徐小詩(shī)

（中國(guó)水利水電第十六工程局有限公司，福建 福州 350001）

1 仰斜式重力式擋土墻

重力式擋土墻，可根據(jù)墻背的坡度分為仰斜、俯斜、直立三種類型。其中，城鎮(zhèn)道路工程中的支擋工程多以仰斜式重力擋土墻為主。仰斜式重力式擋土墻有以下兩大特點(diǎn)：一是安全穩(wěn)固，按土壓力理論“仰斜式墻背的主動(dòng)土壓力＜直立式墻背的主動(dòng)土壓力＜俯斜式墻背的主動(dòng)土壓力”，相較于直立式與俯斜式墻背，仰斜式墻背所承受的填土壓力最小，背離填土一側(cè)移動(dòng)發(fā)生的概率和位移也最小。二是支撐簡(jiǎn)易，仰斜墻背可直接借助開挖的臨時(shí)邊坡，俯斜和直立式墻背后需要回填土，因此，支擋挖方工程的邊坡，多選擇仰斜墻背。如果是填方工程，為減小土壓力，采用仰斜式墻背依然可行，但應(yīng)注意墻背附近的回填土質(zhì)量。

2 擋土墻兩種施工工法分析

2.1 現(xiàn)有仰斜式重力式擋土墻施工工法

（1）測(cè)量放線、基礎(chǔ)開挖、地基處理、碎石墊層、混凝土墊層、擋土墻基礎(chǔ)、墻背回填依次施工，仰斜式重力式擋土墻傳統(tǒng)施工工藝流程見圖1。

圖1 仰斜式重力式擋土墻施工工藝流程圖

（2）長(zhǎng)100m的仰斜式重力式擋土墻，分五個(gè)倉(cāng)段施工。第一倉(cāng)第一層（擋土墻基至最下一排泄水管底部，見圖2）完工后，施工班組順接進(jìn)入下一倉(cāng)擋土墻的第一層施工。為避免墻背回填施工損傷第一倉(cāng)的第一層墻體，回填施工班組采用小型碾壓設(shè)備，從擋土墻背填土區(qū)基礎(chǔ)點(diǎn)，按每250cm分層回填黏土壓實(shí)，逐層施工至第一排泄水管底部。

圖2 現(xiàn)有擋土墻墻背第一層回填施工

（3）完成安裝最下一排泄水管、填筑反濾包后，開始第一倉(cāng)擋土墻的第二層施工至第二排泄水管底部。待第一倉(cāng)第二層擋土墻完工后，筑墻班組順接進(jìn)入下一倉(cāng)的第二層擋土墻施工。為避免損傷墻體，回填施工班組采用小型碾壓設(shè)備，及時(shí)對(duì)墻背區(qū)按每250cm分層回填透水性材料，碾壓至第二排泄水管底部。

（4）完成安裝第二排泄水管、填筑反濾包后，筑墻班組進(jìn)行第一倉(cāng)擋土墻的第三層施工?；靥钍┕ぐ嘟M按250cm厚回填透水性材料，碾壓至設(shè)計(jì)墻頂高程，待第一倉(cāng)擋土墻完工，順接進(jìn)入下一倉(cāng)擋土墻施工，見圖3。

圖3 現(xiàn)有擋土墻墻背回填施工

2.2 “漸進(jìn)式臺(tái)階半逆作法”改良工法

通過(guò)對(duì)仰斜式重力擋土墻的外形構(gòu)造、現(xiàn)有施工工藝特點(diǎn)以及實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)成果進(jìn)行分析，提出“漸進(jìn)式臺(tái)階半逆作法”改良工藝，采用多倉(cāng)連續(xù)流水線式施工。

（1）“漸進(jìn)式”指回填施工班組每完成一倉(cāng)墻背回填、碾壓，順接進(jìn)入下一倉(cāng)施工；筑墻班組緊接著進(jìn)行墻身施工，如此層層漸進(jìn)往復(fù)，上一工序始終比下一工序高出一個(gè)臺(tái)階。

（2）“臺(tái)階”指每完成一層墻背回填土碾壓后，緊跟著完成一層擋土墻施工。擋土墻墻身施工過(guò)程中，墻背回填碾壓層始終比擋土墻墻身施工層高一階，見圖4。

