某重力式擋土墻的倒塌原因與重建

張顏  邱勇

河南開普化工股份有限公司

1、概況

    鞏義市某公司廠區(qū)處于濕陷性黃土地區(qū)，有一總長為100多m、最高處達(dá)9m左右的磚砌重力式擋土墻，擋土墻上砌有磚圍墻。2062年9月，在一場暴雨過后圍墻倒塌，倒塌段長約35m，拉裂南墻段約l0m，北墻段約9m。大量建筑殘?jiān)�坍塌在擋土墻外一小型化工廠院內(nèi)，幸未造成重大人員傷亡。擋土墻內(nèi)與之相鄰的儲存待處理工業(yè)廢水的地下水池已部分暴露。形勢嚴(yán)峻，

2、倒塌原因分析

    經(jīng)過對原始資料及現(xiàn)場情況的調(diào)查分析，倒塌原因如下：

    (1)砌體間普遍存在砌筑砂漿不飽滿的現(xiàn)象；

    (2)施工時(shí)未按原設(shè)計(jì)要求做到墻后排水，絕大多數(shù)的排水孔形同虛設(shè)，未貫穿墻身，史有甚者，在南墻段部分墻身沒有布置排水孔；

    (3)墻后填土未按設(shè)計(jì)要求做濾水層，又未分層夯實(shí)，從而造成地面水浸泡填土，增加了擋土墻內(nèi)側(cè)側(cè)向土壓力；

    (4)墻后填土不符合要求，含有磚塊、草根、生產(chǎn)生活垃圾等雜質(zhì)；

    (5)未按原設(shè)計(jì)要求，每20m留30mm寬的變形縫。

3、重建設(shè)計(jì)

    此次設(shè)計(jì)采用重力式Mu30的毛石砌筑的擋土墻，毛石最小厚度不小于150mm；在擋土墻排水和濾水方面，設(shè)計(jì)上采用在墻身布置適當(dāng)數(shù)量的泄水孔，外斜5％，孔眼尺寸為10cm×15cm，孔眼間距為2m～3m，為防止墻前積水滲入基礎(chǔ)，在最低泄水孔下部鋪設(shè)粘土層并歷實(shí)；同樣，也將墻后回填土分層夯實(shí)，防止?jié)B水。在泄水孔附近用碎石覆蓋，做成反濾層，使其避免淤塞。在填土表面用300mm厚的粘土夯實(shí)，并在上部用20mm厚的l：2.5水泥砂漿抹面，新砌擋土墻與未倒部分墻體保留30mm寬變形縫，并每隔lOm～25m 設(shè)一道 30mm寬的變形縫，縫內(nèi)嵌填柔性防水材料。

    重建擋土墻在設(shè)計(jì)時(shí)，土壓力公式按庫倫理論求解，設(shè)計(jì)步驟按重力式擋土墻進(jìn)行抗傾覆、抗滑移驗(yàn)算。有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

    填土力學(xué)性能：α=40°，c=0，γ=1.9kg/m³；擋土墻砌體容重：γ=24kN/m³；擋土墻與填土間摩擦角δ取15°，與地基間摩擦系數(shù)取O.5，則擋土墻所受側(cè)向壓力Ea=1/2γH2K=1/2 ×19×92×03.201=154.67kN/m作用點(diǎn)離墻底距離h=1/3×9=3m，擋土墻自重w=γ×V=24×20.9=501.6kN/m

    (1)抗傾覆驗(yàn)算Kq=Wα/Eah=501.6×1.5/154.67×3=1.62>1.5

    (2)抗滑移驗(yàn)算Kh= νW/Ea=0.5×501.6/154.67×3=1.62>l-3

    經(jīng)驗(yàn)算，擋土墻設(shè)計(jì)是安全的。

4、施工

    (1)對廢水池的保護(hù)措施

    按設(shè)計(jì)要求挖土，基礎(chǔ)加墻體深度為l0.2m，擋土墻內(nèi)土體受水的作用，均處于濕潤狀態(tài)，粘土處于濕潤狀態(tài)自然傾角盧為30°～40°，通過計(jì)算，開挖寬度應(yīng)在12～14m。擋土墻內(nèi)12m處，有500m³廢水一座，存放待處理的工業(yè)廢水，有毒有害．而且是生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)施。施工中必須保證廢水池的安全和正常使用。為此，施工中采取了一些特殊措施。

    首先在廢水池靠擋土墻一側(cè)，灌注灰土樁。具體做法是：在池外lm處、2m處各布一排灰樁，樁距lm，兩排灰樁錯(cuò)位均布，人工挖孔，孔徑300mm，孔深6m(廢水池底以下2m)灌注三七灰土并分層夯實(shí)。

    重建擋土墻共54m，為減少挖土對廢水池的影響，按變形縫設(shè)置，分三段開挖。土方及基底清理完成后及時(shí)砌筑l.2m高擋土墻基礎(chǔ)和1m高擋土墻，并及時(shí)分層填土夯實(shí)。此時(shí)，開挖土方深度僅為8m，加上灰樁的作用，有效地保護(hù)了12m以外的廢水池的安全及正常運(yùn)行。

    (2)整個(gè)擋土墻用M7．5水泥砂漿砌筑。

    (3)按設(shè)計(jì)要求做好墻后排水、泄水設(shè)施，并按設(shè)計(jì)要求設(shè)置變形縫。按照施工規(guī)范保證回填土的質(zhì)量。

5、使用維護(hù)

    重建的擋土墻內(nèi)側(cè)嚴(yán)禁堆放物品，避免損壞墻內(nèi)地面而造成隱患。

6、結(jié)語

    該擋土墻修復(fù)及加固后，至今完好無損，重建后的排水系統(tǒng)集水面積大、排水量大、排放速度快，取得較好的效果。灰樁加固，分段實(shí)施，分層砌筑并及時(shí)填土等措施，對保護(hù)鄰近建筑物均達(dá)到了預(yù)期目的，安全可靠而且操作方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)