穆秀麗，穆秀云，李林兵

(1.江西省九江市水利電力規(guī)劃設計院，江西 九江 332000；2.江西省九江市水利局，江西 九江 332000)

0 引 言

隨著現(xiàn)代城市的高速發(fā)展，水利工程建設由于前期總體規(guī)劃考慮不全面，造成后期完建配套水利工程經(jīng)常受已建好的城市建筑物的約束，特別是排澇泵站、高擋墻等水利工程新建時進行深基坑的開挖，經(jīng)常受周邊建筑物限制無法放坡開挖。本文采用復合擋土墻型式，中下部采用多排單管高噴水泥土墻，上部采用懸臂式鋼筋砼矮墻形成復合墻，有效避免基坑放坡大面積開挖，保護周邊建筑物安全。該復合擋土墻中下部水泥土墻作為基坑支護，上部懸臂墻底板兼做高噴樁頂壓板。水泥土連續(xù)墻還可作為基坑周邊防滲墻，減少基坑排水壓力。

1 工程概況

九江城防堤樁號12+130處為九江二電廠金雞坡排水涵出水渠，渠道斷面為復式結(jié)構(gòu)，下部為直立鋼筋砼擋墻，墻高約9.00 m，上部為梯形岸坡，坡高約1.50 m，岸頂為九江城防堤，迎水側(cè)建有防洪墻，距擋墻水平距離7.00～9.00 m(見圖1、圖2)。

2015年4月初，受連續(xù)多日暴雨影響，出水渠右岸高擋墻出現(xiàn)坍塌，坍塌長約20 m，由于緊鄰城防堤，坍塌導致城防堤防洪墻外墻角外露，嚴重危及城防堤安全，急需恢復重建。

2 工程地質(zhì)

根據(jù)本次勘探[1]，本場區(qū)勘察深度內(nèi)揭露的土層主要由素填土、淤泥(Q4al)、粉質(zhì)壤土(Q2al)層構(gòu)成，現(xiàn)對土層自上而下分述如下：

圖1 擋墻坍塌現(xiàn)狀平面圖

①素填土：以粉質(zhì)壤土為主，紅褐色、灰褐色，稍濕，稍密，土質(zhì)不均勻。層底高程為13.96 m(黃海高程，下同)。

圖2 擋墻坍塌斷面圖

②淤泥(Q4al)：黑色、灰色，流塑，切面粗糙，局部夾含大量腐殖質(zhì)，有強烈臭味。揭露層厚1.30 m，層頂高程13.96 m，層底高程為12.66 m，層底深度為4.40 m。

③粉質(zhì)壤土(Q2al)：紅褐色夾灰白色，硬塑，切面粗糙，夾大量高嶺土條帶，干強度高。該層未揭露，最大揭露厚度8.60 m，層頂高程12.66 m，層頂深度為4.40 m。具體物理力學指標見表1。

3 坍塌緣由分析

根據(jù)查勘工程現(xiàn)場、查找老資料及結(jié)合地質(zhì)勘察等多方面情況，分析擋墻出現(xiàn)坍塌主要原因有：

(1)擋墻原1978年設計墻高為5.00 m，墻內(nèi)配筋按5.00 m高覆土設計，后期墻后填土加高3.00 m，擋土直接加高達到8.00 m，墻體加高，造成墻體承受的土壓力超過原設計邊界條件。

(2)根據(jù)現(xiàn)場清渣后發(fā)現(xiàn)，擋墻坍塌所在截面均為同一高度，查看縱向受拉鋼筋搭接接頭均在這同一斷面，根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范，墻內(nèi)同一連接區(qū)內(nèi)的受拉鋼筋搭接接頭面積百分率不宜大于25%；可知本工程未按技術(shù)規(guī)范施工，導致若斷面一處出現(xiàn)拉裂，整個斷面均拉裂；

(3)根據(jù)地質(zhì)鉆孔情況可知，墻基地質(zhì)條件較好，但墻后中間有一層1.00 m厚的淤泥土，為流塑性，抗剪強度低，在荷載、飽和水作用下易產(chǎn)生的沉降、側(cè)向流變，從而導致上部填土產(chǎn)生變形。

(4)擋墻坍塌前一周出現(xiàn)連續(xù)暴雨，造成墻后土體飽和，而墻身排水孔少，部分堵塞，排水不暢，墻后填土內(nèi)摩擦角減小，墻體土壓力增大，不利墻身穩(wěn)定，破壞原有平衡。

4 工程處理難點

出水渠擋墻與上部城防堤防洪墻之間水平距離僅7.00～9.00 m，基坑深達10.00 m，若新建普通擋墻，擋墻自身基礎要求寬，基坑開挖還需臨時放坡，顯然墻后與防洪堤之間距離不夠，在不影響城防堤安全條件下，技術(shù)處理困難。

出水渠擋墻與防洪墻之間距離短，施工空間小，不利大型設備施工。

擋墻較高，且墻后多數(shù)為坍塌的松散土，密實度差，土壓力大，對擋墻質(zhì)量要求高；

當時已進入初汛期，臨主汛期時間短，為保證安全度汛，主汛前要求完成，時間緊，任務重。

5 處理方案

考慮工程區(qū)地形狹小、工程時間緊、任務重等多方面因素，若采用通用擋墻恢復施工場地條件不允許，無法開挖臨時邊坡，且會嚴重影響九江城防堤安全，本次設計提出處理措施采用復合擋土墻方案。即中下部采用多排單管高噴水泥土墻支護，上部采用懸臂式鋼筋砼矮墻組合型式。處理方案如下：

