郭為平，楊夢(mèng)云

(1.湖北龍禹州工程建設(shè)有限公司，湖北 武漢 430070；2.荊州市長(zhǎng)江河道管理局公安分局勘測(cè)設(shè)計(jì)院，湖北 公安 434300；3.南京明輝建設(shè)有限公司，江蘇 南京 210000)

我國(guó)關(guān)于擋土墻的研究較多，如王錫朝對(duì)特殊地質(zhì)條件下的擋土墻基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[1]，石林關(guān)于大型擋土墻基礎(chǔ)處理[2]，夏琴就公路擋土墻的選型及基礎(chǔ)處理[3]，馮偉喜對(duì)臺(tái)階式擋土墻土壓力分布特征[4]等進(jìn)行了研究，但關(guān)于擋土墻基礎(chǔ)的開挖與縱向布置的研究尚屬空白，而擋土墻基礎(chǔ)的開挖與縱向布置和擋墻的穩(wěn)定、滑坡的防治、成本與工期的控制密切相關(guān)，本文擬就云貴高原某PPP項(xiàng)目水庫(kù)上壩公路施工中遇到的實(shí)際案例，結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范和工程實(shí)踐就擋土墻基礎(chǔ)的開挖與縱向布置的合規(guī)性及合理性和對(duì)路基與邊坡安全的影響進(jìn)行探討。

1 案例背景

1.1 擋土墻基礎(chǔ)開挖過(guò)程

云貴高原某PPP項(xiàng)目水庫(kù)上壩公路K0+010～K0+065為漿砌石擋土墻，基礎(chǔ)開挖施工中，第一層主要為雜填土，厚1.0～1.5m；第一層以下主要為粉土、砂土等一、二類土，其間夾雜破碎的強(qiáng)風(fēng)化巖。原坡高3～5m，坡度55°～65°，坡面植被稀少；原路面縱向裂縫共4條，長(zhǎng)度3.2m，最大裂縫寬度8mm。施工單位在擋墻基礎(chǔ)開挖1.0m后，發(fā)現(xiàn)基底仍為巖體風(fēng)化、破碎、土質(zhì)松軟土層。經(jīng)監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地查勘，要求按圖施工，繼續(xù)開挖，開挖施工中，邊坡處于非正常工況Ⅰ(暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài))，由于原路基邊坡過(guò)陡(1∶0.4～1∶0.6)，土質(zhì)松軟，且工作面極度狹窄，基礎(chǔ)只能緊貼坡腳開挖，兼之施工期間降雨頻繁，基礎(chǔ)及工作面松土淤積泥濘，極度松軟，開挖后最大坡高8.0m，坡度65°～85°，局部達(dá)90°甚至倒坡，原路面縱向裂縫呈擴(kuò)展趨勢(shì)并產(chǎn)生新的裂縫；邊坡出現(xiàn)大面積崩塌，崩塌線最近處距村民房屋僅2.5m。在搶險(xiǎn)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理仍要求擋墻基礎(chǔ)按圖施工，故擋土墻基坑在開挖過(guò)程中，只能不斷向內(nèi)側(cè)切和下挖，相鄰段基礎(chǔ)高差1.5～1.8m，崩塌繼續(xù)發(fā)生。

1.2 典型路段的擋土墻相鄰基礎(chǔ)高差

龍樹寨—坪柏線K0+010～+065左擋土墻(基底縱坡i=0)相鄰基礎(chǔ)高差見表1。

表1 龍樹寨—坪柏線K0+010～+065左擋土墻(基底縱坡i=0)相鄰基礎(chǔ)高差 單位：m

龍樹寨—坪柏線K4+850～+929左擋土墻(基底縱坡i=0)相鄰基礎(chǔ)高差見表2。

表2 龍樹寨—坪柏線K4+850～+929左擋土墻(基底縱坡i=0)相鄰基礎(chǔ)高差 單位：m

2 擋土墻基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合規(guī)性分析

根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》，位于縱向斜坡上的擋土墻，當(dāng)基底縱坡大于5%時(shí)，基底應(yīng)設(shè)計(jì)為臺(tái)階式[5]；《公路擋土墻設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》則明確規(guī)定，沿?fù)跬翂﹂L(zhǎng)方向的地面有縱坡時(shí)，擋土墻的縱向基底縱坡不宜大于5%，當(dāng)為巖石地基，基底縱坡大于5%時(shí)，墻的縱向基底可按臺(tái)階形布置；采用分段砌筑時(shí)，相鄰段高差不宜超過(guò)1.2m[6]；《擋土墻(重力式、衡重式、懸臂式)》則強(qiáng)調(diào)，擋土墻基底縱坡i不宜大于5%，當(dāng)大于5%時(shí)，應(yīng)在縱向?qū)⒒A(chǔ)做成臺(tái)階式，臺(tái)階高度不宜大于0.5m[7]。而《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》則規(guī)定，當(dāng)擋土墻布置在沿墻長(zhǎng)方向的縱向坡上時(shí)，其底部可按階梯形分段布置，每個(gè)臺(tái)階長(zhǎng)度不應(yīng)小于2.0m，相鄰臺(tái)階高差不宜大于2.0m[8]。

