楊 林
(華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊,河北承德067000)
承德地區(qū)擋墻在地災施工中問題分析與探討
楊林*
(華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊,河北承德067000)
在地質(zhì)災害施工中大量應用有重力式擋墻,針對在施工中的常見問題進行分析和總結(jié)。
擋土墻;毛石;砂漿;砌筑方法;勾縫;排水
近年,河北省承德市一大批地質(zhì)災害點得到治理,大部分地質(zhì)災害治理項目設計有漿砌石擋墻,針對施工中出現(xiàn)的常見問題,如石料、水泥、砂的選擇,擋墻的砌筑方式方法、擋墻的勾縫、基礎埋深、墻體勾縫、排水等問題進行分析和總結(jié)。重力式擋墻各部分名稱如圖1所示:
圖1 重力式擋墻示意圖
重力式擋土墻的類型:
①按材料可分為:石砌擋土墻、磚砌擋土墻、混凝土擋土墻等類型。
②按照結(jié)構(gòu)形式可分為:重力式、衡重式、半重力式等。其中,重力式、衡重式多用石砌,半重力式用混凝土澆筑。如表1所示。
在承德地區(qū)地質(zhì)災害施工中,常用的擋墻類型為石砌重力式擋墻,下面針對在施工過程中的問題進行分析。
根據(jù)擋土墻圖集04J008要求:“毛石強度等級不得低于MU30;用M10級水泥砂漿砌筑時,不低于MU40”,“選用的毛石必須合格,要求無風化、無裂紋,中部最小厚度不小于200mm”。
由于料石成本高,且毛石易于就地取材,在滿足設計要求的前提下,漿砌石擋墻選用的石料多為毛石。就地取材過程中有的毛石存在表面有泥垢等雜質(zhì),在砌筑前應清洗干凈。
小結(jié):(1)毛石強度等級不得低于MU30;用M10級水泥砂漿砌筑時,不低于MU40。
(2)石料規(guī)格:中部最小厚度不小于20cm。
(3)石料外觀:要求無風化、無裂紋,表面有泥垢等雜質(zhì),在砌筑前應清洗干凈。
2.1砂漿的概念
砂漿(Mortar):由膠結(jié)料、細集料、摻加料和水配制而成的建筑工程材料,在建筑工程中起粘結(jié)襯墊和傳遞應力的作用。常用的為水泥砂漿(Cement mortar):由水泥細集料和水配制成的砂漿。
2.2砌筑砂漿的等級
根據(jù)《砌筑砂漿配合比設計規(guī)程》(JGJ98-2000),砌筑砂漿的強度等級分為M20、M15、M10、M7.5、M5、M2.5。
2.3擋墻對砂漿的要求
(1)擋墻對砂漿的要求。根據(jù)擋土墻圖集04J008要求,各類型擋土墻的修建材料如表2所示。
根據(jù)《公共建筑節(jié)能設計標準》(GB50189-2005)承德地區(qū)屬于寒冷地區(qū),設計中的擋土墻高度多小于8m,在無特殊要求下,用M10級水泥砂漿砌筑墻身和基礎可滿足要求。
表1 各類重力式擋土墻主要特點
表2 各類型擋土墻要求材料表
(2)對砂漿中水泥和砂的要求。在大多數(shù)的施工中,常用的是強度為32.5的水泥。從《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)中得知:“硅酸鹽水泥強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個等級;普通硅酸鹽水泥強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個等級;礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥強度等級分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個等級”。
