左凱生

(中鐵三局第二工程有限公司，河北 石家莊 050031)

重力式擋土墻依靠墻身自重抵抗土體側(cè)壓力的擋土墻。通常用塊石、片石、混凝土預(yù)制塊作為砌體，或采用片石混凝土、混凝土進(jìn)行整體澆筑，一般都做成簡(jiǎn)單的梯形。由于重力式擋土墻靠自重維持平衡穩(wěn)定，因此，體積、重量都較大，施工縫的留設(shè)不可避免。許多工程因施工縫沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)定認(rèn)真對(duì)待，或因設(shè)置不當(dāng)或因處理不好，常常引起質(zhì)量事故，輕則開(kāi)裂滲漏，影響壽命，重則危及結(jié)構(gòu)安全，影響使用。

1 設(shè)計(jì)概況

某重力式擋土墻位于某高速鐵路地段，左側(cè)長(zhǎng)220 m，設(shè)計(jì)為重力式擋土墻(φ =45°，γ =24 kN/m3，f=0.50，[σ]=500 kPa，厚度為0.83 m，斷面積為4.18 m2)，墻身采用片石混凝土澆筑。工程地處丘陵及丘陵與濱海平原結(jié)合的山前平原地段，地勢(shì)較為開(kāi)闊平坦，地形起伏不大，地面高程在13 m～60 m，相對(duì)高差在5 m～19 m，除局部丘包斜坡坡度在20°～30°，一般坡度在5°～10°。線路挖方通過(guò)，右側(cè)為順層，巖層產(chǎn)狀N35°E/50°SE，與線路相交角度在5°～10°，視角為50°，測(cè)區(qū)屬亞熱帶海洋季風(fēng)氣候，本段地表水對(duì)混凝土具弱硫酸型酸性侵蝕及中等溶出型侵蝕，地下水對(duì)混凝土具中等硫酸型酸性侵蝕和中等溶出型侵蝕。

擋土墻背后山體共有4個(gè)巖土層，從塹頂往下分別為粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化粉細(xì)砂巖、強(qiáng)風(fēng)化粉細(xì)砂巖、弱風(fēng)化粉細(xì)砂巖，擋土墻基礎(chǔ)位于弱風(fēng)化粉細(xì)砂巖，容許承載力為350 kPa(見(jiàn)圖1)。從地質(zhì)情況可以看出，擋土墻地段地質(zhì)情況穩(wěn)定，發(fā)生滑動(dòng)與傾覆的可能性不大。

圖1 擋土墻及墻后山體巖層分布情況

2 施工概況

本段擋土墻施工基本按合理的施工組織進(jìn)行，主要工藝流程為測(cè)量放線→基礎(chǔ)土方開(kāi)挖→支立墻體模板→澆筑墻體混凝土→拆模及養(yǎng)生→墻背回填。但施工時(shí)因混凝土體積大，墻高超過(guò)5 m，為混凝土澆筑方便，分兩次澆筑完成，即在地面上約1 m處留置了施工縫，并安放了接槎片石，續(xù)澆混凝土?xí)r對(duì)前層混凝土進(jìn)行了鑿毛處理。兩次澆筑時(shí)差為3 d。另外，拆模在混凝土澆筑3 d后進(jìn)行。

3 裂紋情況

擋土墻施工完成后，發(fā)生在留置施工縫處有明顯裂紋，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，裂縫呈水平狀，按澆筑段落形成貫通縫，水平縫寬最寬處約為1 mm，深度為5 cm;其余段落水平施工縫為0.2 mm;個(gè)別段落出現(xiàn)豎向裂紋，裂紋長(zhǎng)度1 m～3 m，深度2 cm。從取芯情況看，裂紋在深度處沒(méi)有明顯寬度，只存在有裂縫痕跡，水的侵入困難，沒(méi)有剪切破壞情況，具體見(jiàn)圖2。

圖2 裂縫位置（左）及取芯柱（右）照片

4 裂紋原因分析

1)地形地質(zhì)方面。

擋土墻地段主要為全～弱風(fēng)化粉細(xì)砂巖，沒(méi)有斷層、破碎帶等地質(zhì)較差地段，地下水不發(fā)育，地層自穩(wěn)能力較強(qiáng)，由此分析可知，因山體土壓力造成擋土墻開(kāi)裂的可能性不大。

2)工程施工方面。

a.材料使用:一般情況下，粗細(xì)集料含泥量過(guò)大，集料級(jí)配不當(dāng)，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。經(jīng)了解，現(xiàn)場(chǎng)砂石材料滿足要求，不是引起混凝土開(kāi)裂的原因。

b.水灰比控制:通常單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。經(jīng)了解，現(xiàn)場(chǎng)采用自建廠拌混凝土，初盤時(shí)測(cè)砂石含水量，但沒(méi)測(cè)過(guò)程砂石含水量，又用了減水劑，而加水時(shí)沒(méi)有減去相應(yīng)的水量，水灰比的控制存在缺陷，是造成裂紋的原因之一。

