[科普中國]-擋土墻排水設(shè)施

結(jié)構(gòu)組成

擋土墻的排水處理是否得當(dāng)，直接影響到擋土墻的安全及使用效果。因此，擋土墻應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施，以疏干墻后坡料中的水分，防止地表水下滲造成墻后積水，從而使墻身免受額外的靜水壓力；消除粘性土填料因含水量增加產(chǎn)生的膨脹壓力；減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力。

擋土墻的排水設(shè)施通常內(nèi)地面排水和墻身排水兩部分組成。

地面排水可設(shè)置地面排水溝，引排地面水；夯實回填土頂面和地面松土，防止雨水和地面水下滲，必要時可加設(shè)鋪砌；對路塹擋土墻墻趾前的邊溝應(yīng)予以鋪砌加固，以防止邊溝水滲入基礎(chǔ)。

墻身排水主要是為了迅速排除墻后積水。漿砌擋土墻應(yīng)根據(jù)滲水量在墻身的適當(dāng)高度處布置泄水孔。如圖所示。泄水孔尺寸可視泄水量大小分別采用5cm×10cm、10cm×10cm、15cm×20cm的方孔，或直徑5~10cm的圓孔。泄水孔間距一般為2~3M，上下交錯設(shè)置。最下排泄水孔的底部應(yīng)高出墻趾前地面0.3m；

當(dāng)為路塹墻時，出水口應(yīng)高出邊溝水位0.3m：若為浸水擋土墻．則應(yīng)高出常水位以上0.3m，以避免墻外水流倒灌。為防止水分滲入地基，在最下一排泄水孔的底部應(yīng)設(shè)置30cm厚的粘土隔水層。在泄水孔進(jìn)口處應(yīng)設(shè)置粗粒料反濾層，以避免堵塞孔道。當(dāng)墻背填土透水性不良或有凍脹可能時，應(yīng)在墻后最低一排泄水孔到墻頂0.5m之間設(shè)置厚度不小于0.3m的砂、卵石排水層或采用土工布。干砌擋土墻圍墻身透水可不設(shè)泄水孔。1

作用擋土墻是用來支撐天然或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。在公路、鐵路工程中，它廣泛應(yīng)用于支撐路堤或路塹、隧道洞口、橋梁兩端及河流岸壁等。為了疏干墻后土體水分，防止地面水下滲，防止墻后積水形成靜水壓力，減少寒冷地區(qū)回填土的凍脹壓力，消除粘性土填料侵水后的膨脹壓力，擋土墻應(yīng)設(shè)置排水措施1目前，擋土墻排水普遍采用泄水孔加碎石反濾層排水，但此種方式排水在實際工程中存在一些問題。1

施工工藝1、漿砌片石擋土墻施工

①選用石質(zhì)堅固、結(jié)構(gòu)密實、色澤均勻、不易風(fēng)化，無裂紋的硬質(zhì)石料。石料強(qiáng)度試驗要符合規(guī)范規(guī)定。

②石料不得帶有妨礙砂漿正常粘結(jié)的泥土、油漬或其他物質(zhì)。

③片石要求中部厚度不小于15cm，寬度和長度不得小于厚度的1.5倍。用作鑲面的片石，要選擇表面平整、尺寸較大者，并加以修整。

④砌筑用的水泥砂漿采用砂漿攪拌機(jī)拌和，用斗車運至作業(yè)面，保證砂漿在終凝前用完，如果在運輸過程中出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，應(yīng)重新拌和后方可使用。

砌筑用石料必須符合設(shè)計及規(guī)范要求，厚度不得小于15厘米，卵形和薄片者不得使用。用作鑲面的片石，選擇表面較平整、并經(jīng)過修鑿處理后方可使用。

