重力式挡土墙安全问题研究

重力式挡土墙安全问题研究

邓德辉

广东工业大学华立学院广东广州511325

【摘要】重力式挡土墙广泛应用于我们的生活与工作中，广泛应用于房屋建筑，公路工程，大坝工程的构筑物，使用方便，易于取材，挡土墙的主要功能是防土体塌方，利用自身重力抗倾覆抗滑移的构筑物。而重力式挡土墙广泛应用于我们日常生活当中，如果挡土墙失稳破坏，这对我们的日常生活影响极大，威胁到人民的生命财产安全，因此重力式挡土墙的安全问题是我们必须最先考虑的重要因素，本文分析挡土墙实际破坏失稳所发生的现象，以及存在的实际问题，并由此采取的加固措施，为后继挡土墙的设计施工提供宝贵的经验教训以及指南。

【关键词】概念，工艺流程的安全，失稳原因分析，安全设计

1引言

我国不仅地大物博、资源丰富，而且各地的地形地貌、工程水文地质也不尽相同。而在地势起伏不平的山丘地带，计划进行大规模的建设成为同一水平标高的地面，施工难度大工期长而且耗费不必的人力物力，这是很少采用的；而为了提高不同高度的土体稳定性，支撑路基土和山坡土体，防止土体变形或坍塌失稳，人类就发明了挡土墙，这种构筑物施工简易，就地取材，工期短，经济实惠。随着社会发展的加快，土建工程的数量越来越庞大，人民的要求也越来越高，质量和安全都需要符合国家规范要求，这样的工程才能够保证人们的生命财产安全。挡土墙的安全因素是设计挡土墙中最为重要的考虑因素，安全的问题影响着人民的生活。为了提高重力式挡土墙的安全性能，需要从设计、施工和监理的角度去考虑安全因素，进行科学而合理的设计，设计时应考虑影响挡土墙安全的因素。在安全的问题上，必须要理论与实际相结合，要运用前人的工程事故的经验汲取教训。

2概念

所谓重力式挡土墙是通过挡土墙的重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定性，也就是说，重力式挡土墙是依靠自身厚而重的石块以抵抗滑移和倾覆。挡土墙是依靠墙体自身的重量来抵抗土体的侧向压力，支撑路基填筑或山坡土的挡土墙。防止土体变形和失稳或者坍塌的构筑物，可采用块石、片岩、混凝土预制砌块作为砌体，或采用砂浆、混凝土整体浇筑;挡土墙常用于整治塌方滑坡、支撑路堤边坡和背后土体，防止水土冲刷地基的作用。重力式挡土墙的安全问题关系到我们日常生活的方方面面，因此，对于挡土墙的安全问题必须深度分析，降低安全隐患。

3在施工流程中可能会引起安全问题讨论

3.1施工前的安全隐患

材料进场时的原材料强度检测不符合要求，原材料质量不符合要求，原材料和建筑的加工技术交底交带得不清楚，地质勘察与钻孔分析情况不清楚，各层地基土的摩擦角、粘合力和地基承载力、土层性质勘察不清楚。设计单位没有按照规范要求设计挡土墙，施工队伍不专业，监理不到位或没有相应的资质。

3.2测量放线带来的安全隐患

工程测量时，重力和型式没有严格按照施工图的尺寸和比例进行，挡土墙的坡度、设计标高、墙身的长度和宽度的数据测量放线有误，或施工过程，擅自更改挡土墙的尺寸定位。在浇捣混凝土时，没有根据混凝土的坍落度去把控浇筑与搅拌的时间；挡土墙的排水系统应当考虑并符合国家规定的要求。

3.3地基处理带来的安全隐患

在地基处理的前期，没有充分考虑地基的水文地质，地质情况，选用材料，施工方法，没有及时清理地基的淤泥杂物或者垃圾层和污水废水。基础设计计算有误，地基基础没有与上部的挡土墙相互适应，没有考虑地基土产生的沉降或不均匀沉降产生的不利影响，地基土相关的勘察测试不准确。影响地基土各项系数没有修改更正，包括地基基础面积，承载力特征值，埋置深度，软弱地层再次验算，对挡土墙的稳定性进行复核和修正。地基土抗剪强度不足引起地基承载力不足，地基的不同部位的沉降量差异太大，地基的透水性引起地基的性能发生变化。当上部的挡土墙传到地基荷载大于地基承载力，往往是因为地基土的抗力不足，而引起地基承载力下降，从而增大挡土墙失稳的风险。地基不同部位沉降差异过大，不可避免地会引起上部挡土墙裂缝变形。在房屋开挖工序或出现管涌现象，可能会是地基透水，这样对上部的挡土墙起着不利的影响

3.4基础砌筑施工带来的安全隐患

在基础施工时，基坑没有保持着干燥与洁净的环境，基础砌筑施工没有进行必要的技术交底和没有请有资质要求的施工队完成，施工前没有预留伸缩缝和沉降缝，各砌块的砂浆强度不足。基底为软弱土层时没有换填材料基层。

3.5砌筑施工带来的安全隐患

挡土墙的大小尺寸与坡度与设计图纸不一致，在施工挡土墙时，擅自更改挡土墙的尺寸，砌缝砂浆不饱满，砂浆没有均匀分布在石块的表面。石块的大小标准不符合要求，片石作为砌筑的原材料；沉降缝设置不准确，没有严格地按照图纸要求施工，挡土墙排水系统施工不规范，没有把一层土工过滤布在排水进口里，或其他杂物堵住管口不能正常排水。压顶没有按照要求施工，压顶的强度与厚度不符合要求，砌缝砂浆的强度和粘结强度不足。