(1)岸坡中下部單管多排高壓旋噴樁支護[2，3]。設計4排，排距0.60 m，樁長7.50 m，其中渠底板上部樁長4.50 m，下部嵌入地基樁長3.00 m。單樁最小直徑70 cm，成墻有效厚度不小于240 cm，樁上部在樁體初凝前插入豎向鋼筋，待上部鋼筋砼壓板澆筑埋入其中。

(2)結(jié)合本工程實際情況，水泥土墻外側(cè)為排水渠，岸坡受水流沖刷，因此采用新建“┣”型鋼筋砼擋墻，上部為鋼筋砼懸臂擋土墻結(jié)構(gòu)。其中墻內(nèi)側(cè)“━”為鋼筋砼壓板，位于樁頂部，“┃”為鋼筋砼側(cè)墻，墻厚50 cm。樁頂預留鋼筋深入壓板內(nèi)，側(cè)墻下部鋼筋均植入進水渠現(xiàn)狀底板內(nèi)，具體處理方案見圖3。

(3)新老砼連接處理。新老砼結(jié)構(gòu)面嚴格要求鑿毛，并沖洗干凈，老墻上部鑿除20 cm，并對貼腳處鑿成斜向齒面。側(cè)墻下部豎向鋼筋均植入現(xiàn)狀底板(邊墻)內(nèi)，深度不小于40 cm，鉆孔孔徑大于鋼筋直徑控制在5 cm，孔內(nèi)采用植筋膠錨固，7天抗拔力不小于7 t。新澆筑豎墻內(nèi)鋼筋與老側(cè)墻內(nèi)外露鋼筋均焊接處理，該處嚴禁綁扎連接，雙面焊接長度不小于5 d，單面焊接不小于10 d(d為鋼筋直徑)。

6 工程檢測

外觀檢測：單樁成樁7 d后，對樁體周邊土體開挖，外露樁頭，樁體部位堅硬，樁身灰色，呈明顯圓柱體，直徑約0.8～1.0 m，大于設計樁徑0.70 m，成樁外觀質(zhì)量滿足設計要求。

室內(nèi)強度檢測：成樁28 d后，對樁身取芯抗壓強度試驗，共5處，抗壓試驗成果為5.10～5.70 MPa，均滿足設計要求。

圖3 擋墻恢復重建處理措施圖

7 穩(wěn)定計算

本工程通過多排單管高噴形成水泥土墻加上部鋼筋砼懸臂墻綜合處理措施解決墻后擋土問題，本次復核水泥土墻體抗拉及抗壓強度計算、整體穩(wěn)定計算、抗傾覆穩(wěn)定性驗算。計算斷面見圖3。

(1)計算工況。進水渠無水，墻后地下水位15.80 m。

(2)計算參數(shù)及假定條件。水泥土墻厚2.90 m(考慮外側(cè)砼墻厚50 cm)，水泥土彈性模量1.5×104MPa，水泥土設計抗壓強度5 MPa，水泥土抗拉/抗壓強度比0.06，水泥土墻底摩擦系數(shù)取0.25等。墻上部土荷載按超載加入墻后土體上。墻后土體參數(shù)見表1。

表1 墻后土體及墻基的物理力學參數(shù)表

(3)計算公式及成果

抗滑移穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、水泥土墻抗拉和抗壓強度計算公式見《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)，整體性穩(wěn)定計算可采用圓弧滑動條分法進行驗算，找出最不利滑弧和其最小安全系數(shù)，見圖4，墻上部土重簡化荷載附加在上面。計算成果見表2。

圖4 整體滑動穩(wěn)定性驗算圖

8 處理效果及結(jié)論

工程經(jīng)處理后已運行多年，經(jīng)過多個汛期、枯水期水位變幅的考驗，目前運行正常，岸坡穩(wěn)定。根據(jù)理論計算和實際運行，水泥土墻和砼懸臂墻形成復合墻在周邊地形條件受限的深基坑支護下值得推廣應用，不僅節(jié)約工程投資，同時保護周邊建筑物安全。

表2 復合擋土墻的物理力學參數(shù)表

9 結(jié) 語

復合擋土墻(水泥土墻加樁頂鋼筋砼懸臂墻)適用于在深基坑開挖時受周邊開挖邊坡限制的條件下采用，這種復合支護的方式能有效保護周邊建筑物安全，又能節(jié)約工程成本。復合擋土墻中下部水泥土墻為主要受力結(jié)構(gòu)，設計時應注重其嵌入地基深度，水泥土墻強度指標要滿足設計要求，對于地基存在淤泥質(zhì)土層時，應進行整體抗滑穩(wěn)定復核，避免產(chǎn)生深層滑動的可能性。

[1] 《工程地質(zhì)手冊》編委會.工程地質(zhì)手冊(第四版)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[2] 水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范(DL/T5200-2004)[S].

[3] 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(JGJ120-2012)[S].