漿砌片石擋墻安全性鑒定與加固方法研究

王磊，畢澤林 （湖南省地質工程勘察院，湖南 株洲 412000）

1 引言

漿砌片石擋墻施工工藝簡單，工程造價低廉，被廣泛應用于高度小于8m的邊坡支護工程中。我國早期建設的漿砌片石擋墻多修筑于上世紀80、90年代，現已使用三四十年，很多片石擋墻已出現墻體開裂、擋墻下部墻體鼓脹、墻身外傾及墻腳地面隆起等失穩現象[1]。而因近年來城市建設的迅速發展，往往這些擋墻臨坡腳和坡頂都興建了道路或居民樓，嚴重影響附近居民的生命財產安全，因此需對這些破損、邊坡穩定性不足的老舊擋墻進行加固處理。為了做到擋墻加固既經濟又安全可靠，對原有擋墻進行安全性鑒定，需先分析其現有支擋能力，然后選擇與被保護對象相協調的加固方式。

本文以某出現險情的漿砌片石擋墻邊坡為例，依據現有的國家規范標準[2-4]，對該邊坡進行分段分析鑒定，采用多種常見手段對其進行加固，并探討漿砌片石擋墻各種加固方式的適用性及優缺點[5]。

2 工程概況

2.1 概況

某邊坡位于兩小區交界處，采用漿砌片石擋墻支護，根據護坡擋墻按截面尺寸、高度和現狀分為A、B兩段。A段漿砌片石擋墻高約6.0m，墻面已出現數條豎條貫通裂縫，局部墻面出現鼓脹裂縫，砂漿飽滿度尚可，擋土墻有外傾跡象，其上部土體出現地面裂縫，坡腳地面暫未發現隆起，擋墻設有泄水孔，但存在部分泄水孔堵塞或排水不暢。B段擋墻高度約為6.0m，擋墻上部采用磚砌體，厚度50cm，擋墻下部采用片石砌體，底部厚度80cm，應雨水沖刷及自身強度及穩定性不足垮塌。邊坡現狀圖見圖1，圖中未垮塌段擋墻為A段，垮塌段擋墻為B段。

圖1 邊坡現狀圖

2.2 工程地質條件

根據勘察報告，坡體地層自上而下為：

①填土①（Q4ml）：黃褐色，濕，以粉質黏土為主，含碎石、碎磚塊等建筑垃圾，土質均勻性差，未完成自重固結，該層層厚4.40～5.7m。

②粉質黏土②（Q4al）：黃褐色，硬可塑，稍濕，無搖振反應，稍有光澤，干強度及韌性中等。

③粉質黏土③（Q3el）：灰綠色，可塑，稍濕，無搖震反應，稍有光澤，干強度及韌性中等，該層層厚0.60～2.90m。

④強風化泥質粉砂巖④（K）：褐紅、磚紅色，泥質粉砂結構，中厚層狀構造，風化裂隙發育，巖質極軟，呈塊夾土或土夾塊狀，巖芯呈塊狀及短柱狀，巖體基本質量等級為V級。

⑤中風化泥質粉砂巖⑤（K）：褐紅、磚紅色，泥質結構，中厚層狀，節理裂隙發育，結構面及裂隙較清晰，呈閉合狀，裂隙面見黑色鐵錳氧化物浸染，巖芯較完整，多呈柱狀，巖塊用手難折斷，錘擊聲脆。巖體基本質量等級為V級。

3 鑒定結果分析

3.1 定性分析

擋墻安全鑒定定性分析調查包括擋墻的表觀質量、擋墻后地表下沉開裂情況、擋墻墻腳地面是否隆起變形及擋墻附屬設施如截排水溝、墻頂欄桿等使用功能是否滿足要求。

調查發現，A段漿砌片石擋墻共有4處豎向貫通裂縫，一處墻腳鼓脹裂縫，墻背土體下層，擋墻整體外傾約5cm。擋墻后無截水溝，雨水可自由浸潤。擋墻墻頂為磚砌護欄，護欄因擋墻變形開裂嚴重。A段擋墻存在失穩可能，B段擋墻已垮塌。

3.2 定量分析

擋墻安全鑒定定量分析調查包括擋墻現狀抗滑移穩定性、抗傾覆穩定性、整體穩定性計算、擋土墻墻體強度計算及地基承載力計算。

擋土墻理論計算巖土參數根據見下表。

從連接度看：連接度為與某一空間直接相連的空間數目，連接度高的空間能方便到達多個相鄰空間。軸線分析地圖表明，余蔭山房中部的“烷紅跨綠橋”區域空間連接度較高，穿過性交通較大，與“深柳堂”前庭、旱庭、“臨池別館”前廊等空間直接相通，使用者可以很方便地在園中的不同區域穿行[13]。相反，余蔭山房西部與南部區域空間的連接度較低，使用者行至這一區域沒有太多的選擇，只能按照設計好的路線游覽。對于連接度只有1的“深柳堂”東側廂房來說，穿過性交通較少只與一個空間直接相連，較為僻靜。

