重力式挡土墙设计及施工方法

重力式挡土墙设计及施工方法

徐军1丁玲2 姚冲亚1

1南京市第二基础工程有限责任公司 江苏南京 211800

2南京市六合水务局 江苏南京 211500

一、背景技术

挡土墙是目前在水利、公路、铁路等工程中应用最广泛的一种支护结构，由于重力式挡土墙形式简单、施工方便且适应性强，是现有挡土墙结构体系中最常采用的一种。重力式挡土墙常见的施工方法是在墙背和墙面支立模板，之后浇筑混凝土，但由于重力式挡土墙高度较高且墙身带有坡度，因此每浇筑到适当高度后就需要在墙背回填反滤层，起到支撑的作用，使整个墙体要分多次浇筑混凝土及分多次回填反滤层，该方法不仅施工进度缓慢，而且还存在较多施工缝，墙体性能不佳，且施工后混凝土墙面外观质量差。

二、技术方案

提供一种步骤简单、实施方便、减少施工缝、提升墙体质量、加快施工进度且优化墙面外观的重力式挡土墙施工方法，以及通过该方法制得的一种结构简单、质量高且外观好的重力式挡土墙。提出的技术方案为：重力式挡土墙施工方法，包括以下步骤：

S1：基层浇筑：在墙背待支承土体的断面前开挖基坑，在基坑内浇筑得到基层结构；

S2：构建反滤结构：在基层结构的顶面上，紧贴墙背待支承土体的断面一侧构建反滤结构；

S3：墙身浇筑：在基层结构的顶面中部，和待支承土体的断面设定距离处支立墙面模板，在墙面模板和反滤结构之间固定泄水管，再浇筑混凝土直至设定高度后得到墙身；

S4：后续处理：墙身养护至设定强度后，拆除墙面模板，在反滤结构和待支承土体的顶面浇筑墙后平台；在基层结构的顶面上，紧贴墙面处铺设墙前结构，在墙前结构的顶面浇筑墙前平台。

三、附图说明

图1重力式挡土墙的结构示意图； 图2重力式挡土墙施工方法中支立模板的示意图。

四、具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例的重力式挡土墙施工方法，包括以下步骤：

S1：基层浇筑：在墙背待支承土体的断面前开挖基坑，在基坑内浇筑得到基层结构1，且在基层结构1对应墙身5处预埋有钢筋14，该钢筋14可以用于对分次浇筑的墙身5混凝土及基层结构1混凝土进行接茬，还用于拉结墙面模板3，在基层结构1对应墙面模板3位置处预留有螺栓孔；钢筋14为HPR400，直径20mm。

其中基层结构1包括从靠近待支承土体断面一侧至另一侧依次排布的隔水层11、挡土墙基础12和排水层13，三者一体浇筑得到，减少了地基的施工缝，可以有效防止渗流水进入地基内。隔水层11、挡土墙基础12、排水层13和墙身5可以选用同标号的混凝土，如C40。

S2：构建反滤结构2：在隔水层11的顶面上，紧贴墙背待支承土体的断面一侧构建反滤结构2；

在浇筑墙身5之前，和现有方案不同，即并不是在墙身5两侧位置支立模板，之后浇筑一段再回填一段反滤结构2，而是直接构建反滤结构2，得到墙身5浇筑的支撑面，因此在浇筑墙身5时不需要设置大面积的墙背模板9，节省了支立材料以及时间。同时浇筑过程中由于墙背5已经存在硬性的支撑结构，因此相比于在两侧都支立模板的常规方案来说，本实施例的墙身5无需分段浇筑分段回填，可以一次性浇筑整个墙身5高度，有效减少了墙身5施工缝隙，提高墙身5的结构强度，并优化了墙身外观，还有效解决了施工效率问题。

此外，反滤结构2和墙身5之间不存在大面积的墙背模板9，所以既没有因为节省成本拆除模板造成墙体破坏的顾虑，也不会存在因避免墙体破坏而浪费大量模板的困扰。

为了能够一次性构建整个反滤结构2，具体通过以下步骤实现：

S21：选取与反滤层21的设定厚度匹配的袋装的砂夹卵砾石，例如反滤层21的目标厚度为50cm，则选用的袋装砂夹卵砾石堆垛后袋径为50cm。将多袋的袋装砂夹卵砾石紧贴墙背待支承土体的断面堆码，形成反滤层21；这种直接将袋体堆垛的方式既能够限制砂夹卵砾石位置，避免堆垛到一定高度时发生坍塌，又能保证砂夹卵砾石自身的反滤效果，形成的反滤层21能够保持自身的形位，可以满足一次性堆码到设定高度的要求。堆码上下相邻的两层袋装砂夹卵砾石时，袋体间缝隙呈砖墙堆垛式的相错结构，即上层两个袋体之间的缝隙对着下层一个袋体的中部，进一步提高了堆垛结构的稳定性，能够提供更加稳定的支撑效果。

