浅析衡重式挡墙在王坑改线中的巧用.doc

浅析衡重式挡墙在王坑改线中的巧用张明华1,李闯民2(1、江西省萍乡市公路管理局安源公路分局，江西 萍乡 337055)(2、长沙理工大学交通运输学院，湖南 长沙 410076)摘 要：针对萍六线王坑段特定地形和地质情况，在保证工程质量及结构使用功能的前提下合理变更挡墙结构形式及灵活运用衡重式挡墙截面形式与本工程实际情况相结合,充分保证了工程质量，又节约了工程成本，缩短了施工工期。关键词：道路工程；王坑改线；衡重式；挡墙；巧用0 前 言 萍六线王坑段原为老319国道韶山至井冈山必经路段，2004年经过改建的新319国道通车后改为萍乡经南坑镇至莲花县六市乡公路简称萍六线。沿线为萍乡主要产煤区之一，交通量非常大。由于王坑段老路地势陡峭，上下边坡均达数十米，而且附近煤矿星罗棋布，山体采空造成边坡十分不稳定，每年雨季期间经常塌方，造成交通堵塞，高边坡滚落石块严重威胁过往车辆行人安全，该路段被列为交通部公路黑点之一。2007年经江西省萍乡市政府研究决定改线至河对岸重建。改线工程全长1.34km（含中桥2座），设计时速为40km/h。本文就萍六线改线工程的河岸路肩挡墙设计存在的问题及解决措施作初步探讨。1 原设计挡墙需变更的原因萍六线王坑改线工程K0+000+600段河岸路肩墙原设计为悬臂式钢筋混凝土挡土墙，详见图1所示。由于该河流在K0+600处建有一水电站，在水电站下游约1km处为萍乡市自来水公司五陂水厂，该改线路段原来为宽约2m的王坑煤矿废旧运煤小铁轨车道，只能容许小型运输车辆出入。水电站坝体为保证发电和泄洪设计为混凝土坝上加高4m的橡皮坝，工程开工后必须开闸放干水才能进行悬臂式挡墙基础开挖施工。工程开工后自来水公司多次前来阻工，并向市政府报告说开闸后水质含泥沙太重无法治水，这将影响全市1/3的人口生活用水问题。经政府办公会研究图1 原设计悬臂式挡墙方案示意图决定后，电站放水只能至混凝土坝顶，坝底涵洞不能打开。为保证工程质量、避免增加工程成本，必须变更设计方案。2 新设计方案的探讨由于在水电站坝体内的挡墙有将近500延m，基础大部分在坝顶蓄水面以下，悬臂式挡墙基础设计为浆砌片石，由于水位高，山体坡脚部分坚硬岩石必须放炮开挖，水下作业难度很大。墙身和趾板均为厚40cm钢筋混凝土，墙体高度都在4m以上，对基础承载力要求也比较高。而且墙体内路基填料不易压实，工程完工后墙体浸泡在水中容易造成墙体外移，路基失稳。施工过程中需制作模板和浇筑混凝土，必须进行围堰，成本相当高。而且如果使用钢筋混凝土浇铸墙体，由于进出道路狭窄，近距离无混凝土场拌场地，钢筋和混凝土运输不便（车辆进出无法会车），加上石方爆破后会短时间阻塞道路，这将对施工工期造成很大影响。在查阅有关挡土墙设计规范后，认为有3种形式挡土墙可取代设计的悬臂式钢筋混凝土挡墙。一种是仰斜式，另一种是重力式，还有一种为衡重式，而且在墙高10m以内的山区挡土墙应尽量采用石砌为主，就地取材可节约成本。仰斜式挡土墙主要适合墙背填土较厚的路肩墙和上边坡抗滑挡土墙（大型土压力），其缺点是墙身越高墙体越厚，而且外墙面坡比为1:0.251:0.3，对本工程来讲墙体靠河基础位置已定，如采用此形式必须增加路基土石方量才能保证路基宽度，不经济。重力式挡土墙形式简单,施工方便,外墙面坡比为1:0.05，内坡比为1 ：0.25，但墙体基础较大，对本工程来讲墙背回填量较大，而且要增加基础开挖工作量。