擋土墻沉降移位修復(fù)與加固施工方案一、工程概況1.1擋土墻基本信息本工程為市政道路K3+200~K3+800段重力式漿砌石擋土墻修復(fù)工程，該擋土墻建成于2010年，全長600米，平均高度5.8米，墻頂寬度1.2米，基礎(chǔ)采用C20混凝土條形基礎(chǔ)，埋深1.5~2.0米。墻體采用MU30片石、M7.5水泥砂漿砌筑，原設(shè)計抗滑穩(wěn)定系數(shù)1.35，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)1.50。墻后填土為粉質(zhì)黏土，壓實度要求≥93%，設(shè)置Φ100mmPVC泄水孔，呈梅花形布置，間距2.5米×2.5米，孔后設(shè)置300mm厚碎石反濾層。1.2病害現(xiàn)狀經(jīng)現(xiàn)場勘查，擋土墻存在以下主要病害：沉降變形：沿墻長共檢測出8處明顯沉降段，最大沉降量達(dá)120mm（K3+450~K3+480段），沉降差最大55mm，導(dǎo)致墻頂路面出現(xiàn)橫向裂縫水平移位：墻體向道路側(cè)水平位移最大值48mm（K3+520~K3+540段），墻體傾斜率達(dá)0.8%，超過規(guī)范允許值（0.3%）結(jié)構(gòu)性裂縫：墻體表面出現(xiàn)斜向裂縫23條，最大縫寬15mm，裂縫走向多為45°~60°，部分裂縫貫通墻身局部損壞：12處勾縫脫落，面積約85㎡；墻腳漿砌片石風(fēng)化剝落3處，最大深度200mm；泄水孔堵塞率達(dá)65%，墻后積水嚴(yán)重1.3周邊環(huán)境條件擋土墻內(nèi)側(cè)為市政道路，設(shè)計車速40km/h，日均交通量8000輛次；外側(cè)為10~15米高自然邊坡，坡頂距居民小區(qū)圍墻最近距離18米。墻后5米范圍內(nèi)存在違規(guī)堆載（建筑垃圾及土方），堆載高度2.3米，據(jù)估算超載約15kN/㎡。地下水位埋深1.2~1.8米，較原設(shè)計升高0.8米，近半年累計降雨量達(dá)850mm，較歷史同期增加35%。二、病害原因分析2.1地質(zhì)水文因素地基不均勻沉降：地質(zhì)勘察資料顯示，K3+420~K3+500段地基存在軟弱夾層（淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，厚度0.8~1.5米，承載力特征值fak=85kPa），在長期荷載作用下產(chǎn)生壓縮變形地下水位上升：持續(xù)降雨導(dǎo)致地下水位升高，墻后土體飽和度增加，自重增大（天然重度由18kN/m3增至20kN/m3），同時降低土體抗剪強(qiáng)度（內(nèi)摩擦角由28°降至22°，黏聚力由25kPa降至16kPa）雨水入滲：墻后填土未設(shè)置隔水層，雨水滲入后形成孔隙水壓力，降低有效應(yīng)力，實測墻后土體含水率達(dá)32%，接近飽和狀態(tài)2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計因素基礎(chǔ)埋深不足：原設(shè)計基礎(chǔ)埋深1.5米，未考慮季節(jié)性凍脹影響，冬季凍脹力導(dǎo)致基礎(chǔ)上抬，反復(fù)凍融后地基承載力下降排水系統(tǒng)失效：泄水孔未設(shè)置反濾層或反濾層失效，導(dǎo)致泥土堵塞；墻頂未設(shè)置截水溝，雨水直接滲入墻后土體構(gòu)造措施缺失：未設(shè)置沉降縫，僅在墻長30米處設(shè)置伸縮縫，縫寬20mm，且未采用柔性材料填塞，無法適應(yīng)不均勻沉降2.3施工及使用因素填土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)：現