王俊偉

(遼寧省朝陽市水利規(guī)劃勘測設(shè)計院，遼寧 朝陽 122000)

影響擋土墻穩(wěn)定性因素及其處理對策

王俊偉

(遼寧省朝陽市水利規(guī)劃勘測設(shè)計院，遼寧 朝陽 122000)

近年來擋土墻在水利工程中得到了普及應(yīng)用，因其獨特的構(gòu)造物形式而增強了水利設(shè)施抗病害性能，加強了水利工程路基構(gòu)造的抗病害性能。但是，擋土墻自身結(jié)構(gòu)在使用階段也面臨著一系列的風(fēng)險問題，特別是擋土墻穩(wěn)定性不足而影響了工程效益，制約了水利工程結(jié)構(gòu)的持久利用。文章分析了農(nóng)業(yè)水利工程發(fā)展實況，探討了影響擋土墻穩(wěn)定性的主要因素，最后提出擋土墻改造處理的綜合對策。

擋土墻；穩(wěn)定性；因素；處理對策

0 引 言

回顧過去農(nóng)業(yè)水利項目改造的實際情況，水利工程配套設(shè)施性能常受到內(nèi)外因素干擾，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)使用壽命達(dá)不到預(yù)定的要求，影響了農(nóng)業(yè)水利灌區(qū)用水調(diào)度的作業(yè)效率。擋土墻是加固水利工程路基的常用構(gòu)造物，設(shè)定于水利工程結(jié)構(gòu)起到了維護工程、抵抗病害、加固地基等多項作用。

1 水利工程應(yīng)用發(fā)展趨勢

喀左縣2011年水土保持綜合治理工作緊緊圍繞著省、市業(yè)務(wù)部門下達(dá)的水土流失防治任務(wù)，按照國家水土保持重點治理區(qū)水土流失綜合治理工程建設(shè)的工作要求，全縣各相關(guān)部門相互配合，展開了卓有成效的工作，取得了可喜的成果。截止目前，完成水土流失綜合治理面積2423hm2，其中：水土保持林690hm2，水平槽整地67hm2，水平梯田327hm2，生態(tài)修復(fù)667hm2，其它工程673hm2，修作業(yè)路4km?？傆嬐瓿赏潦?4.4萬 m3，出動人工8.16萬工日，機械臺班73個，完成工程投資382.6萬元。農(nóng)村水利工程建設(shè)取得優(yōu)異的成就，保障了水土資源利用率的最優(yōu)化調(diào)控，與水利工程整改方案實施是密切相關(guān)的，這是保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動穩(wěn)定執(zhí)行的基礎(chǔ)[1]。

2 影響擋土墻穩(wěn)定性因素分析

基于三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級趨勢下，農(nóng)村對基礎(chǔ)設(shè)施改造活動給予了高度重視，積極投資農(nóng)業(yè)水利工程項目以維護農(nóng)業(yè)經(jīng)濟。除了對農(nóng)業(yè)水利工程主體構(gòu)造進行強化外，也配套了一些輔助性的構(gòu)造物，擋土墻則是水利工程地基加固的有效方式。為了充分利用擋土墻輔助水利工程建設(shè)，需詳細(xì)分析影響擋土墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素，為項目施工改造提供科學(xué)的實踐依據(jù)。從擋土墻結(jié)構(gòu)建造流程來說，影響擋土墻穩(wěn)定性因素包括：

①勘測因素。工程勘測是整個項目實施的前期準(zhǔn)備，做好擋土墻勘測對后續(xù)施工起到了指導(dǎo)下的作用。相反，若前期勘測不足則會誤導(dǎo)擋土墻施工操作，限制了擋土墻結(jié)構(gòu)性能的全面發(fā)揮。由于喀左縣所處地域條件的特殊性，各村區(qū)對擋土墻結(jié)構(gòu)的性能標(biāo)準(zhǔn)不一，缺少足夠的地質(zhì)勘測、環(huán)境勘測、水文勘測等工作，容易誤導(dǎo)擋土墻整體的編排與設(shè)置。若擋土墻設(shè)定區(qū)域不合適，則會影響到其使用階段的穩(wěn)定性能，不利于水利工程維護；②設(shè)計因素。就擋土墻結(jié)構(gòu)來說，其設(shè)計方案對日后穩(wěn)定性也是有明顯影響的，結(jié)構(gòu)設(shè)計失誤直接減弱了鞏固性能。擋土墻由墻背、墻面、基底、墻頂、墻趾、墻踵等部分組成，每個結(jié)構(gòu)設(shè)計都有嚴(yán)格的規(guī)定，都要參照水利工程路基狀況進行選擇。設(shè)計人員在編制擋土墻方案時堅持傳統(tǒng)設(shè)計思路，統(tǒng)一采用相同的擋土墻構(gòu)造形式，一些特殊路基工程無法適應(yīng)舊擋土墻的應(yīng)用要求，對擋土墻也產(chǎn)生了反作用力，破壞了擋土墻的穩(wěn)定性；③施工因素。經(jīng)過較長時間利用發(fā)現(xiàn)，擋土墻在維護水利工程路基構(gòu)造階段，其本身也面臨著許多的穩(wěn)定性問題。特別是遇到承載力偏高的水工建筑物，擋土墻穩(wěn)定系數(shù)越低。施工是擋土墻筑造成形的核心環(huán)節(jié)，施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)而減弱了擋土墻的綜合性能，在面對高荷載路基結(jié)構(gòu)時，擋土墻的抗震、抗壓等能力減弱。一般情況下，農(nóng)業(yè)水利工程擋土墻穩(wěn)定性失效，多數(shù)是由于水工建筑物承載力、水流沖蝕力等超標(biāo)引起；④維護因素。擋土墻是指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，現(xiàn)代水利工程已經(jīng)把擋土墻作為不可缺少的支撐體系，配備專用擋土墻有助于增強設(shè)施的調(diào)度性能。農(nóng)村經(jīng)濟條件有限，對水利工程投入的維護成本較低，擋土墻使用期間維護工作不到位，限制了擋土墻承載性能的最優(yōu)化。對于早期建造的擋土墻結(jié)構(gòu)，農(nóng)業(yè)水利部未提供支架或維護措施，使擋土墻穩(wěn)定性系數(shù)越來越小。

