目前用于支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的挡土墙有重力式挡土墙,衡重式挡土墙等,此类挡墙虽形式简单,施工便捷,造价低廉,但不适用于高山坡土体,高填方土坡。当墙身高度在8?m及以上时,采用悬臂式钢筋混凝土挡土墙,往往会因墙身过厚很不经济,而若采用扶壁式钢筋混凝土挡土墙常能收到满意的经济效果。
目前用于支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的挡土墙有重力式挡土墙,衡重式挡土墙等,此类挡墙虽形式简单,施工便捷,造价低廉,但不适用于高山坡土体,高填方土坡。当墙身高度在8?m及以上时,采用悬臂式钢筋混凝土挡土墙,往往会因墙身过厚很不经济,而若采用扶壁式钢筋混凝土挡土墙常能收到满意的经济效果。
扶壁式钢筋混凝土挡土墙由垂直墙身、基础底板和扶壁组成,其基础底板又分为外挑板和内挑板,施工时需要考虑地基承载力,墙后回填土的压实度和排水等问题。本文通过案例介绍填方段高扶壁墙施工重难点部位、基础换填深基坑施工、主体及模架 系统。
1 工程概况
青岛市李沧区老虎山公园建设工程南北长约4.3?km,东西宽约2.2?km,总投资12.3亿元,其山体属集体土地,是全国首批海绵工程试点区重点项目, 主要建设内容包括山体公园相关设施建设、山体基础道路路网建设、景观环境工程、海绵设施建设、亮化工程、给排水工程等。
该项目建成后将成为一处集生态保护、观光游憩、登山健身、科普宣传、人文展示、影视取景等集多功能于一体的城市山体公园和文化旅游产业 基地。
本文介绍的上王埠林舞广场地块为老虎山公园的1个子项,其占地面积约7万㎡,工程造价7?000万元。
2 项目特点
该地块所在位置为历史遗留弃土(渣)场,自形成至今已有10年,主要成分为杂填土、建筑垃圾及生活垃圾,土堆东侧与在建李家庵小学的水平距离为20?m,与市政路最大高差约16?m。因该处高差较大,存在塌方及滑坡隐患,需设置挡墙以保证边坡稳定及安全。
原设计方案考虑公园整体布局及美观,以公园主园区最高点至土坡东边界长约50?m的距离进行放坡处理,并做7道总长120?m的2?m高混凝土挡墙以消化高差,但施工过程中发现处在最下部的两道挡墙地基存在大量生活垃圾。
在重新分析基础及土体斜坡受力后,得知此类挡墙难以满足抵抗土层滑动力的要求,仍存在塌方及雨水冲刷滑移隐患。
对该部位进行地质勘探发现,该处有一段长40?m的垃圾回填段,不满足一般挡墙的基础标准,对此设计单位提出第二种解决方式,即使用钻孔灌注桩排桩的方式加固土体,经多方研究认为该方案虽可行,但成本高且施工空间有限,最终选择采用9.8?m高、120?m长的高扶壁钢筋混凝土挡墙、墙后土体采用放坡方式消化高差,对基础以下杂填土、垃圾回填区域采用C30毛石混凝土换填。毛石混凝土中毛石与混凝土的比例为4∶6。
经计算,基础换填深度平均达7.1?m,属深基坑,需经专家论证,且换填前需将边坡后方土进行刷坡处理达到安全坡度,放坡处理后坡比为1∶1.5,如图1所示。
图1 挡墙剖面示意
3 施工难点及处理措施
施工过程的主要难点如下。
(1)施工阶段可利用空间的有限,钢筋加工区、操作平台,物料存放区,机械停留区空间狭窄,与在建小学仅相距20?m(含小学的一条6?m宽便道),去除与便道的安全距离后,可利用的空间仅13?m左右,因此必须精简操作区,提前将该段所用钢筋加工完毕备用,及时清理多余物料以消除安全隐患,将换填所需的毛石料尽量堆放在基坑边缘,以提高换填毛石混凝土机械的倒运效率,预留模板及支架堆放区和机械施工区。
(2)由于挡墙基础开挖及墙后刷坡的多余土方无处消纳,故施工前须做好精确规划,将120?m长的挡墙分三段施工,先施工的30?m段土方恰与设计旱溪的土方量相近,可将该段土方运到旱溪内,待第一段施工完毕后再将中段土方倒运至第一段挡墙后方,尾段也采用相同做法,将旱溪内土方倒运至第三段,以解决土方存储问题,满足了业主土方不外运的 要求。
(3)基础换填深基坑施工的难点在于基坑开挖后,存在大量生活垃圾及位于上方的公园绿化喷灌水外渗。换填毛石混凝土基底承载力设计值需达到150?MPa,若挖到标高但仍为生活垃圾段须继续下挖至持力层,并及时抽走开挖渗出的水,用毛石挤压主要渗水点。在施工期间,绿化养护采用增加喷灌次数,减小喷灌水量的方法来控制渗水。
(4)因墙体高达9.8?m,钢筋采购及加工时应充分考虑每段钢筋的绑扎长度,避免下料不均导致的浪费。挡墙每隔15~20?m设一道沉降观测缝,扶壁的距离为3?m,因此施工过程中应规划施工缝及扶壁的相对位置,避免各段挡墙施工缝的扶壁位置重叠,对横筋钢筋下料提前做准备(图2)。
图2 挡墙结构剖面示意
模架系统的施工难点在于扶壁墙高超过5m,若1次支模到顶,不仅难以保障混凝土浇筑质量及安全,也会降低空间利率,很不经济,故施工前期对钢筋,模架进行受力分析,采用两次支模、两次浇筑方式,以避免混凝土烂根,蜂窝麻面的质量隐患。两次浇筑的衔接面要凿毛,模板壁板和扶壁板采用1.8?cm厚高强竹胶板,外竖楞采用6?cm×8?cm方木,方木中距20?cm;横楞为 ?48×3.5双钢管,间距40?cm,采用M16对拉螺栓加固,间距50?cm,拉杆外套直径18?mm的PVC管。每侧拉杆端配一块10?cm×10?cm的1?cm厚加强钢板和双螺母。
高扶壁挡墙高9.8?m,因混凝土分两次浇筑,脚手架支撑体系也搭设两次,底层高5?m,上层高4.8?m(图3)。
图3 脚手架及模架剖面示意
4 结束语
(1)经对施工完成扶壁式钢筋混凝土墙进行持续监测,其水平位移总量小于0.5?cm,沉降总量小于1?cm,满足设计和规范要求。
(2)本工程采取的扶壁式钢筋混凝土挡墙不仅施工方便,墙身断面较小,自重轻,可较好地发挥材料的强度性能、适应承载力较低的地基,且断面尺寸较小,踵板上的土体重力可有效抵抗挡土墙倾覆和滑移,由竖板和扶壁共同承受土压力产生的弯矩和剪力,可有效防止填方边坡的滑动,解决了对东面在施的小学的安全隐患,社会效益良好。
(3)本工程前期预算中未考虑复杂的地质情况,采用本挡墙方案可大幅降低成本,比灌注排桩法降低造价约200万,经济效益良好。
摘自《 建筑技术 》 2021 年8月, 李政强, 王 斌, 李书昌, 赵 含, 郑 阳