影响挡土墙稳定性因素及其处理对策

2014-04-02王俊伟

黑龙江水利科技 2014年1期

关键词：挡土墙勘测路基

王俊伟

(辽宁省朝阳市水利规划勘测设计院，辽宁朝阳 122000)

影响挡土墙稳定性因素及其处理对策

王俊伟

(辽宁省朝阳市水利规划勘测设计院，辽宁朝阳 122000)

近年来挡土墙在水利工程中得到了普及应用，因其独特的构造物形式而增强了水利设施抗病害性能，加强了水利工程路基构造的抗病害性能。但是，挡土墙自身结构在使用阶段也面临着一系列的风险问题，特别是挡土墙稳定性不足而影响了工程效益，制约了水利工程结构的持久利用。文章分析了农业水利工程发展实况，探讨了影响挡土墙稳定性的主要因素，最后提出挡土墙改造处理的综合对策。

挡土墙；稳定性；因素；处理对策

0 引言

回顾过去农业水利项目改造的实际情况，水利工程配套设施性能常受到内外因素干扰，导致结构使用寿命达不到预定的要求，影响了农业水利灌区用水调度的作业效率。挡土墙是加固水利工程路基的常用构造物，设定于水利工程结构起到了维护工程、抵抗病害、加固地基等多项作用。

1 水利工程应用发展趋势

喀左县2011年水土保持综合治理工作紧紧围绕着省、市业务部门下达的水土流失防治任务，按照国家水土保持重点治理区水土流失综合治理工程建设的工作要求，全县各相关部门相互配合，展开了卓有成效的工作，取得了可喜的成果。截止目前，完成水土流失综合治理面积2423hm2，其中：水土保持林690hm2，水平槽整地67hm2，水平梯田327hm2，生态修复667hm2，其它工程673hm2，修作业路4km。总计完成土石方64.4万 m3，出动人工8.16万工日，机械台班73个，完成工程投资382.6万元。农村水利工程建设取得优异的成就，保障了水土资源利用率的最优化调控，与水利工程整改方案实施是密切相关的，这是保障现代农业生产活动稳定执行的基础[1]。

2 影响挡土墙稳定性因素分析

基于三大产业结构升级趋势下，农村对基础设施改造活动给予了高度重视，积极投资农业水利工程项目以维护农业经济。除了对农业水利工程主体构造进行强化外，也配套了一些辅助性的构造物，挡土墙则是水利工程地基加固的有效方式。为了充分利用挡土墙辅助水利工程建设，需详细分析影响挡土墙结构稳定性的因素，为项目施工改造提供科学的实践依据。从挡土墙结构建造流程来说，影响挡土墙稳定性因素包括：

①勘测因素。工程勘测是整个项目实施的前期准备，做好挡土墙勘测对后续施工起到了指导下的作用。相反，若前期勘测不足则会误导挡土墙施工操作，限制了挡土墙结构性能的全面发挥。由于喀左县所处地域条件的特殊性，各村区对挡土墙结构的性能标准不一，缺少足够的地质勘测、环境勘测、水文勘测等工作，容易误导挡土墙整体的编排与设置。若挡土墙设定区域不合适，则会影响到其使用阶段的稳定性能，不利于水利工程维护；②设计因素。就挡土墙结构来说，其设计方案对日后稳定性也是有明显影响的，结构设计失误直接减弱了巩固性能。挡土墙由墙背、墙面、基底、墙顶、墙趾、墙踵等部分组成，每个结构设计都有严格的规定，都要参照水利工程路基状况进行选择。设计人员在编制挡土墙方案时坚持传统设计思路，统一采用相同的挡土墙构造形式，一些特殊路基工程无法适应旧挡土墙的应用要求，对挡土墙也产生了反作用力，破坏了挡土墙的稳定性；③施工因素。经过较长时间利用发现，挡土墙在维护水利工程路基构造阶段，其本身也面临着许多的稳定性问题。特别是遇到承载力偏高的水工建筑物，挡土墙稳定系数越低。施工是挡土墙筑造成形的核心环节，施工质量不达标而减弱了挡土墙的综合性能，在面对高荷载路基结构时，挡土墙的抗震、抗压等能力减弱。一般情况下，农业水利工程挡土墙稳定性失效，多数是由于水工建筑物承载力、水流冲蚀力等超标引起；④维护因素。挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物，现代水利工程已经把挡土墙作为不可缺少的支撑体系，配备专用挡土墙有助于增强设施的调度性能。农村经济条件有限，对水利工程投入的维护成本较低，挡土墙使用期间维护工作不到位，限制了挡土墙承载性能的最优化。对于早期建造的挡土墙结构，农业水利部未提供支架或维护措施，使挡土墙稳定性系数越来越小。

3 新型水利技术用于挡土墙处理

近年来，水利工程选用挡土墙作为塌方、渗漏、裂缝、沉降等病害的防御措施，借助挡土墙加固作用降低各类病害的发生率。另一方面，挡土墙使用期间也面临着一系列的功能风险，稳定性失效基本造成挡土墙失去其利用价值。笔者认为，加筋土、加筋环等技术是比较适用的处理方法[2]。

3.1 加筋土

经过20多年的有效治理，喀左县水土保持生态建设战果辉煌。目前，全县已治理小流域31条，治理大小沟壑186条，综合治理水土流失面积9.4万 hm2。全县累计植树造林3130万株，森林覆盖率由原来的18.5%提高到现在的34.6%。加筋土挡墙是利用加筋土技术修建的一种支挡构筑物，加筋土是一种在土中加入拉筋带的复合土，它利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程性能，从而达到稳定土体的目的。对于早期存在结构缺陷的挡土墙，利用加筋土实施处理的效果良好，基本解决了挡土墙的稳定性问题，全面增强了水利工程地基构造的稳定系数。

3.2 加筋环

加筋环由3个同直径钢筋环和若干与之垂直相交的立筋绑扎而成内侧附着土工格栅做衬垫。钢筋按设计加筋环周长进行断料和焊接，立筋断料，立筋材料也可采用预制钢筋混凝土短柱等。

①冲切环沟。当分层填土碾压至某一高程面后，平整作业面，然后按设计图要求实地确定圆心位置，并按加筋环半径精确画圆。冲切钢铲沿圆弧逐段冲切环沟环沟深度略深于加筋环高度，沟宽略宽于加筋环厚度，以正好能放下加筋环即可。②安装墙面板。墙面板预制后拼装，为固定墙面板需要安装锚固杆和锚固块。为墙面稳定和施工安全，压路机不能靠墙面板过近作业。靠墙面板处可采用人工或小型夯机分层夯实。安装人员要根据挡土墙图纸设计方案，对挡土墙结构实施综合安装方法，从而保证了墙面板安装质量，使挡土墙在使用阶段发挥出应有的加固作用。

3.3 其它应用

除了上述加固处理方法外，还有一些比较综合性的技术方案，这类新技术可涉及现在所有常用的加筋土技术的工程项目，如：将加筋环置于路堤中可以稳定路基，防止边坡下滑。将加筋环置于软土地基中，可以加固软土地基，提高地基承载力等。此外还有其它方面的扩展应用，如：连续向上叠加加筋可以构造超大型柔性筒仓，它可以用来贮存各种散装集料，如煤炭、矿砂、粮食供应等。无论是哪一种施工处理方案，最终目标都是为了提升挡土墙的整体性能，这就要求施工单位根据现场情况合理地选择。