3 新型水利技術(shù)用于擋土墻處理

近年來，水利工程選用擋土墻作為塌方、滲漏、裂縫、沉降等病害的防御措施，借助擋土墻加固作用降低各類病害的發(fā)生率。另一方面，擋土墻使用期間也面臨著一系列的功能風(fēng)險，穩(wěn)定性失效基本造成擋土墻失去其利用價值。筆者認(rèn)為，加筋土、加筋環(huán)等技術(shù)是比較適用的處理方法[2]。

3.1 加筋土

經(jīng)過20多年的有效治理，喀左縣水土保持生態(tài)建設(shè)戰(zhàn)果輝煌。目前，全縣已治理小流域31條，治理大小溝壑186條，綜合治理水土流失面積9.4萬 hm2。全縣累計植樹造林3130萬株，森林覆蓋率由原來的18.5%提高到現(xiàn)在的34.6%。加筋土擋墻是利用加筋土技術(shù)修建的一種支擋構(gòu)筑物，加筋土是一種在土中加入拉筋帶的復(fù)合土，它利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程性能，從而達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。對于早期存在結(jié)構(gòu)缺陷的擋土墻，利用加筋土實施處理的效果良好，基本解決了擋土墻的穩(wěn)定性問題，全面增強了水利工程地基構(gòu)造的穩(wěn)定系數(shù)。

3.2 加筋環(huán)

加筋環(huán)由3個同直徑鋼筋環(huán)和若干與之垂直相交的立筋綁扎而成內(nèi)側(cè)附著土工格柵做襯墊。鋼筋按設(shè)計加筋環(huán)周長進行斷料和焊接，立筋斷料，立筋材料也可采用預(yù)制鋼筋混凝土短柱等。

①沖切環(huán)溝。當(dāng)分層填土碾壓至某一高程面后，平整作業(yè)面，然后按設(shè)計圖要求實地確定圓心位置，并按加筋環(huán)半徑精確畫圓。沖切鋼鏟沿圓弧逐段沖切環(huán)溝環(huán)溝深度略深于加筋環(huán)高度，溝寬略寬于加筋環(huán)厚度，以正好能放下加筋環(huán)即可。②安裝墻面板。墻面板預(yù)制后拼裝，為固定墻面板需要安裝錨固桿和錨固塊。為墻面穩(wěn)定和施工安全，壓路機不能靠墻面板過近作業(yè)?？繅γ姘逄幙刹捎萌斯せ蛐⌒秃粰C分層夯實。安裝人員要根據(jù)擋土墻圖紙設(shè)計方案，對擋土墻結(jié)構(gòu)實施綜合安裝方法，從而保證了墻面板安裝質(zhì)量，使擋土墻在使用階段發(fā)揮出應(yīng)有的加固作用。

3.3 其它應(yīng)用

除了上述加固處理方法外，還有一些比較綜合性的技術(shù)方案，這類新技術(shù)可涉及現(xiàn)在所有常用的加筋土技術(shù)的工程項目，如：將加筋環(huán)置于路堤中可以穩(wěn)定路基，防止邊坡下滑。將加筋環(huán)置于軟土地基中，可以加固軟土地基，提高地基承載力等。此外還有其它方面的擴展應(yīng)用，如：連續(xù)向上疊加加筋可以構(gòu)造超大型柔性筒倉，它可以用來貯存各種散裝集料，如煤炭、礦砂、糧食供應(yīng)等。無論是哪一種施工處理方案，最終目標(biāo)都是為了提升擋土墻的整體性能，這就要求施工單位根據(jù)現(xiàn)場情況合理地選擇。

4 結(jié) 論

擋土墻是現(xiàn)代水利工程不可缺少的構(gòu)筑物，用其輔助水利工程調(diào)度能夠起到多方面的保護功能。因此，針對擋土墻結(jié)構(gòu)本身存在的穩(wěn)定性問題，施工單位必須采用加筋土、加筋環(huán)等技術(shù)綜合處理，全面提升擋土墻結(jié)構(gòu)的承載性能及抗害性能。

[1]楊接平，梁月英.某河道擋土墻安全評價與加固方案分析[J].中國農(nóng)村水利水電，2011，31(06):47-48.

[2]王兆軍，范光亞.全拼裝連拱支架式擋土墻的設(shè)計與應(yīng)用[J].中國農(nóng)村水利水電，2000，12(09):21-22.

1007-7596(2014)01-0254-02

2013-12-21

王俊偉(1979-)，女，遼寧喀左人，工程師。

TU476.4

B