《砌筑砂漿配合比設計規(guī)程》(JGJ98-2000)對水泥、砂的要求:①砌筑砂漿用水泥的強度等級應根據(jù)設計要求進行選擇。水泥砂漿采用的水泥其強度等級不宜大于32.5級;水泥混合砂漿采用的水泥,其強度等級不宜大于42.5級。
②砌筑砂漿用砂宜選用中砂,其中毛石砌體宜選用粗砂。砂的含泥量不應超過5%。強度等級為M2.5的水泥混合砂漿,砂的含泥量不應超過10%。”
小結(jié):
①在砌筑墻高H≤8m重力式擋土墻,膠結(jié)材料選擇用M10級水泥砂漿即可;
②選用的水泥在沒有設計要求的情況下,在地質(zhì)災害施工過程中,多為水泥砂漿,水泥砂漿采用的水泥強度為32.5級即可。
《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50203-2002)中要求:“水泥使用應符合下列規(guī)定:A、水泥進場時應對其品種、等級、包裝或散裝倉號、出廠日期等進行檢查,并應對其強度、安定性進行復驗,其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國家標準《通用硅酸鹽水泥》B175的有關(guān)規(guī)定;B、當在使用中對水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠超過3個月(快硬硅酸鹽水泥超過1個月)時,應復查試驗,并按復驗結(jié)果使用?!?/p>
③在地質(zhì)災害施工過程中,漿砌石擋墻多為毛石,所以水泥砂漿中的砂子宜選用粗砂。
④《砌筑砂漿配合比設計規(guī)程》(JGJ98-2000)對水泥砂漿材料用量要求,如表3所示。
表3 每立方米水泥砂漿材料用量
為保證擋土墻穩(wěn)定性,必須根據(jù)下列要求,將基礎埋入地面以下適當深度。
在季節(jié)性冰凍地區(qū),應將基礎埋置到冰凍線以下,以防止地基因凍融而破壞。
擋土墻圖集04J008,擋土墻基礎的埋置深度應符合以下要求:①對一般土質(zhì)地基,在保證開挖的基底面土質(zhì)密實,且穩(wěn)定性和承載力均滿足后,其埋置深度不宜小于800mm,墻趾頂部的土層厚度不小于200mm。②在凍土區(qū),當凍結(jié)深度小于或等于1000mm時,其埋置深度在凍結(jié)深度線以下不小于250mm(弱凍脹土除外),同時不小于1000mm。③位于斜坡地面的山坡?lián)跬翂Γ鋲χ仿袢肷疃犬數(shù)貙訛檐涃|(zhì)巖或土質(zhì)時應大于或等于1000mm,當?shù)貙訛橛操|(zhì)巖時應大于或等于600mm。
根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2011),重力式擋土墻的構(gòu)造應符合下列規(guī)定:①重力式擋土墻適用于高度小于8m、地層穩(wěn)定、開挖土石方時不會危及相鄰建筑物的地段。②重力式擋土墻可在基底設置逆坡。對于土質(zhì)地基,基底逆坡坡度不宜大于1∶10;對于巖石地基,基底逆坡坡度不宜大于1∶5。③毛石擋土墻的墻頂寬度不宜小于400mm;混凝土擋土墻的墻頂寬度不宜小于200mm。④重力式擋墻的基礎埋置深度,應根據(jù)地基承載力、水流沖刷、巖石裂隙發(fā)育及風化程度等因素進行確定。在特強凍漲、強凍漲地區(qū)應考慮凍漲的影響。在土質(zhì)地基中,基礎埋置深度不宜小于0.5m;在軟質(zhì)巖地基中,基礎埋置深度不宜小于0.3m。⑤重力式擋土墻應每間隔10~20m設置一道伸縮縫。當?shù)鼗凶兓瘯r宜加設沉降縫。在擋土結(jié)構(gòu)的拐角處,應采取加強的構(gòu)造措施。
小結(jié):
(1)對一般土質(zhì)地基,其埋置深度h≥0.8m。在一般軟質(zhì)巖地基中,基礎埋置深度h≥0.3m。
(2)位于斜坡地面的山坡?lián)跬翂Γ鋲χ仿袢肷疃犬數(shù)貙訛檐涃|(zhì)巖或土質(zhì)時應大于或等于1000mm,當?shù)貙訛橛操|(zhì)巖時應大于或等于600mm。如表4所示。
