工程概况
增城市某工业园既有毛石挡土墙,该挡土墙全长约300m,高度6~8m,属毛石砌筑的重力式挡土墙;沿挡土墙坡底为人工排水渠,坡顶右侧依次5.0m宽人工种植草皮,3.0m宽行车道、人行道及某单位在建建筑。
在2008年3月经连续几场大雨后,发现挡土墙墙体局部严重开裂,裂缝宽达1~3cm,向外倾斜达5~10cm,有一段长约20m的挡土墙甚至倒塌。挡土墙发生变形倒塌险情后直接危及旁边建筑物的稳定和安全。因此业主委托我公司对该挡土墙进行紧急抢险加固治理。
挡土墙的病害情况及原因分析
事故发生后,笔者应邀迅速前往参与处理。为了查清事故原因,同时为拟定加固方案提供科学依据,需进行详细调查和检测。根据现场破坏情况勘察分析,认为挡士墙严重开裂、向外倾斜、最后坍塌的主要原因是:
1.因墙上未完全按设计施工图要求设置排水孔、滤水措施和排截水措施,排水不理想。墙后黏性土在浸水后,其中Φ值降低,c值为0,同时产生水压力。墙背后士体上存有的大量自由水及主动士压力产生的倾覆弯矩大于挡土墙抗倾覆弯矩,使墻体向外倾斜、直至坍塌。
2.挡士墙的实际砌筑的砂浆强度等级明显不足M5.0,而设计砌筑砂浆强度等级的要求为不低于M7.5,且砂浆饱满度不够,局部料石的组砌方法不正确,墙身结构的整体性较差。均不符合《建筑地基基础设计规范》及《砌体结构设计规范》要求。
3.挡土墙背后回填土密实度不够,土料回填没及时跟上挡土墙砌筑进度,没严格控制每层回填厚度在30cm内和夯打要求。有明显湿陷现象,并有裂缝,最宽处缝宽达500mm以上。
4.原施工回填土比原设计多填高500mm。再加上回填了大量碎砖杂土,对挡土墙产生了较大的侧压力。
5.挡土墙旁边的建筑施工,大量装载车辆通车及打桩作业,对挡土墙产生振动与压力加载影响。土的抗剪强度在振动下降低,土压力大大提高,加上挡土墙抗倾覆安全系数很小、强度不足,施工时若不采取临时支撑加固措施,易加速墙体失稳、破坏变形而倒塌。
在上述原因的共同作用下,挡士墙的倾覆力矩大于抗倾覆力矩,墙顶士体沉降开裂,导致土体结构破坏而进一步加大主动区土压力,使挡土墙破坏速率变快,出现严重险情。
加固紧急措施
由于挡士增鼓胀张裂变形较大,且变化速率很快,周边环境出现了沉降和开裂,表明发体已具备整体的滑动趋势。当时正逢雨季,如天气起变化,破坏继续加剧,可能引起倒塌或严重破坏,情况比较危急。为确保避免进一步引起严重的事故甚至人员伤亡,需立即采取应急抢险措施,包括:
1.临时加固,立即对挡土墙面进行型钢管斜支撑;
2.墙顶卸载,挖去挡土墙顶内侧主动区土,深度2m;
3.抽除疏导墙顶的积水,防止水对墙后土的继续浸润;
4.在墙上设置监测点观察墙体的变形发展。
加固方案选定
采取了临时应急抢险措施后,业主组织了有关人员讨论比选加固方案,最终采用广州胜特加固公司设计的治理方案,即采用喷射混凝土护面、格构梁支挡及预应力锚杆锚固等多种措施综合加固方案。
结束语
该工程由于采取了合理的方案和措施,如临时支撑、施工科学安排、施工实时监测等,终于顺利快捷竣工,各方面均符合设计要求。工程从2008年5月竣工至今,根据监测数据,支挡加固效果良好,达到了预期的整治目的。既有挡土墙的加固一定要根据实际工程中地质、地形、地貌和施工制约因素,应针对现场情况将加固体系和既有挡墙统一起来综合考虑,这样才能保证安全、可靠和经济有效地解决此类问题,减小挡土墙事故造成的危害。