圖4 改良工法工序立面圖

（3）“半逆作法”指擋土墻的基礎(chǔ)和第一層施工，采用現(xiàn)有工法“先搭墻、后回填”的施工工藝；擋土墻第二層以上墻身施工，顛倒施工順序，采用“先回填、后搭墻”的施工工法，替代現(xiàn)有的“先搭墻、后回填”施工工法。

2.3 改良工藝流程

（1）擋土墻基礎(chǔ)施工：測(cè)量放線、基礎(chǔ)開挖、地基處理、碎石墊層、混凝土墊層、擋土墻基礎(chǔ)依次施工。

（2）考慮把擋土墻地基基礎(chǔ)集中受力進(jìn)行擴(kuò)散，改善基礎(chǔ)過(guò)于集中受力的不利情況，設(shè)計(jì)將擋土墻基礎(chǔ)加寬。因?yàn)閾跬翂Φ膲Ρ趁娉矢┬笔交蛑绷⑹?，所以地面高程以下墻背的回填、碾壓，采用現(xiàn)有工法“先搭墻、后回填”的施工順序。待第一倉(cāng)擋土墻基礎(chǔ)完工，筑墻班組順接進(jìn)入下一倉(cāng)擋土墻基礎(chǔ)施工階段后；回填班組采用小型碾壓設(shè)備及時(shí)對(duì)墻背區(qū)按每層250cm厚黏土分層回填、碾壓至最下一排泄水管底部，后續(xù)其他倉(cāng)段依此類推，見圖5。

圖5 擋土墻基礎(chǔ)施工示意圖

（3）墻背回填至最下一排泄水管設(shè)計(jì)高度后，安裝最下一排泄水管、填筑反濾包。由于擋土墻的墻背呈仰斜式，地面高程以上的墻背回填碾壓，采用“先回填、后搭墻”的改良工法施工。因此回填班組繼續(xù)在第一倉(cāng)，采用“大型碾壓設(shè)備為主、小型碾壓設(shè)備為輔”的施工方式，用透水性材料對(duì)墻背進(jìn)行分層回填、碾壓，至第二排泄水管底部高程，后續(xù)倉(cāng)段依次類推。隨著墻背回填寬度增加，回填層邊緣處，大型碾壓設(shè)備無(wú)法碾壓區(qū)，采用小型碾壓設(shè)備分層夯實(shí)。

（4）待第一倉(cāng)第二層擋土墻墻身完工，墻體施工隊(duì)伍順接進(jìn)入下一倉(cāng)擋土墻第二層墻身施工后，回填班組及碾壓設(shè)備回到第一倉(cāng)，及時(shí)對(duì)墻背區(qū)進(jìn)行分層回填、碾壓至設(shè)計(jì)墻頂高程，依次類推，見圖6。

圖6 擋土墻墻頂部分墻背回填土至設(shè)計(jì)高程

（5）最后，進(jìn)行擋土墻墻身頂層施工。

3 “漸進(jìn)式臺(tái)階半逆作法”改良工法優(yōu)勢(shì)

3.1 結(jié)構(gòu)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，仰斜式重力式擋土墻的胸坡和背坡多為1∶0.2～1∶0.3，仰斜式重力擋土墻背坡度愈緩，主動(dòng)土壓力愈小，完工后墻體結(jié)構(gòu)安全性愈高，但存在施工難度增大、施工中墻體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低等問(wèn)題。“漸進(jìn)式臺(tái)階半逆作法”采用“先回填、后搭墻”的施工方式可很好地解決上述困難。修建仰斜式重力擋土墻時(shí)，可適度調(diào)緩墻背開挖的坡度，可統(tǒng)籌工期要求、地質(zhì)條件、氣候條件、結(jié)構(gòu)安全性、經(jīng)濟(jì)性等一系列因素，減少了墻背回填時(shí)間，徹底解決了墻背土回填碾壓工期長(zhǎng)、施工機(jī)具效率低，墻背暴露時(shí)間長(zhǎng)造成墻身后傾、偏位、滑移等一系列問(wèn)題。若需是填方工程，在考慮土壓力的前提下，適當(dāng)調(diào)陡墻背坡度，有利于加強(qiáng)墻背附近的回填土質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益隨之提升。