在实施中，袋装砂夹卵砾石由厚中砾和小卵石组成，厚中砾粒径4～6mm，平均粒径4.6mm，小卵石粒径30～40mm，平均粒径34mm，可以调整使小卵石靠近墙身5。

S22：在反滤层21的外侧面铺设排水片材22，排水片材22可以选用RCO-X150(A)型塑料片材，孔隙率≥85％，压强在70KPa时变形量≤1.5mm，压强在130KPa时变形量≤3mm，压强在190KPa时变形量≤4.5mm。

S23：在排水片材22的外侧面铺设用于隔离混凝土水泥浆的隔离层23，隔离层可以选用10s厚度/米的塑料薄膜，防止浇筑过程中墙身5的泥浆进入反滤层21，影响反滤效果。

S3：墙身5浇筑：在挡土墙基础12的顶面，且和待支承土体的断面设定距离处支立墙面模板3。由于重力式挡土墙的墙身5是靠向待支撑土体的倾斜结构，其墙面坡度和墙背坡度均为1：0.25，因此模板3本来就容易出现向待支撑土体倾倒的情况，浇筑混凝土时，堆积在模板3下方的混凝土还会向外推模板3，导致这一倾倒趋势会进一步加剧，因此本实施例通过以下支立步骤避免这一趋势：

S31：如图2所示，将墙面模板3的底部通过地脚螺栓固定连接基层结构1的螺栓孔，从而避免墙面模板3被堆积的混凝土推出；

S32：在墙面模板3的顶部和反滤结构2之间顶撑设置钢管31，一是防止倾斜的墙面模板3在自身重力情况下倾倒，二是进一步避免混凝土促使墙面模板3翻倒，这一顶撑力能保证墙面满足设定坡度要求；钢管31为φ48mm，带有方便支撑的顶托底托；

S33：在墙面模板3和钢筋14之间设置拉筋32，拉筋32能够起到进一步的固定作用，避免墙面模板3被混凝土推翻。拉筋32为HPB300，直径16mm。

在实施例中，所需的墙身5的高度高于反滤结构2的顶面和待支承土体的顶面，因此上述步骤完成后，墙身5浇筑前还需要在反滤结构2的顶面上支立墙背模板9，墙背模板9朝向待支承土体的一侧固定有楔形的斜撑91，防止被混凝土推开。斜撑91为断面5×10cm的方木。之后再在墙面模板3和反滤结构2之间固定泄水管4，再浇筑混凝土直至设定高度后得到墙身5。墙面模板3可以采用定型钢模拼装成整体，外侧面可以横向焊接多根φ48mm的钢管作为加强筋。

S4：后续处理：墙身5养护至设定强度后，拆除墙面模板3和墙背模板9，在反滤结构2和待支承土体的顶面浇筑墙后平台6；在排水层13的顶面上，紧贴墙面处铺设墙前结构7，在墙前结构7的顶面浇筑墙前平台8。墙前平台8和墙后平台6可以选用同标号混凝土浇筑，如C25。

在实施例的重力式挡土墙，通过上述重力式挡土墙施工方法制备得到，如图1所示，包括设置于待支承土体断面前的基坑内的基层结构1，还包括位于基层结构1顶面上，从靠近待支承土体断面一侧至另一侧依次排布的反滤结构2、墙身5、墙前结构7；反滤结构2和待支承土体的顶面上设有墙后平台6，墙后平台6远离待支承土体一侧的顶面和墙身5的顶面齐平；墙前结构7的顶面上设有墙前平台8，墙前平台8的顶面低于墙身5的顶面；墙后平台6和墙前平台8均设有从靠近待支承土体断面一侧至另一侧向下倾斜的坡度。

五、有益效果

重力式挡土墙施工方法，浇筑墙身之前，先在待支承土体的断面上构建反滤结构，直接得到墙身浇筑的支撑面，因此在浇筑墙身时不需要设置大面积的墙背模板，节省了支立材料以及时间。同时浇筑过程中由于墙背已经存在硬性的支撑结构，因此相比于在两侧都支立模板的常规方案来说，本发明的墙身无需分段浇筑分段回填，可以一次性浇筑整个墙身高度，有效减少了墙身施工缝隙，提高墙身的结构强度，并优化了墙身外观，还有效解决了施工效率问题。采用这种施工方法得到的重力式挡土墙同样具备上述优点，且结构简单，施工缝少，养护过程更方便，制备和维护时间都得到缩短。