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)墻后填土壓實度僅85%~88%，未達(dá)到設(shè)計要求的93%，填土中含有大塊石（最大粒徑500mm），導(dǎo)致壓實不均違規(guī)堆載影響：墻后長期堆載增加主動土壓力，經(jīng)計算實際土壓力達(dá)48kN/m，超出設(shè)計值（35kN/m）37%維護(hù)管理缺失：未定期清理泄水孔和維修勾縫，近5年未開展沉降觀測，未能及時發(fā)現(xiàn)早期變形征兆三、處理措施3.1總體修復(fù)方案采用"臨時加固→排水處理→基礎(chǔ)加固→墻體修復(fù)→永久加固"的分階段治理方案，具體包括：臨時措施：設(shè)置反壓土臺+鋼管支撐，控制墻體繼續(xù)變形排水系統(tǒng)改造：增設(shè)截排水設(shè)施，降低墻后地下水位基礎(chǔ)處理：采用高壓旋噴樁+注漿加固軟弱地基墻體修復(fù)：裂縫注漿+局部拆砌+整體錨桿加固永久加固：增設(shè)扶壁式擋墻+土工格柵加筋土回填3.2臨時加固措施3.2.1反壓回填在墻體外側(cè)（道路側(cè)）設(shè)置反壓土臺，采用級配砂石（最大粒徑≤150mm）分層回填壓實，土臺頂寬3.0米，高度2.5米，坡率1:1.5，壓實度≥90%。反壓范圍為K3+420~K3+580變形嚴(yán)重段，總方量約1800m3，采用小型壓路機(jī)（1.5t）分層碾壓，每層厚度≤300mm。3.2.2鋼管支撐對水平位移超過30mm的K3+520~K3+540段設(shè)置鋼管支撐，采用Φ219×8mm無縫鋼管，間距2.0米，一端焊接10mm厚鋼板（500×500mm）與墻體接觸，另一端錨固于道路外側(cè)混凝土基礎(chǔ)（C30混凝土，尺寸1.2m×1.2m×1.0m）。支撐安裝時預(yù)加10kN/m的軸力，采用液壓千斤頂施加，并用雙螺母鎖定。3.3排水系統(tǒng)改造3.3.1地表排水在墻頂外側(cè)設(shè)置C20混凝土截水溝，尺寸400mm×300mm，坡度1.5%，采用M10水泥砂漿抹面，溝內(nèi)設(shè)置Φ10鋼筋網(wǎng)（間距200×200mm）墻后5米范圍內(nèi)鋪設(shè)200mm厚黏土隔水層，壓實度≥93%，表面鋪設(shè)防滲土工膜（HDPE，厚度1.5mm），膜上覆蓋300mm厚素土保護(hù)層3.3.2地下排水增設(shè)縱向排水盲溝：在墻后1.0米處設(shè)置300mm×400mm碎石盲溝，內(nèi)鋪Φ150mm雙壁波紋管（打孔率2%），外包透水土工布（滲透系數(shù)1×10?3m/s）修復(fù)泄水孔：清理原有泄水孔，對堵塞嚴(yán)重的更換為Φ100mmPVC管，孔內(nèi)設(shè)置濾網(wǎng)，孔后設(shè)置500mm×500mm×300mm碎石反濾層增設(shè)降水井：在K3+450、K3+500、K3+550處各設(shè)置一口Φ600mm降水井，井深8.0米，采用Φ500mm水泥管作為井管，填入級配濾料，配備潛水泵（流量15m3/h）持續(xù)排水3.4基礎(chǔ)加固3.4.1高壓旋噴樁加固在K3+420~K3+500段軟弱地基采用高壓旋噴樁處理，樁徑600mm，樁長8.0米，樁間距1.2米，呈梅花形布置，總樁數(shù)186根。采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比1.0~1.2，注漿壓力20~25MPa，提升速度15~20cm/min，旋轉(zhuǎn)速度20~25r/min。樁體28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥2.0MPa，復(fù)合地基承載力特征值≥150kPa。