3.2 “先回填、后搭墻”工藝

（1）黏土回填不僅避免了水從擋土墻墻背滲入地基，而且起到固定地下部分墻身的作用，既保證了施工質(zhì)量，也確保了擋土墻外軸線線性順直、美觀。另外，相比傳統(tǒng)擋土墻“先搭墻、后回填”的施工方式，此道工序地下部分至最下一排泄水管區(qū)域的墻身施工省去了擋土墻墻背模板安裝工作，降低了手工作業(yè)量，加快了施工進(jìn)度。

（2）透水性材料回填。透水性材料如碎石土、中粗砂等材料，不僅保證了墻背排水通暢，有效減小主動(dòng)土壓力，避免擋土墻失穩(wěn)坍塌，而且保證了擋土墻外軸線線性順直。同時(shí)，只需要在面墻一側(cè)立模作業(yè)，鋼管、模板投入量是現(xiàn)有工藝的1/2。此外，墻背回填碾壓層始終比擋土墻墻身施工層高出一階，挖機(jī)以墻背回填碾壓層為平臺(tái)，操作手的施工視野好，有利于墻身施工的安全和質(zhì)量控制。

3.3 36t壓路機(jī)碾壓墻背回填土

借鑒成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)地基處理及土石方工程（06標(biāo)段）采用36t壓路機(jī)碾壓土石方作業(yè)的寶貴經(jīng)驗(yàn)，可以得出當(dāng)土石方含水量處于最佳含水（±2%）狀態(tài)下宜直接攤鋪碾壓，采用36t壓路機(jī)（振動(dòng)頻率設(shè)置為28Hz，行走速度設(shè)置為2km/h）進(jìn)行振動(dòng)碾壓；松鋪厚度控制在80cm，碾壓4遍時(shí)，壓實(shí)度可達(dá)到96%以上?；靥顚舆吘壧帀郝窓C(jī)無(wú)法碾壓區(qū)域采用小型夯機(jī)按25cm分層夯實(shí)墻背土的作業(yè)方式替代。

墻背土回填采用36t壓路機(jī)碾壓，是“漸進(jìn)式臺(tái)階半逆作法”改良工藝的核心組成部分，不僅有效解決了傳統(tǒng)擋土墻施工中存在的墻背土壓力增大造成擋土墻墻身前傾、變形等問(wèn)題，而且效率大大超越了采用小型夯機(jī)每次只能夯實(shí)25cm墻背土的傳統(tǒng)工藝。

3.4 全部連續(xù)流水作業(yè)，工期短

“先搭墻、后回填”（舊工法），第一層擋土墻完成施工，緊隨墻背回填、碾壓，可以充分利用工作面，確保主要施工工序形成連續(xù)流水施工，但期間存在因技術(shù)間歇期以及不同工種作業(yè)效率差異導(dǎo)致的工期拉長(zhǎng)。這種施工方式完成100m長(zhǎng)、7.67m高、塢工體積1567m3的仰斜式重力式擋土墻，需要26.4個(gè)工日。

改良工藝“先回填、后搭墻”連續(xù)流水施工方式，合理地調(diào)整施工順序，先用36t壓路機(jī)回填碾壓，避開了墻體施工，提升了施工效率、壓縮了回填作業(yè)時(shí)間，確保了回填與搭墻工序之間的銜接，循環(huán)有序?？茖W(xué)地利用施工作業(yè)面，縮短了工期，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化生產(chǎn)，提高了工程質(zhì)量與勞動(dòng)效率。此外，工序之間無(wú)縫銜接，每工日資源投入量較為均衡，為現(xiàn)場(chǎng)文明施工和科學(xué)管理創(chuàng)造了有利條件。采用改良工法完成一段100m長(zhǎng)、7.67m高、塢工體積1567m3的仰斜式重力式擋土墻，僅需要17個(gè)工日，見表1。