表4 擋墻基礎埋深統(tǒng)計表
在實際施工過程中,往往對墻體勾縫沒有具體概念和要求,現(xiàn)對墻體勾縫具體總結(jié)如下:
勾縫是指用砂漿將相鄰兩塊砌筑塊體材料之間的縫隙填塞飽滿,其作用是有效的讓上下左右砌筑塊體材料之間的連接更為牢固,防止風雨侵入墻體內(nèi)部,并使墻面清潔、整齊美觀。勾縫形式有平縫、凹縫、斜縫、凸縫。
平縫操作簡便,勾成的墻面平整,不易剝落和積圬,防雨水的滲透作用較好,但墻面較為單調(diào)。
凹縫是將灰縫凹進墻面5~8mm的一種形式。勾凹縫的墻面有立體感,但容易導致雨水滲漏,而且耗工量大,一般宜用于氣候干燥地區(qū)。
斜縫是把灰縫的上口壓進墻面3~4mm,下口與墻面平,使其成為斜面向上的縫。斜縫瀉水方便,適用于外墻面和煙囪。
凸縫是在灰縫面做成一個矩形或半圓形的凸線,凸出墻面約5mm左右。凸縫墻面線條明顯、清晰,外觀美麗,但操作比較費事。
《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50203-2011)中毛石、毛料石、粗料石、細料石砌體灰縫厚度應均勻,灰縫厚度應符合下列規(guī)定:①毛石砌體外露面的灰縫厚度不宜大于40mm;②毛料石和粗料石的灰縫厚度不宜大于20mm;③細料石的灰縫厚度不宜大于5mm。
小結(jié):(1)漿砌石擋墻砌筑完成后,其灰縫用水泥砂漿填實,勾縫分為勾平縫和勾凸縫(在施工中說的虎皮縫、條帶縫)2種。
(2)在施工中的擋墻砌體多為毛石,毛石砌體外露面的灰縫厚度4cm。
(3)勾縫砂漿標號應高于砌體砂漿;應按實有砌縫勾縫,嚴禁勾假縫。
在漿砌石擋墻的施工中出現(xiàn)的問題很多,在砌筑方法上主要由以下幾項問題:
(1)砌筑基礎時,第一皮石塊未座漿,大面未朝下。
(2)在砌筑擋墻時,石料未灑水濕潤。
(3)擋墻中存在瞎縫、假縫、通縫。
(4)擋墻未分層砌筑。
(5)墻體中的拉結(jié)石少,不符合規(guī)范要求。
《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50203-2002)中要求:“石砌體的組砌形式應符合下列規(guī)定:內(nèi)外搭砌,上下錯縫,拉結(jié)石、丁砌石交錯設置。毛石墻拉結(jié)石每0.7m2,墻面不應少于1塊”。其中的專業(yè)名詞解釋如下所示:
內(nèi)外搭砌:是指內(nèi)墻跟外墻砌筑的要求,或者墻體相交成丁字型、十字形、L型時,轉(zhuǎn)角處要一起砌筑,不應出現(xiàn)通縫。
分皮臥砌:分皮就是一層一層砌,不能邊上砌好后,里面亂扔;臥砌指石頭不要立放,不吃勁。
拉結(jié)石:砌筑在石砌體中,與厚度方向平行,長度接近砌體厚度,細長的石塊。
灰縫:大多是指墻體砌筑時兩塊磚間的砂漿層。
瞎縫:砌體中相鄰塊體間無砌筑砂漿,又彼此接觸的水平縫或豎向縫。
假縫:為掩蓋砌體灰縫內(nèi)在質(zhì)量缺陷,砌筑砌體時僅在靠近砌體表面處抹有砂漿,而內(nèi)部無砂漿的豎向灰縫。
通縫:砌體中上下皮塊體搭接長度小于規(guī)定數(shù)值的豎向灰縫。
小結(jié):
(1)宜分層臥砌,上下錯縫,內(nèi)外搭砌,拉結(jié)石、丁砌石交錯設置。
(2)在鋪砌前,將石料灑水濕潤,使其表面充分吸收,但不得殘留積水。砌體外露面在砌筑后12~18h之內(nèi)給予養(yǎng)護。
(3)《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50203-2011)中砌筑毛石擋土墻應按分層高度砌筑要求:①每砌3皮4皮為1個分層高度,每個分層高度應將頂層石塊砌平;②2個分層高度間分層處的錯縫不得小于80mm”。
