 m內，保證觀測點在同一直線上。對土質邊坡埋設測樁，挖除表土并開挖一個0.1 m×0.1 m的坑，深度約50 cm，在底盤中心預先埋設一根鋼筋，鋼筋頂端設標記作為監測基點，穩定2～3 d后初測，從而形成TIN模型及三維白模，在此基礎上對切塊的點云數據進行構建。經過密集匹配獲得高密度點后切割分塊，根據計算機性能設置優先級別規則三角網TIN，此過程中要杜絕無證上崗的情況。

4.4 施工材料選擇

片石材料本身會嚴重影響重力式擋土墻的施工質量，如片石質量不合格、強度不足，會嚴重降低最終的施工效果，為此本工程在建設中對粒徑嚴格篩查，片石投放采用機械人工相結合的方式，片石與模板間距≥10 cm，且要求片石分層砌筑，每一工作層應大致找平，豎縫與鄰層的豎縫錯開，用水泥砂漿砌筑時≤40 mm，片石的厚度應為150 mm,用小石子混凝土砌筑時為30～70 mm，施工過程中要控制片石摻量，摻量不得超過混凝土總量的20%，且片石凈距應≥150 mm,施工中不得觸及構造鋼筋和預埋件。

4.5 混凝土的澆筑

該工程基礎和墻身均采用C20片石混凝土，片石混凝土基礎為一次性澆筑，澆筑前對支架、模板、預埋件進行檢查，澆筑混凝土前檢查均勻性和坍落度，控制好模板拆除后片石不外露。自高處向模板內傾卸混凝土時，從高處直接傾卸時，其自由傾落高度不宜超過2 m，當傾落高度超過2 m時設置減速裝置，在串筒出料筒下混凝土堆積高度要求≤1 m，上層與下層前后澆筑距離應>1.5 m，從低處開始逐層擴展升高保持水平。混凝土分層澆筑厚度要求控制在300 mm以下，用插入式振動器進行振搗，移動間距不應超過振動器作用半徑的1.5倍，插入下層混凝土5～10 cm，振動到該部位混凝土密實為止，表面呈現平坦、泛漿，結構混凝土澆筑完成后，對混凝土裸露面應及時休整、抹平，由專人檢查支架、模板、鋼筋和預埋件等穩固情況。

4.6 施工養護處理

施工養護是重力式片石混凝土擋土墻應用前的重要內容，養護中要求表面要覆蓋塑料布、草簾等，總體養護時間控制在7 d左右，可以酌情延長或縮短，模板拆除時要小心按順序拆卸，防止撬壞模板和碰壞結構。該工程墻身比較高，要分多次澆筑，澆筑高度宜為1～2 m，增大上下層新舊混凝土之間的聯結力，確保建設能夠滿足項目預期要求。在混凝土澆筑養護中，需要清除已硬化的混凝土表面的浮漿、松動的石子及軟弱混凝土層，在施工中按設計要求設置好泄水孔和沉降縫，初凝前進行收漿、修整、抹平，否則不允許進入下一道工序。

4.7 墻體結構回填土

每一層土工格柵、格賓構件安裝完成后，結構土回填前應先清除地基浮土、雜質，根據施工所用壓實機械的規格、性能，結構土采用分層攤鋪回填，分層厚度20～30 cm為宜。當墻后地面橫坡陡于1∶5時，應先挖臺階，然后再回填。在距離墻面1 m左右范圍不得采用大型機械，碾壓進行方向與面墻平行。

4.8 施工效果驗證

施工后作業人員組織實施檢驗，該工程在混凝土強度達到2.5 MPa且表面及棱角不損壞的情況下進行模板拆除，通常拆模時間在1～2 d內，拆除模板時要小心，按先外側自上而下的順序拆卸，不允許用猛烈地敲打和強扭等方法進行，防止撬壞模板和碰壞結構。拆除的模版對碼整齊，方便下一次使用，擋土墻拆模時提前使用鋼管+方木對墻體背面進行支頂，墻體正面使用鋼絲繩栓入提前預埋入墻體中的鋼筋進行拉拽，鋼絲繩間距5 m一道。該工程片石混凝土重力式擋土墻初驗合格率96.8%，且節約了工期及人、料、機等消耗，最終達到了預期目標。

5 結束語

重力式片石混凝土擋土墻在當前的公路工程建設中較為常見，其作為一種新型技術仍然需要進行深度研究，向低碳環保、節能減排的方向發展，在未來公路施工中需要進行大力推廣應用，為后續發展奠定基礎。

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