經分析計算擋墻底部截面強度驗算中拉應力不滿足，拉應力計算值為73.36 kPa，大于砌體灰縫彎曲抗拉強度設計值65 kPa，擋墻結構安全性評級為Du級。擋墻滑動穩定性驗算中Kc=1.006＜1.300，滑移驗算不滿足現行規范要求，傾覆穩定性驗算K0=1.519＜1.600，傾覆驗算略有不足，綜合評定擋墻抗滑、抗傾覆穩定性為Csu級。擋墻整體穩定驗算中最小安全系數1.495＞1.300，滿足《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330－2013）對二級永久支護邊坡穩定安全系數Fst=1.30的要求，整體穩定性評級為Bsu級。擋墻地基平均壓應力118.26 kPa＜fak＝200kPa，地基平均承載力驗算滿足要求，墻趾處最大壓應力364.35 kPa＞1.2fak＝240 kPa，地基承載力驗算不滿足要求，擋墻地基基礎安全性為Cu級。

擋土墻理論計算巖土參數取值

3.3 分析結果

通過對護坡擋墻的調查、檢測與分析，有如下鑒定結論：

①A段護坡擋墻排水系統安全性評定為Du級，地基基礎安全性為Cu級，擋墻結構安全性評級為Du級，擋墻抗滑、抗傾覆穩定性為Csu級，整體穩定性評級為Bsu級，根據《建筑邊坡工程鑒定與加固技術規范》(GB50843－2013)，此段護坡擋墻工程安全性綜合評定為Dsu級，其安全性嚴重不符合國家現行標準要求，應盡快采取措施對該段擋墻進行處理。

②B段護坡擋墻已垮塌，從現場墻體破壞形式來看，擋墻的倒塌方向以前傾為主，滑移不明顯。從垮塌的擋墻斷面來看，擋土墻墻身斷面尺寸偏小，理論計算安全度偏低。另外，墻體年久失修，其砂漿強度已不滿足工程要求，部分泄水孔缺失或堵塞，至使排水不暢，導致墻后地下水位較高，在水土壓力的共同作用下，也加劇了擋土墻的垮塌。

4 加固設計

現有漿砌片石擋墻加固需根據邊坡的安全鑒定結果、邊坡周邊環境、場地的地質情況對其進行加固。加固方案因以邊坡安全穩定為前提并充分考慮現有支護結構能發揮的效用，做到即經濟又安全。

①A段擋墻墻頂離住宅樓（樁基礎）僅3m，擋墻墻腳又緊鄰小區道路，擋墻一旦倒塌存在嚴重安全隱患。加固設計時考慮現有漿砌片石擋墻無法拆除重修，亦無空間對現有擋墻進行加厚處理，固采用在現有擋墻后設置支護樁分擔作用在現有擋墻上的土壓力，以免擋墻受壓發生進一步變形而發生垮塌。另外考慮到該段擋墻局部破損嚴重，擋墻自穩能力差，又在擋墻墻面上設置了格構梁。加固設計斷面圖見圖2。經計算分析，采用支護樁加固可有效防止邊坡垮塌，節省支護空間又不影響周邊環境。

圖2 A段加固斷面圖

②B段擋墻墻頂為空曠活動場地，墻腳緊鄰小區道路，因該段擋墻已垮塌，固采用衡重式擋墻重新支護處理。

5 片石擋墻加固方式對比分析

漿砌片石擋墻加固方式較多，主要有支護樁加固、格構梁錨桿加固及擋墻加厚加固三種加固方式。

①支護樁加固方法為在需加固擋墻后設置一排懸臂支護樁，為其分擔土壓力，主要適用于擋墻墻身較完整，但墻體整體外傾，擋墻前無支護空間的情況，其優點是對邊坡周邊環境影響較小。支護設計示圖見圖3。

②格構梁錨桿加固方法為在擋墻墻面澆筑格構梁，并采用錨桿錨固，增加擋墻的穩定性，主要適用于路塹邊坡，擋墻墻背土為原狀土的情況，其優點是施工簡單，加固占用土地空間較少。支護設計示圖見圖4。

圖3 支護樁加固示圖

圖4 格構梁錨桿加固示圖

③擋墻加厚加固方法為對原擋墻進行加厚處理，增加擋墻本身的抗滑移、抗傾覆能力，主要適用于土地資源較豐富，對加固占用土地空間無限制的情況，其優點是施工簡單，造價低廉。支護設計示圖見圖5。

圖5 擋墻加厚加固示圖

擋墻加固除采用以上三種加固方式外，還可根據實際情況，多種加固方式聯合使用，以達到邊坡安全穩定的目的。

6 結語

本文通過對某老舊漿砌片石擋墻進行安全性鑒定，并依據鑒定結果對其進行加固處理，探討分析了漿砌片石擋墻安全鑒定方法及加固方式。

①擋墻安全性鑒定分析可分為定性及定量分析，定性分析擋墻及其附屬設施的表觀質量；定量分析根據相關國家行業標準計算擋墻的穩定性。

②擋墻加固方式主要有支護樁加固、格構梁錨桿加固、擋墻加厚加固三種加固方式，也可根據實際情況，幾種加固方式聯合使用。