衡重式挡土墙则基础宽度较小，外墙面坡比为1：0.05，从下往上至衡重平台前墙体宽度逐渐增加，受力比较均衡，台背回填量较小，同截面位置其基础宽度比重力式减少将近一半，每延米可减少基础石方开挖工作量约1m3。三种形式相比较衡重式挡土墙方案最经济，具体指标见表1所示。表1 3种方案在本工程相比较如下表（以墙体高度4m为例）形式比较仰斜式重力式衡重式优点可抵抗较大土压力，对墙体强度要求较小外墙面近垂直，形式简单、施工方便，基底应力要求低外墙面几近垂直，同样高度截面面积较小，台背回填量较少，受力较均衡缺点占用路基宽度较多，墙身越高墙体越厚基础较宽。台背回填较大，基础开挖最大基底应力要求较同，对墙体强度要求较高基础宽度（m）1.82.21.1截面面积（m2）6.636.46.2抗倾覆能力较差一般较强每延米工程量（m3）6.636.46.2台背回填量（m3）464.63每延每造价（元）995.61068975.5因此决定采用衡重式挡土墙结构，详见图2所示。因开挖山体炸出大量片石和大块石，根据就地取材原则，墙体基础施工时将河岸边淤泥挖除后填筑大块石，山体坡脚风化岩石全部挖除，块石（按其长方向与路基中线垂直）全部采用大功率挖机摆放，出水面后采用人工填塞片石并用Pc220型履带式挖机(压路机无法下去)来回碾压，压实至基础无下沉和侧移为止，以保证基础承载力达到衡重式挡墙（相应高度）基底应力要求。墙身则采用C25#混凝土砌片石（增大片石混凝土中片石比例至70%左右），这样既保证了墙体足够的强度又减少了混凝土用量。解决了原设计方案因场地问题导致混凝土运输速度慢对本工程工期的影响。经过设计方验算核定，同意采用衡重式石砌挡土墙取代悬臂式钢筋混凝土挡土墙作为本路段施工方案。电站蓄水水位线电站混凝土坝顶水位线原地面线设计路面线图2 变更后衡重式墙体方案示意图3 衡重式挡土墙的巧用衡重式挡土墙开始施工后，又发现一个新问题，因为衡重式挡土墙的高度确定后，它的衡重平台宽度和内墙面坡比是确定的，但山体切入河流的坡脚经开挖风化部分岩石，其坡比与衡重式挡土墙内坡比有一定出入，如全部照标准图施工，侵入墙体部分的岩石必须放炮开挖至相应坡比，相差部分必须回填，而且工程完工后挡墙将长期浸入水中，如果黏结力不够将造成墙体整体外移，丧失使用功能。因此又考虑将镶嵌岩面清理干净并尽量使其外表粗糙，根据山体坡比调整衡重式挡土墙平台宽度，使挡墙内坡比与山体坡比保持一致，连接面全部采用混凝土灌注，以增强挡土墙抗滑能力。这样做虽然增加了一些工程量，但因为片石为就地取材，只需增加少量混凝土，造价增加不多但能保证工程质量和增加工程安全系数，还是十分值得的。经设计代表、监理和业主多方察看，并做了一段长10m的挡墙试验段,经反复论证和现场荷载检验核定,同意将施工方案中部分内坡比进行改进。从而实现了衡重式挡墙在本工程中的巧用目的和效果。4 效果检验实践证明，原计划必须四个月工期才能完工的悬臂式钢筋混凝土挡墙仅用90d就全部完成了任务，充分利用了现场开挖的材料，节约钢材100余t，避开了去年因钢材大幅度涨价对本工程的不利影响，为本项目节省投资30余万元。路基工程工期比市政府规定的时间提前45d完成。确保了2008年雨季新路通车的目标。而且工程完工后水坝即开始蓄水发电，经过10个月的通车（70%以上为超30t的运煤车）检验，墙体未出现任何开裂和外移等质量问题，赢得了当地百姓和政府的好评。5 结 语作为技术人员兼项目管理者，不能只是按图施工的技术员，更应将工程实际结合现行设计和施工规范，在保证结构稳定和使用功能的前