勾縫及抹面所采用的砂漿必須符合設(shè)計要求，有勾縫的部位，在進(jìn)行砌筑時預(yù)留2厘米深的凹槽，備勾縫用，勾縫形式采用凹縫。

⑤砌體完成后應(yīng)灑水養(yǎng)生，保證砌體強(qiáng)度，防止砌體開裂。

⑥漿砌片石擋土墻施工前對其位置、原地面線進(jìn)行復(fù)測，做好場地排水設(shè)施。核實圖紙的形態(tài)尺寸和基礎(chǔ)標(biāo)高是否符合實際。

⑦墻后填料及時分層填筑，當(dāng)砌體砂漿強(qiáng)度達(dá)到70%以上時，及時逐層回填夯壓。

⑧擋土墻分段砌筑，每隔10～15m或地質(zhì)變化處設(shè)伸縮縫或沉降縫。按圖紙設(shè)計要求施作泄水孔。

⑨擋墻墻趾處地面有縱坡時，擋墻基底按設(shè)計要求分段做成水平臺階。

⑩砌筑第一層基礎(chǔ)時，如基底為土質(zhì)，直接坐漿砌筑；如基底為巖石時，先將其表面清洗、濕潤再坐漿砌筑。

外圈定位行列及轉(zhuǎn)角石，選擇形態(tài)較方正、尺寸較大的片石，并長短相間地與里層砌塊咬接。較大的砌塊放置于下層，安砌時選取形狀及尺寸較為合適的砌塊，敲除尖銳突出部分，豎縫較寬時，在砂漿中塞以小石塊，不得在石塊下面用高于砂漿砌縫的小石片支墊。砌縫的寬度一般不大于4cm。

2、漿砌片石護(hù)面墻施工

①護(hù)面墻的基礎(chǔ)設(shè)置在穩(wěn)定的地基上，如地基承載力不足，按圖紙和監(jiān)理工程師的要求采用適當(dāng)?shù)募庸檀胧?/p>

②護(hù)面墻的墻底按所示坡度做成向內(nèi)的斜坡。

③護(hù)面墻的砌筑、泄水孔、砂礫墊層、反濾層、粘土不透水層、勾縫、沉降縫按規(guī)范要求施作。

④護(hù)面墻的大部背必須與墻后的土基坡面密貼。

3、漿砌片石護(hù)坡、錐坡、護(hù)腳施工

①漿砌片石護(hù)坡(錐坡)的坡腳按圖紙的深度嵌入基槽，坡腳與護(hù)腳或砌石基礎(chǔ)相接時，將相接的基面打毛并坐以砂漿。

②砌石自下而上逐層進(jìn)行，不得大石平鋪，石塊彼此交錯搭接不得松動，所有孔隙用碎石、砂漿填塞。

③護(hù)坡(錐坡)砌體較長時分段砌筑，每隔10～15m設(shè)一道伸縮縫，在

基底土質(zhì)變化處設(shè)沉降縫，護(hù)坡下部設(shè)排水孔，并設(shè)置反濾層。 ④護(hù)坡(錐坡)底坡面夯填密實，坡度要符合設(shè)計要求。

⑤砌體的外露面和坡頂、邊口，選用較大較平整的石塊并且鑿面。

4、漿砌片石或磚骨架植草護(hù)坡施工

①漿砌片石或磚骨架必須待路基坡面沉降穩(wěn)定后進(jìn)行施工，首先由測量人員按圖紙要求在已整平的邊坡上放線。

②片石由下而上垂直坡面栽砌成折型或拱形骨架，砌體要穩(wěn)定、密實，并按圖紙要求嵌入坡面，并能發(fā)揮分格截水作用。

③按圖紙要求進(jìn)行選用草皮或草籽，草皮在格中從下向上逐排錯縫鋪設(shè)緊密，并用木樁或竹樁固定于邊坡上。

④草皮在運輸過程中用濕麻袋覆蓋，以防太陽、大風(fēng)和惡劣天氣的損害；對新植的草皮灑水養(yǎng)護(hù)。

5、坡面植物防護(hù)