《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于位于縱向斜坡上的擋土墻，當(dāng)基底縱坡大于5%時(shí)，基底應(yīng)設(shè)計(jì)為臺(tái)階式的要求，其主要目的是為了減少開挖工程量，加快施工進(jìn)度，降低工程造價(jià)。從上述規(guī)范和細(xì)則來(lái)看，本PPP項(xiàng)目水庫(kù)上壩公路的擋土墻基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，因其基底縱坡i=0，沒(méi)有必要在縱向?qū)⒒A(chǔ)做成臺(tái)階式，設(shè)計(jì)不僅沒(méi)有減少開挖工程量，反而增加了開挖工程量；且其相鄰基礎(chǔ)高差一般在1.5～3.5m范圍內(nèi)，擋土墻基礎(chǔ)相鄰臺(tái)階高差不符合《公路擋土墻設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》和《擋土墻(重力式、衡重式、懸臂式)》標(biāo)準(zhǔn)圖集的規(guī)定，個(gè)別墻段基礎(chǔ)相鄰臺(tái)階高差也不符合《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。

3 擋土墻基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性分析

如前所述，擋土墻基底做成臺(tái)階形的目的是為了減少開挖，加快進(jìn)度，降低造價(jià)。本案例中擋土墻基礎(chǔ)相鄰段的基礎(chǔ)高差達(dá)1.5m甚至3.5m，尤其是K0+010～K0+065段，原路面就存在既有裂縫，原路基邊坡過(guò)陡(1∶0.4～1∶0.6)，土質(zhì)松軟，且工作面極其狹窄，基礎(chǔ)只能緊貼坡腳開挖，兼之施工期間降雨頻繁，基礎(chǔ)及工作面松土淤積泥濘，極度松軟，開挖后出現(xiàn)大面積崩塌，崩塌線最近處距村民房屋僅2.5m。在險(xiǎn)情發(fā)生后，仍繼續(xù)按原設(shè)計(jì)的分段臺(tái)階基礎(chǔ)側(cè)切、下挖最大達(dá)1.8m，至險(xiǎn)情沿縱坡向坡下端進(jìn)一步擴(kuò)展。

本案例中擋土墻基礎(chǔ)分段大高差開挖，不僅增加了工程量，加大了投資，延長(zhǎng)了工期，尤其是在不良地質(zhì)段，過(guò)深的基坑開挖極不利于路基或邊坡的穩(wěn)定，開挖中或開挖后易導(dǎo)致邊坡塌方或滑坡險(xiǎn)情。故在地形、地基承載力無(wú)較大差異時(shí)，擋土墻基礎(chǔ)相鄰段高差過(guò)大是不合理的。

經(jīng)過(guò)對(duì)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路擋土墻設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》《擋土墻(重力式、衡重式、懸臂式)》標(biāo)準(zhǔn)圖集與《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》的比較，《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》沒(méi)有考慮擋土墻的縱向基底縱坡，也沒(méi)考慮地基是否為巖石，即規(guī)定當(dāng)擋土墻布置在沿墻長(zhǎng)方向的縱向坡上時(shí)，其底部可按階梯形分段布置，無(wú)疑增加了開挖工程量，也不利于路基或邊坡的穩(wěn)定；而關(guān)于相鄰臺(tái)階高差不宜大于2.0m的規(guī)定更是易導(dǎo)致開挖施工中邊坡塌方或滑坡險(xiǎn)情，尤其是在不良地質(zhì)段，這種設(shè)計(jì)是不合理的。該項(xiàng)目的擋土墻基礎(chǔ)開挖施工中發(fā)生的邊坡塌方及滑坡險(xiǎn)情也證明了這一點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)非巖石地基，段內(nèi)擋土墻基底縱坡應(yīng)小于5%，不易開挖成臺(tái)階形。

(2)不良地質(zhì)段，擋土墻基礎(chǔ)不易分段大高差開挖。

(3)工作面狹窄，基礎(chǔ)只能緊貼坡腳開挖時(shí)，擋土墻基礎(chǔ)相鄰段不易大高差開挖，避免邊坡塌方或滑坡險(xiǎn)情。

(4)地基承載力不足的不良地質(zhì)段，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)或(和)換填基礎(chǔ)，避免無(wú)限制開挖到堅(jiān)硬基礎(chǔ)，從而導(dǎo)致邊坡塌方或滑坡險(xiǎn)情。

(5)《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于當(dāng)擋土墻布置在沿墻長(zhǎng)方向的縱向坡上時(shí)，其底部可按階梯形分段布置，每個(gè)臺(tái)階長(zhǎng)度不應(yīng)小于2.0m，相鄰臺(tái)階高差不宜大于2.0m的條文不合理，至少在不良地質(zhì)段，相鄰臺(tái)階高差不宜大于2.0m值得商榷。