砂

浅谈回填土挡墙破坏的原因

发布时间:2022/5/9 20:34:25   

挡墙是用来支承填土、山坡土体或防止坡面风化的一种构造物,主要作用是防止土体变形、失稳或防止坡面风化给临近构筑物、车辆、行人带来威胁,挡墙具有施工速度快,工艺简单,对基础的要求相对较低的特点,挡墙在边坡加固或场地回填中应用非常广泛。

挡墙根据墙后岩土类别可分为回填土挡墙、坡脚防护挡墙、坡面防护挡墙等,坡脚、坡面防护挡墙主要使用于边坡防护,防止坡脚失稳或坡面风化及局部垮塌,防护挡墙墙后一般为原始土层,已经固结或胶结,自身稳定性较好,墙体受墙后土层的推力较小,在工程应用中该类挡墙出现变形、破坏的几率很小,回填土挡墙墙后填土无人为干涉的条件下一般为新近填土、结构松散、自身稳定差,挡墙墙后推力随回填土密实度变化而变化,近时期回填挡墙变形及倒塌事故频发,有逐渐增长的趋势,经过对这些挡墙破坏分析认为主要原因是对墙后回填土重视程度不够引起。

回填土挡墙一般用于场地回填,在增大场地面积,节约土地、稳定场地边缘具有积极的作用,随着社会的发展,土地资源的越来越稀缺,回填土挡墙数量及规模也随之增多增大,同时挡墙的安全性也逐渐受到重视。

回填土挡墙主要由挡墙、回填土组成,通过挡墙约束填土的变形达到场地稳定的目的,挡墙在设计完成后挡墙结构也就完成,受外界条件影响变化非常小,不会随着外界的变化而变化,而回填土受人为因素、自然条件影响非常大,随着自然条件、人为因素等条件变化而变化,回填土在往有利条件变化时挡墙受到回填土的下滑力就会减小,挡墙稳定性就会增大,挡墙不会出现变形或破坏,回填土在往不利方向变化时可能引起回填土下滑力增大,挡墙稳定性就会减小,当下滑力大于设计时下滑力挡墙就会变形,超过一定极限挡墙就会破坏,从而可见回填土的变化才是导致挡墙破坏的原因,挡墙的稳定性由回填土决定,回填土的下滑力与填土的种类、密实度、地表水影响有关,现从挡墙回填料的选择、回填土的种类、回填土的密实度及地表水的作用分析回填土对挡墙的影响

一、回填土种类的选择

回填土种类的选择是由设计时选用的回填土力学参数决定的,挡墙结构设计一般进行抗倾覆性及抗滑移性设计,倾覆性与回填土的力学参数相关,抗滑移性与回填土的下滑推力相关,可以看出回填土力学参数是决定着挡墙的结构,回填土的力学参数决定着回填土的类型。

1、回填土的力学参数对挡墙抗倾覆性影响:

挡墙倾覆主要由挡墙后回填土下滑力大小作用决定,回填土的下滑力越小,挡墙稳定性越好,下滑力越大,挡墙稳定性越差,挡墙设计中回填土力学参数常取值为:重度γ=17~19KN/m3,内摩擦角φ=30~35°,内聚力C=0kPa,按照回填土力学值回填土应选用砂卵石土,且回填土密实程度应为中密或密实。

2、回填土对挡墙推移作用:

回填土产生下滑作用会产生水平推力,在水平推力作用下会使挡墙外移变形,回填土推力越大挡墙抵抗变形能力越小,回填土推力越小挡墙抵抗变形能力越大,挡墙越稳定,回填土的推力是由回填土的力学性能决定的,从这点分析,挡墙的抗推移性也与回填土有关。

通过回填土对挡墙抗倾覆性、推移作用分析,挡墙的抗倾覆性、抗推移能力设计是由回填土的力学参数决定,回填土力学性能越差,挡墙设计体积越庞大、越复杂,回填土力学性能越好,挡墙设计体积越小、越简单,回填土的种类与密实度影响着挡墙的结构设计,回填土的力学性能决定着挡墙的结构。

二、回填土种类对挡墙的影响

回填土种类对挡墙的影响主要表现在回填土力学性能变化上,回填土的力学性能随工程条件、自然条件的变化而变化,碎石土透水性强,碎石的重度不会因地表水的影响而增加,对砂卵石土力学改变较小,对回填土的下滑力影响较小,碎石土或含碎石土的土在人工夯实作用下可以达到中密或密实状态,压缩变形性小,粘性土结构松散,可压缩性高,透水性差,力学性能在外界条件变化下变化非常大,固结变形时间周期长,可达两至三年,甚至更久,体积易受水膨胀,重度也会水地表水的作用变化,在土层内局部出现富水部位,故设计常采用砂卵石土回填,力学参数常选用重度γ=17~19KN/m3,内摩擦角φ=30~35°,内聚力C=0kPa,在项目施工中施工单位为了节约成本控制造价,常采用就近取材,挖方土直接作为墙后填土,填土中含砂卵石较少或无砂卵石,甚至采用块石土回填,在挡墙施工完成后,挡墙后填土常年固结下沉、变形,经勘察验证,回填土的内摩擦角一般为φ=9~12°,内聚力C=5~8kPa,施工回填土参数与设计参数严重不吻合,按照施工后的参数进行复核,挡墙很难满足稳定性要求,这就是挡墙出现变形或破坏的主要原因。