《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JCJ104-1997),規(guī)定冬期施工在采用凍結(jié)法砌筑施工時,每日最高砌筑高度不得超過1.2m。
(4)石墻必須設置拉結(jié)石。拉結(jié)石必須均勻分布、相互錯開,每0.7m2墻面至少應設置一塊,且同皮內(nèi)的中距不應大于2m。拉結(jié)石的長度,若其墻厚等于或小于400mm時,應等于墻厚;墻厚大于400mm時,可用兩塊拉結(jié)石內(nèi)外搭接,搭接長度不應小于150mm,且其中一塊長度不應小于墻厚的2/3。
(5)砌體的灰縫厚度應為20~30mm,砂漿應飽滿。石塊間較大的空隙應先填塞砂漿,后用碎塊或片石嵌實,不得先擺碎石塊后填砂漿或干填碎石塊的施工方法,石塊間不應相互接觸。
(6)砌筑基礎的第一皮石塊應座漿,且將大面朝下。砌體基礎擴大部分,若做成階梯形,上級階梯的石塊應至少壓砌下級階梯的1/2,相鄰階梯的塊、毛石應相應錯縫搭接。
擋土墻設計一般都以天然地基允許承載力和自然狀態(tài)下的墻背土體的土壓力為依據(jù)的。如排水不良,地基和墻背土體將由于水分增加而改變原來的狀態(tài),導致地基承載力降低和土壓力增加。同時,土體內(nèi)水分過多時,將產(chǎn)生靜水壓力;在冰凍地區(qū),還將產(chǎn)生凍脹壓力;對粘性土,水分增加時將產(chǎn)生膨脹壓力。當附加的壓力過大以致超出設計計算土壓力,或地基承載力過分降低以致低于設計基底應力時,擋土墻的穩(wěn)定性和強度難以保證。因此,設置有效排水設施對保證擋土墻穩(wěn)定性和強度具有重要的意義。
擋土墻常用的排水設施可分為地面排水和墻身排水兩部分。
地面排水主要是防止地表水滲入墻背土體或地基。主要措施包括:在墻后地面設置排水溝、夯實地表松土,必要時采取封閉處理;對路塹擋土墻趾前的邊溝予以鋪砌加固等。
根據(jù)地表水匯集、墻背填料透水性能及有無地下水等情況,可以選擇A、B、C三種類型之一。如圖2所示。
圖2 擋墻排水設施類型
《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50203-2011)中擋土墻的泄水孔當設計無規(guī)定時,施工應符合下列規(guī)定:①泄水孔應均勻設置,在每米高度上間隔2m左右設置一個泄水孔;②泄水孔與土體間鋪設長寬各為300mm、厚200mm的卵石或碎石作疏水層。
針對以上分析,進行如下總結(jié),如表5所示。
表5 泄水孔尺寸及要求
針對在承德地區(qū)施工過程中出現(xiàn)的問題進行分析和總結(jié)的,在實際施工過程中具體參考相關(guān)規(guī)范,分析總結(jié)的僅供參考,希望能給進行地質(zhì)災害施工的朋友們帶來幫助。
[1]國家建筑標準設計圖集04J008[E].
[2]GB50007-2011建筑地基基礎設計規(guī)范[S].
[3]CJJ83-99城市用地豎向規(guī)劃規(guī)范[S].
[4]GB50203-2002砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].
[5]GB175通用硅酸鹽水泥[S].
[6]910-1996清水墻勾縫施工工藝標準[S].
[7]JCJ104-1997建筑工程冬期施工規(guī)程[S].
[8]JGJ98-2000砌筑砂漿配合比設計規(guī)程[S].
[9]GB50189-2005公共建筑節(jié)能設計標準[S].
[10]于海峰.全國注冊巖土工程師專業(yè)考試培訓教材[E].2012.
P66
A
1004-5716(2016)05-0193-05
2015-05-07
2015-05-11
楊林(1981-),男(漢族),吉林四平人,工程師,現(xiàn)從事巖土工程勘察、地質(zhì)勘查、地質(zhì)災害評估、設計、監(jiān)理、施工等方面的工作。