3.4.2壓力注漿加固對墻體基礎(chǔ)采用袖閥管注漿加固，沿墻趾內(nèi)側(cè)100mm處鉆孔，孔徑110mm，孔距1.5米，孔深5.0米，注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿（水泥漿水灰比1:1，水玻璃濃度35Be'，體積比1:0.5），注漿壓力0.5~1.0MPa，注漿量控制在15~20L/m。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為：注漿壓力達(dá)到設(shè)計值并穩(wěn)定10min，或注漿量達(dá)到計算值的80%以上。3.5墻體修復(fù)3.5.1裂縫處理表面裂縫（縫寬＜0.5mm）：采用環(huán)氧樹脂漿液表面封閉，先清理裂縫表面，涂刷基層處理劑，再用刮刀涂抹環(huán)氧樹脂膠泥，寬度100mm，厚度2mm中等裂縫（0.5mm≤縫寬＜5mm）：采用低壓注漿法，沿裂縫布置注漿嘴，間距300~500mm，采用環(huán)氧樹脂漿液（摻5%固化劑），注漿壓力0.2~0.4MPa寬深裂縫（縫寬≥5mm）：采用"開槽+注漿+碳纖維布"復(fù)合處理，先沿裂縫開鑿V形槽（寬50mm，深40mm），清理后填入微膨脹水泥砂漿，表面粘貼200mm寬碳纖維布（抗拉強(qiáng)度≥3000MPa），采用環(huán)氧樹脂粘貼3.5.2局部拆砌對風(fēng)化剝落深度超過100mm的墻段，拆除破損部分，采用MU30片石、M10水泥砂漿重新砌筑，砌筑前將片石澆水濕潤，表面泥土清理干凈。砌筑采用"坐漿法"，灰縫厚度控制在20~30mm，灰縫飽滿度≥95%，每砌3~4皮為一工作層，每層高度≤600mm，分段位置設(shè)在變形縫處，相鄰段砌筑高差≤1.2m。3.5.3錨桿加固沿墻長每2.5米設(shè)置一排錨桿，每排3根，呈三角形布置，錨桿采用Φ25螺紋鋼（HRB400），長度6.0~8.0米（根據(jù)墻高調(diào)整），鉆孔直徑110mm，傾角15°。錨桿孔采用M30水泥砂漿灌注，注漿壓力0.5~0.8MPa，錨桿外露端設(shè)置200×200×10mm鋼板，與墻體之間設(shè)置50mm厚C30細(xì)石混凝土墊層。錨桿抗拔力設(shè)計值150kN，施工后需進(jìn)行抽檢（抽檢率5%），試驗荷載為設(shè)計值的1.5倍。3.6永久加固措施3.6.1扶壁式擋墻在原擋土墻內(nèi)側(cè)（道路側(cè)）增設(shè)扶壁式擋墻，墻高3.0米，頂寬0.5米，底寬1.8米，扶壁間距4.0米，采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土保護(hù)層厚度35mm?；A(chǔ)置于原擋土墻基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)，采用1.2米寬鋼筋混凝土底板，配置Φ16@200雙向鋼筋，與原擋土墻之間設(shè)置100mm厚EPS板隔離層。3.6.2加筋土回填墻后2.0米范圍內(nèi)采用加筋土回填，填料選用級配砂石（粒徑5~31.5mm），壓實度≥95%。鋪設(shè)土工格柵（TGSG50-50，縱橫向拉伸強(qiáng)度≥50kN/m），每層厚度300mm，格柵長度5.0米，搭接寬度200mm，采用綁扎連接，每100mm設(shè)置一道綁扣。格柵鋪設(shè)時應(yīng)拉緊，表面平整，不得有褶皺，回填時嚴(yán)禁使用重型機(jī)械直接碾壓格柵。3.6.3沉降縫設(shè)置沿墻長每15米設(shè)置一道沉降縫，縫寬30mm，縫內(nèi)填塞瀝青木絲板（浸瀝青后），深度貫穿整個墻身，縫口采用20mm厚密封膠（聚氨酯）封閉，防止雨水滲入。沉降縫位置與原有伸縮縫錯開布置，形成"錯縫"結(jié)構(gòu)，提高整體剛度。