砌筑片石混凝土时水灰比选用的比例不对，石块的含泥量较多，选用干缩性大的水泥，混凝土浇筑和拆模时不符合规范的要求，这就可能使挡土墙会产生裂缝的可能。

3.6雨期施工带来的安全隐患

施工队伍没有充分了解天气情况，做好雨前的停工和雨后的复工的时间，挡土墙的排水局部积水处理不妥，导致突然下雨速手无策，雨水使砂浆强度降低。降雨对坡面的岩土层进行冲刷，使土体的含水量增大，土体的单位体积的重量增大，大大提高挡土墙的坍塌滑坡的可能。

3.7其他问题引起的安全隐患

临时堆积的建筑垃圾没有运送至规定的距离，墙面不平整，创造了挡土墙的渗透条件，排水孔不畅通。地基土没有足够的承载力，沉降量不满足要求，在重力式挡土墙自身重力加大时，若地基不良或者基础处理不当，可能会引起挡土墙的失稳或破坏；汽车的来往的疲劳荷载或打桩引起的震动，使得地基土震动而下沉，使上部挡土墙因此而失稳破坏。

4挡土墙失稳破坏原因分析

4.1失稳的先兆

墙面外鼓或向外倾斜，挡土墙开裂；超载严重，上部传来的荷载大于设计强度所能承受的荷载设计值。出现水平裂缝、垂直裂缝、斜裂缝、墙面外鼓和勾缝脱落、伸缩缝错位是失稳的先兆，另外，砌筑砂浆松散、挡土墙排水不通畅、挡土墙平台开裂、墙趾厚度不足、墙背回填土松散也是很容易造成失稳的，因此，我们很有必要要对挡土墙进行滑动验算、倾覆验算、墙身剪应力验算。

4.2地质情况勘察不清

在地质勘探的时候，忽略了水的作用。而水往往会改变地基土的力学性质，从而使得土体抗剪强度下降，地基土的冲击而掏空，引起挡土墙坍塌破坏。

4.3地基承载力不足

地基承载力不足有可能是基础埋置深度不够，也有可能是地基土不满足设计要求。地基的承载力不足会引起挡土墙的倾覆和滑移的现象，在雨水的不断冲击下，会引起地基土的掏空破坏，使得挡土墙的墙趾下沉

4.4设计、施工不专业

如果设计不是根据国家设计规范,设计参数选择不当,将导致挡土墙的砂浆不够密集,土壤承载力不足,压实不足,剪切破碎,关节和石头松动脱落。

4.5排水系统不良

排水系统的不良，必然会引起墙背的填土水分增加，导致墙背填土含水量增加同时产生附加静水压力，减少了填土的摩擦系数，使得墙背填土的主动土压力增大，使得挡土墙的抗剪强度下降，地基的承载力下降，增大了附加水压力，从而增大挡土墙的主动土压力，使得墙身大大提高了整体失稳的可能。

4.6养护时间不符合国家标准

在破坏发生的初期，没有及时发现，也就不能及时采取有效的防护措施，；或者发现问题后，不能够准确地判断病因，采取不正确的治理方法，引起挡土墙的严重破坏。

4.7路面损坏

因为挡土墙上部是道路，随着时间的增加，路面有损坏，雨水沿着破损的洞口进入挡土墙内部，挡土墙的排水设施又不完善，冬季时，引起渗入的水分冻胀，导致挡土墙外鼓，日积月累，挡土墙便会产生裂缝，外鼓，倾斜等现象。采取措施，一般有锚杆加固，打桩并对土体进行注浆加固，对挡土墙的不满足强度要求的重新施工

4.8其他失稳原因

影响重力式挡土墙的失稳原因有很多，例如墙体材料、墙体的尺寸、地基图的类型、承载力的大小以及分布、墙后堆载、地下水位的变化。此外，还有不可抗力因素和人为因素值得考虑。比如说人为因素，（1）从设计方面去考虑分析，设计计算方法不正确，没有考虑到不利因素对挡土墙的影响，地质条件不清楚。（2）从施工角度去分析，施工队伍技术水平低，不按照图纸施工，擅自改动挡土墙的尺寸、墙高等，墙后排水系统做得不完善，重力式挡土墙的砌筑砂浆没有达到设计要求。（3）从外界环境分析，连续的暴雨对挡土墙的土体产生影响、墙顶的堆积荷载，靠近墙趾开挖土体。（4）挡土墙外侧存在临空面，且临空面坡体比较碎，对挡土墙的地基承载力有一定负面的影响。

5结语

重力式挡土墙是防止土体塌陷的重要结构形式。挡土墙的施工是非常重要的。重力式挡土墙的施工与施工关系到人们的生活质量，关系到人们对美好生活的向往。因此，挡土墙的安全问题必须最先考虑，在此之外，更要有加固措施的准备。需要从安全、经济、耐用等方面综合考虑，需要从以往的工程经验，专家的理论计算分析，需要有资质要求的施工单位和监理单位严格施工与监理，才能设计出耐用经济的挡土墙，满足人民的日常生活需要。

其次，水的作用大大提高挡土墙的失稳的可能，不可避免地遇到连续暴雨的情况，这会使雨水不断流入地基土，导致土体的抗剪强度降低，因此，挡土墙的排水系统是一个非常重要的安全因素。另外，在修建挡土墙时候，要充分考虑挡土墙的安全技术经济等多个方面，必须要采取最优方案，造福一方，造福百姓。只有严格把握挡土墙的每一个细节，才能为人们的美好生活做出建筑要求。

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