表1 改良工法連續(xù)流水施工進(jìn)度計(jì)劃表

4 實(shí)踐成果分析

4.1 施工實(shí)踐

由中國(guó)電建航空港有限公司承建的廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)北遠(yuǎn)二期項(xiàng)目及B滑場(chǎng)道工程的地基處理工程，根據(jù)工程地勢(shì)設(shè)計(jì)方案，場(chǎng)區(qū)內(nèi)存在挖方邊坡，邊坡高度0～5.5m。對(duì)邊坡陡于1∶1.5的區(qū)域，采取重力式擋墻支擋措施。B滑場(chǎng)道內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備停放區(qū)與本次新建土面區(qū)之間存在約0～2m高差，不具備放坡空間，采用重力式擋墻進(jìn)行支擋，工藝流程同上。

4.2 施工質(zhì)量分析

“漸進(jìn)式臺(tái)階半逆作法”促進(jìn)了新型施工材料——建筑免拆模板的推廣使用，它是一種由薄形熱浸鍍鋼板為原材料，經(jīng)加工成為有單向U型密肋骨架和單向立體網(wǎng)絡(luò)的永久性模板，其力學(xué)性能優(yōu)良，在擋土墻基礎(chǔ)、地面以下墻體施工，采用現(xiàn)有工法“先搭墻、后回填”的施工方式時(shí)，采用建筑免拆模板增強(qiáng)了擋土墻基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及部分墻背的應(yīng)力強(qiáng)度，無(wú)需等到混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%再進(jìn)行墻背回填作業(yè)，為快速有效地實(shí)施下一道工序打下了基礎(chǔ)，確保施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

4.3 工期分析與結(jié)構(gòu)安全性

“漸進(jìn)式臺(tái)階半逆作法”有效解決了技術(shù)間歇期和不同工種作業(yè)效率差異較大兩個(gè)難題，徹底解決了重力式擋土墻施工一直存在的墻背土回填碾壓工期長(zhǎng)、效率低，墻背暴露時(shí)間長(zhǎng)、墻身后傾、偏位、滑移及導(dǎo)致的整改、返工等一系列問(wèn)題，擋土墻一次成型，有效工作時(shí)間有保證，適合仰斜式重力式擋土墻這類工藝銜接緊密、工藝重復(fù)性強(qiáng)的線性工程。

4.4 設(shè)備投入分析

按照工藝施工要求，分析各施工施工工藝所需的設(shè)備投入。見表2。

表2 設(shè)備資源投入

現(xiàn)有工藝投入直立式振動(dòng)夯這類小型機(jī)具，直接成本低，但是其性能單一、使用面窄、施工效率低、施工質(zhì)量無(wú)保障（尤其面對(duì)壓實(shí)度要求不小于95%的土方），實(shí)則增加了墻背土回填碾壓工期，另外墻身后傾、偏位、滑移等一系列問(wèn)題的整改、返工也增加了間接成本。改良工藝雖然采用了36t壓路機(jī)這類大型機(jī)具，但是在施工質(zhì)量、安全、工藝緊密銜接、施工效率等方面發(fā)揮了巨大作用，實(shí)則節(jié)約成本。

4.5 成本分析

按廣州市建設(shè)工程專業(yè)工種的勞務(wù)用工日工資價(jià)格表以及廣州市建設(shè)工程施工機(jī)械臺(tái)班單價(jià)表規(guī)定，對(duì)兩者成本進(jìn)行分析比對(duì)。見表3。

表3 兩種工法成本投入比較表

通過(guò)比對(duì)，“漸進(jìn)式臺(tái)階半逆作法”每100m長(zhǎng)、7.67m高、塢工體積1567m3的仰斜式重力擋土墻，節(jié)省施工成本28637元，有效地降低了成本，提高了利潤(rùn)。

5 結(jié)語(yǔ)

“漸進(jìn)式臺(tái)階半逆作法”在仰斜式重力式擋土墻中的技術(shù)應(yīng)用是作者繼“漸進(jìn)式臺(tái)階逆作法”在格賓擋土墻的技術(shù)應(yīng)用之后對(duì)重力式擋土墻工藝改良上的又一次積極探索。相信此工法在類似支擋工程領(lǐng)域會(huì)有更廣闊的應(yīng)用空間。