四、施工流程4.1施工總體安排本工程總工期60天，分五個階段實施：第一階段（1~7天）：施工準(zhǔn)備、臨時加固、排水處理第二階段（8~20天）：基礎(chǔ)加固（高壓旋噴樁+注漿）第三階段（21~35天）：墻體修復(fù)（裂縫處理+局部拆砌）第四階段（36~50天）：永久加固（錨桿+扶壁擋墻+加筋土）第五階段（51~60天）：竣工清理、驗收準(zhǔn)備4.2關(guān)鍵工序施工工藝4.2.1高壓旋噴樁施工施工準(zhǔn)備：平整場地，測量放線，鉆機(jī)就位，調(diào)整鉆桿垂直度（偏差≤1%）鉆孔：采用XY-100型鉆機(jī)鉆孔，孔徑110mm，孔深達(dá)到設(shè)計深度后清孔插管：將注漿管插入孔底，距孔底距離200mm制漿：按水灰比1.0~1.2制備水泥漿，攪拌時間≥3min，漿液溫度控制在5~40℃噴射注漿：注漿壓力20~25MPa，噴嘴旋轉(zhuǎn)速度20~25r/min，提升速度15~20cm/min，自下而上噴射成樁養(yǎng)護(hù)：噴射結(jié)束后拔出注漿管，樁頂覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間≥7天，28天內(nèi)不得碾壓4.2.2錨桿施工鉆孔：采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，孔徑110mm，孔深超過設(shè)計長度0.5米清孔：用高壓空氣（0.5MPa）清孔，直至孔口返出清潔空氣錨桿制作：按設(shè)計長度下料，每隔2米設(shè)置對中支架，自由段外套PVC管注漿：采用孔底注漿法，注漿管距孔底200mm，漿液連續(xù)注入，直至孔口溢出濃漿安裝錨具：待砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的75%后，安裝鋼板及螺母，預(yù)緊力100kN防腐處理：外露錨桿采用環(huán)氧樹脂涂層+PVC管包裹，管內(nèi)填充黃油4.2.3混凝土施工模板工程：采用18mm厚竹膠板，50×100mm方木背楞（間距300mm），Φ48×3.5mm鋼管支撐，對拉螺栓間距600×600mm，模板安裝偏差：軸線位置≤5mm，截面尺寸±5mm，表面平整度≤3mm鋼筋工程：鋼筋進(jìn)場需進(jìn)行力學(xué)性能檢驗，綁扎前除銹、調(diào)直，受力鋼筋保護(hù)層厚度允許偏差±5mm，綁扎搭接長度35d，焊接接頭長度雙面焊5d、單面焊10d，同一截面接頭率≤25%混凝土工程：采用C30商品混凝土，坍落度120±20mm，采用泵送澆筑，分層厚度≤500mm，振搗采用插入式振搗器（Φ50），振搗時間15~30s，直至混凝土表面泛漿、不再下沉、無氣泡溢出，養(yǎng)護(hù)采用覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期≥14天4.3施工平面布置在K3+300處設(shè)置施工便道（寬4.0米，長100米），連接市政道路；K3+500右側(cè)設(shè)置材料堆放區(qū)（20m×15m），分區(qū)域堆放鋼材、水泥、砂石等材料；K3+400處設(shè)置水泥漿攪拌站（5m×8m），配備JS500攪拌機(jī)1臺；沿墻長每100米設(shè)置一個臨時用水點（接市政給水管），安裝DN50水表；施工用電采用380V三相五線制，從附近變壓器接入，設(shè)置總配電箱1個，分配電箱3個，開關(guān)箱若干，所有配電箱均設(shè)防雨棚。