三、回填土密实度对挡墙的影响

回填土的密实度由夯实度决定,回填土夯实度也是影响挡墙稳定性的主要因素,回填土的夯实度与回填土的力学性能密切相关,夯实质量越好,回填土的剪切角及剪切力越大,反之剪切角及剪切力越小,如果夯填度质量较好,回填土剪切角将等于或大于设计参数,回填土产生的下滑力越小,越有利于挡墙的稳定,夯填质量越差,回填土剪切角及剪切力将小于设计参数,回填土产生的下滑力越大,越不利于挡墙的稳定,可能引起挡墙的变形,随着回填土下滑力的增大,将导致挡墙出现破坏。设计中为了防止挡墙破坏,墙后填土常要求采用人工分层夯实,实际施工中常采用一次性回填,采用机械拍几下,夯实不到位,特别在填土中含有块石的情况下更无法实现夯实,该种填土施工后的土层参数与设计严重背离,也是导致挡墙变形或破坏的原因。

四、地表水对挡墙的影响

地表水的影响主要表现在地表水对回填土的软化,降低回填土的力学参数方面,地表水对回填土的影响与回填土种类、夯实度、地表硬化程度有关,

1、回填土种类

填土可以分为砂卵石土、粘性土,砂卵石由碎石或卵石、砂组成,由于砂卵石透水性较好,可压缩性小,变形性差,地表水渗透进回填土能够快速的在临空面渗出,地表水对卵石土的力学性能改变较小,粘性土一般由黏粒等组成,粘性土结构松散,可压缩性高,透水性差,在地表水的作用下力学强度改变大,可以看出采用采用砂卵石土进行回填的挡墙,挡墙稳定好,选用粘性土回填受外界条件影响大,挡墙的稳定性不确定,当回填土较差时挡墙就会变形或破坏。

2、夯实度的影响

夯实度影响着回填的密实度,回填土越密实,地表水下渗的可能性越小,地表水对回填土的力学性能改变越小,越有利于挡墙的稳定,回填土夯填度越差,地表水渗入回填土的可能性越大,地表水对回填土的力学性能改变越大,回填土的下滑力就会越大,不利于挡墙的稳定。

3、地表硬化影响

地表硬化作用主要表现在防止地表水下渗影响回填土,减少对回填土的影响,地表硬化及地表水截排工作做得越好,地表水渗透回填土的几率越小,对回填土的影响越小,对挡墙的稳定性影响也越小,反之地表硬化及地表水截排差,地表水渗透进回填土的几率越大,对回填土的力学性能影响就会越大,不利于挡墙的稳定。

综上分析,挡墙在设计完成后,挡墙的结构及填土的要求就确定,只有按照设计进行挡墙结构施工和回填才与设计吻合,挡墙才能够保证安全,在挡墙施工完成后挡墙是个不变体,而回填体是影响挡墙安全的变体,回填质量越好,挡墙越稳定,回填质量较差可能导致挡墙变形,甚至破坏,因此施工中施工单位应严把回填土质量关,回填土质量决定着挡墙的成败。根据设计施工经验对挡墙施工、后期维护建议如下:

1、挡墙施工选用专业施工队伍,在施工理会设计的意图,根据现场实际情况强化设计施工,设计是指导施工大纲,毕竟设计不能面面俱到,加强工程质量意识。

2、挡墙回填料应采用碎卵石或含碎卵石土回填土,减少回填土的变形及力学性能的变化。

3、做好回填土的夯实工作,严格按照分层碾压夯实,确保回填土的密实度及力学性能满足稳定要求。

4、建议在挡墙高度1.5倍场地范围内分层铺设土工布,改善回填土的力学性能,减少回填土的变形。

5、做好地表水的截排水及地面硬化工作,防止地表水对回填土的软化作用,保证回填土的力学性能稳定,减少回填土的力学性能的变化。

6、对于斜坡地段挡墙施工回填土前应清表并对斜坡挖成进行台阶状,再进行回填,改变回填土的下滑力方向,减小挡墙墙厚的受力。

7、挡墙上设置泄水孔,主要是减少对回填土的软化及孔隙水作用,保证回填土力学性能的稳定。

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