c.水泥性能掌控:現(xiàn)場(chǎng)采用福建龍巖龍鱗水泥廠生產(chǎn)的P.O42.5普通硅酸鹽水泥，這種水泥具有凝結(jié)速度快、早期強(qiáng)度高、中堿含量低、泌水性強(qiáng)、耐磨性及和易性好等特點(diǎn)，早期養(yǎng)生要求高，而現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)生沒(méi)跟上，加之拆模早，造成水分散失，是混凝土不產(chǎn)生裂縫的又一原因。

d.混凝土振搗:混凝土的攪拌、運(yùn)輸、灌注不符合要求以及振搗不當(dāng)、漏振或過(guò)振，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況分析，第二層施工時(shí)模板高度明顯高于第一層，底層可能存在振搗不到位或不夠現(xiàn)象，影響混凝土質(zhì)量。

e.拆模與養(yǎng)生:混凝土灌注后，由于水泥水化熱使混凝土溫度升高，一般3 d～5 d達(dá)到峰值，此后溫度下降，混凝土體積收縮，使墻體受拉應(yīng)力，加之沉降縫設(shè)置距離較長(zhǎng)，混凝土養(yǎng)護(hù)措施不到位，拆模板時(shí)間早(現(xiàn)場(chǎng)不到3 d即拆除)，使混凝土早期脫水，產(chǎn)生表面收縮裂縫。所以現(xiàn)場(chǎng)因混凝土和外界存在熱交換情況，表面呈現(xiàn)出個(gè)別豎向或其他方向裂紋。

f.施工縫處理:從現(xiàn)場(chǎng)情況看，裂縫主要發(fā)生在施工縫處，說(shuō)明施工縫處理不當(dāng)，是裂縫形成的主要原因。

在施工縫處，新舊兩期混凝土結(jié)合面上抗拉、抗剪、抗彎強(qiáng)度均降低，新舊混凝土間的凝縮、彈性變形、塑性變形均存在差異，抗?jié)B、抗凍性能降低，很容易產(chǎn)生裂縫。根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況的了解可知，施工縫處續(xù)澆混凝土?xí)r僅對(duì)前層混凝土表面進(jìn)行簡(jiǎn)單鑿毛處理，沒(méi)有將浮漿清理完畢，加之用了減水劑，水灰比可能控制不嚴(yán)，對(duì)前層混凝土沒(méi)有充分澆水濕潤(rùn)，沒(méi)有澆筑一層水泥砂漿，加之后澆混凝土搗固不到位。另外，對(duì)于本段重力式擋土墻，施工縫不宜設(shè)置為平縫，而應(yīng)設(shè)置為高低縫或凸凹縫。

5 裂紋處理方案

1)增設(shè)結(jié)構(gòu)錨桿:考慮裂紋出現(xiàn)在施工縫處，雖有預(yù)埋接槎石，也未發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象，為防止裂紋進(jìn)一步發(fā)展，造成地下水侵蝕墻體，對(duì)擋土墻體采用錨桿加固處理。根據(jù)裂縫情況設(shè)置兩層與擋墻墻胸平面夾角120°的端頭型錨桿，上排長(zhǎng)1.0 m，下排長(zhǎng)0.9 m，梅花形布置，鉆孔孔徑選擇5 cm～8 cm，錨桿用φ30螺紋鋼，孔內(nèi)壓漿防腐(見(jiàn)圖3)。

圖3 錨桿加固處理示意圖

2)處理表層裂縫:為防止表層水的進(jìn)一步浸入并考慮墻體美觀，需對(duì)表層裂縫進(jìn)行處理，本段擋土墻處理方法有以下兩種，任選一種即可。a.壓注化學(xué)漿液封縫。分別在裂縫兩側(cè)用斜向針孔法高壓灌注改性滲透性低粘度環(huán)氧樹(shù)脂，灌漿壓力為0.3 MPa～0.6 MPa以內(nèi)。施工時(shí)首先進(jìn)行表面打磨清理，用電錘鉆孔，孔徑約為10 mm，深至裂紋底，并用空壓機(jī)吹孔，再用高效吸塵器清理鉆孔和墻表面的灰塵。裂縫表面用高滲環(huán)氧涂料封閉，防止后面灌漿時(shí)漿液流失和污染墻面，灌注順序可從一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行，注意觀測(cè)表面情況和針頭孔內(nèi)膠情況，高壓灌漿機(jī)要不停地來(lái)回對(duì)已灌的針頭進(jìn)行補(bǔ)充灌注，因材料的高滲透性能，鉆孔內(nèi)的壓力就降低，要保持注漿的壓力，對(duì)穩(wěn)壓注膠器內(nèi)的漿液情況要觀測(cè)，對(duì)漿液減少的注膠器要及時(shí)地補(bǔ)充漿液;漿液的固化時(shí)間一般根據(jù)密實(shí)程度控制在8 h～12 h之間，灌漿結(jié)束后3 d～5 d撤除底座和注漿嘴，再打磨恢復(fù)表面。b.局部切割重澆混凝土。切除裂縫附近混凝土，插打釬釘，植入構(gòu)造鋼筋，重新澆筑混凝土，消除裂紋。切割的寬度約為50 mm，深度30 mm～50 mm，切割時(shí)只是混凝土表面約5 cm保持平整線型，以使混凝土表層美觀，深處需進(jìn)行鑿毛處理，并按施工縫工藝重新灌注混凝土，確?；炷敛辉佼a(chǎn)生裂紋。

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