4.4施工進(jìn)度計劃序號工作內(nèi)容開始時間結(jié)束時間工期（天）資源配置1施工準(zhǔn)備第1天第3天3管理人員5人，工人10人2臨時加固第4天第7天4工人15人，挖掘機(jī)1臺，壓路機(jī)1臺3排水處理第5天第10天6工人12人，水泵4臺，注漿機(jī)1臺4高壓旋噴樁第8天第20天13工人8人，旋噴樁機(jī)2臺5壓力注漿第15天第22天8工人6人，注漿機(jī)2臺6裂縫處理第21天第28天8工人10人，注漿設(shè)備1套7局部拆砌第25天第35天11工人15人，砌筑工具若干8錨桿施工第30天第40天11工人12人，鉆機(jī)3臺9扶壁擋墻第36天第48天13工人20人，模板500㎡，鋼筋15t10加筋土回填第42天第50天9工人10人，壓路機(jī)1臺11竣工清理第51天第60天10工人8人，垃圾清運車2輛五、監(jiān)測方案5.1監(jiān)測內(nèi)容與測點布置5.1.1沉降監(jiān)測沿墻長每20米設(shè)置一個沉降觀測點，在墻頂埋設(shè)不銹鋼觀測標(biāo)（Φ20mm，長100mm），共布設(shè)31個測點?；鶞?zhǔn)點設(shè)置在距擋土墻50米以外的穩(wěn)定區(qū)域，共3個（BM1~BM3），形成閉合水準(zhǔn)路線。觀測精度按二等水準(zhǔn)測量要求，儀器采用DS05水準(zhǔn)儀，標(biāo)尺采用銦鋼尺，每測站高差中誤差≤0.5mm。5.1.2水平位移監(jiān)測在沉降觀測點對應(yīng)位置設(shè)置水平位移觀測點，采用全站儀極坐標(biāo)法觀測，測角中誤差≤2.5″，測距中誤差≤2mm+2ppm。同時在K3+450、K3+520、K3+580三個重點監(jiān)測段安裝測斜儀，鉆孔深度10米，采用滑動式測斜儀（精度0.1mm/m），每0.5米記錄一個數(shù)據(jù)。5.1.3應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測在錨桿上安裝鋼筋應(yīng)力計（量程200MPa，精度0.5%FS），每10根錨桿安裝1個，共安裝15個；在扶壁擋墻與原墻體接觸處設(shè)置土壓力盒（量程0.6MPa，精度1%FS），每50米布設(shè)1個，共12個；在墻后填土中埋設(shè)孔隙水壓力計（量程500kPa，精度1%FS），深度分別為2米、4米、6米，共布設(shè)9個。5.2監(jiān)測頻率與預(yù)警值監(jiān)測項目施工階段竣工后1個月竣工后3個月竣工后6個月預(yù)警值報警值沉降監(jiān)測1次/天1次/3天1次/周1次/月5mm/天10mm/天水平位移1次/天1次/3天1次/周1次/月3mm/天6mm/天測斜監(jiān)測1次/2天1次/5天1次/10天1次/月4mm/天8mm/天應(yīng)力監(jiān)測1次/天1次/3天1次/周1次/月80%設(shè)計值90%設(shè)計值孔隙水壓力1次/天1次/3天1次/周1次/月200kPa250kPa5.3數(shù)據(jù)處理與反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)采用專用軟件進(jìn)行處理，繪制"時間-位移"曲線、"時間-應(yīng)力"曲線，當(dāng)監(jiān)測值達(dá)到預(yù)警值時，及時通報項目技術(shù)負(fù)責(zé)人，分析原因并采取控制措施；當(dāng)達(dá)到報警值時，立即停止施工，啟動應(yīng)急預(yù)案，疏散施工人員，待險情排除后方可恢復(fù)施工。監(jiān)測數(shù)據(jù)需每日整理，形成《監(jiān)測日報》，每周形成《監(jiān)測周報》，報送監(jiān)理單位和建設(shè)單位備案。工程竣工后提交《監(jiān)測總結(jié)報告》，包含監(jiān)測數(shù)據(jù)、分析結(jié)論、變形趨勢預(yù)測等內(nèi)容。六、安全措施6.1組織保障成立安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，項目經(jīng)理任組長，配備專職安全員2名，各施工班組設(shè)兼職安全員1名。建立安全生產(chǎn)責(zé)任制，簽訂安全責(zé)任書，明確各崗位安全職責(zé)。每周一召開安全例會，每日進(jìn)行班前安全技術(shù)交底，特殊工序（如高空作業(yè)、有限空間作業(yè)）需單獨編制安全專項方案。6.2施工安全措施6.2.1高處作業(yè)安全作業(yè)人員必須佩戴安全帽、安全帶，安全帶應(yīng)高掛低用，作業(yè)平臺應(yīng)滿鋪腳手板，設(shè)置1.2米高防護(hù)欄桿高度超過2米的作業(yè)必須搭設(shè)腳手架，腳手架采用Φ48×3.5mm鋼管，立桿間距≤1.5米，橫桿間距≤1.2米，腳手板采用50mm厚木板，兩端用鐵絲綁扎牢固遇有六級及以上大風(fēng)、暴雨、雷電等惡劣天氣，應(yīng)停止高處作業(yè)，已搭設(shè)的腳手架應(yīng)進(jìn)行加固6.2.2機(jī)械作業(yè)安全機(jī)械設(shè)備操作人員必須持證上崗，嚴(yán)禁無證操作或違章作業(yè)鉆機(jī)、攪拌機(jī)等設(shè)備作業(yè)前應(yīng)檢查各部件是否完好，確認(rèn)無誤后方可啟動挖掘機(jī)、壓路機(jī)等機(jī)械作業(yè)時，設(shè)專人指揮，作業(yè)半徑內(nèi)嚴(yán)禁站人夜間施工應(yīng)有足夠照明，危險區(qū)域設(shè)置警示燈6.2.3臨時用電安全施工用電應(yīng)符合"三級配電、兩級保護(hù)"要求，配電箱應(yīng)安裝漏電保護(hù)器（額定漏電動作電流≤30mA，動作時間≤0.1s）電纜應(yīng)架空或穿管埋地敷設(shè)，嚴(yán)禁拖地或被碾壓電氣設(shè)備金屬外殼必須接地，接地電阻≤4Ω電工應(yīng)每天檢查用電設(shè)備及線路，發(fā)現(xiàn)問題及時處理6.3交通安全保障在施工路段設(shè)置交通疏導(dǎo)區(qū)，采用彩鋼板圍擋（高度2.5米）隔離施工區(qū)域，圍擋上安裝警示燈和反光條。施工路段兩端設(shè)置交通警示牌（"前方施工"、"限速20km/h"、"道路變窄"等），夜間設(shè)置爆閃燈。安排2名交通協(xié)管員（佩戴反光背心、手持指揮棒）引導(dǎo)交通，高峰期（7:00-9:00，17:00-19:00）增加至4人。6.4應(yīng)急預(yù)案6.4.1墻體坍塌應(yīng)急處置預(yù)警：當(dāng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)墻體位移突然增大（超過報警值）或出現(xiàn)異響時，立即發(fā)出預(yù)警信號疏散：立即組織施工人員和周邊群眾疏散至安全區(qū)域，設(shè)置警戒區(qū)，禁止無關(guān)人員進(jìn)入搶險：采用沙袋反壓、鋼管支撐等措施阻止坍塌擴(kuò)大，同時啟動排水系統(tǒng)降低地下水位上報：1小時內(nèi)向建設(shè)單位和當(dāng)?shù)刈〗ú块T報告，2小時內(nèi)提交書面報告6.4.2觸電事故應(yīng)急處置斷電：立即切斷電源或使用絕緣工具使傷者脫離電源急救：檢查傷者意識和呼吸，如無呼吸心跳，立即進(jìn)行心肺復(fù)蘇送醫(yī)：撥打120急救電話，將傷者送往最近醫(yī)院救治調(diào)查：查明觸電原因，采取防范措施，防止類似事故再次發(fā)生6.5環(huán)境保護(hù)措施施工場地出入口設(shè)置洗車槽（長5米，寬3米），車輛駛出前必須沖洗輪胎；易揚塵材料（水泥、砂石）應(yīng)覆蓋篷布，運輸車輛應(yīng)密閉；施工廢水經(jīng)沉淀池（三級，總?cè)莘e50m3）處理后排放；建筑垃圾應(yīng)分類