①種草坡面防護(hù)：草籽撒布均勻。在土質(zhì)邊坡上種草，土表面事先耙松。在不利于植物生長的土壤上，首先在坡上鋪一層厚度為5～10cm的種植土，當(dāng)坡面較陡時，將邊坡挖成臺階，再鋪新土，種植植物。

②鋪草皮坡面防護(hù)：草皮尺寸不小于20cm×20cm。滿鋪草皮時，從坡腳向上逐排錯縫鋪設(shè)，用木樁或竹樁釘固定于邊坡上。

③鋪草皮要求滿鋪，每塊草皮要釘上竹釘，草皮下鋪一層8～10cm厚的肥土，并要經(jīng)常灑水養(yǎng)護(hù)。

6、邊溝、截水溝、排水溝施工

①邊溝、截水溝、排水溝的位置、斷面尺寸按圖紙要求進(jìn)行開挖，特殊地段加大開挖深度和寬度。平曲線處的邊溝溝底縱坡與曲線前后溝底相銜接，削除溝底積水或外溢現(xiàn)象發(fā)生。路塹和路堤交接處，邊溝平順引向路堤兩側(cè)的自然溝、排水溝，勿使路基附近積水及沖刷路堤。

②截水溝在匯水面積較大的斜坡上，如有地面水流向路基時，應(yīng)在距路塹上邊沿至少5m的處設(shè)置截水溝。有棄土堆時，截水溝改在棄土堆上方。棄土堆坡腳與截水溝邊緣留不小于1m的距離。截水溝的縱坡不小于0.2%。截水溝挖出的土，可在路塹與截水溝之間填筑平臺，臺頂做成2%的向水溝傾斜的坡度，土臺腳離路塹上邊緣不得小于1m。

③排水溝挖出的土，可在排水溝處墻與公路用地界線間填筑平臺，但平臺不許高出排水溝的墻頂。1

施工注意事項（1）墻基礎(chǔ)直接置于天然地基上時，經(jīng)工程師檢驗同意后，方可開始砌筑。當(dāng)有滲透水時，必須及時排除，以免基礎(chǔ)在砂漿初凝前遭水侵害。

（2）墻基礎(chǔ)這軟弱土層，不能保證圖紙要求的強(qiáng)度時，經(jīng)工程師批準(zhǔn)，采用加寬基礎(chǔ)或其它措施。浸水或近河路基的擋土墻基礎(chǔ)的設(shè)置深度，一般在沖刷線以下不小于0.5m。

（3）當(dāng)墻基礎(chǔ)設(shè)置在巖石的橫坡上時，清除表面風(fēng)化層，并做成臺階形，臺階的高寬比不得大于2∶1，臺階寬度不小于0.5m。

（4）沿墻長度方向地面有縱坡時，應(yīng)沿縱向做成臺階。

（5）砌筑基礎(chǔ)的第一層時，當(dāng)基底為基巖或砼基礎(chǔ)時，應(yīng)將表面加以清掃和濕潤，坐漿砌筑。砌筑工作中斷后，再進(jìn)行砌筑時，應(yīng)將砌層表面加以清掃和濕潤。

（6）砌體應(yīng)分層座漿砌筑，砌筑上層時，不得振動下層。不得在已砌好的砌體上拋擲、滾動、翻轉(zhuǎn)和敲擊石塊，砌體砌筑完成后，進(jìn)行勾縫，勾縫平順。

（7）砌體應(yīng)砌成直線，每層大致找平，底層和基層應(yīng)用較大的精選石塊，所有層次的鋪砌都應(yīng)使承重面和石塊的的天然面層平行。

（8）墻基的開挖和回填應(yīng)符合圖紙和規(guī)范中挖基的要求。

（9）墻體的沉降縫、伸縮縫、防水層、泄水孔，應(yīng)符合圖紙規(guī)定或工程師的指示設(shè)置。

（10）漿砌片石嚴(yán)格按照砌石規(guī)范的有關(guān)要求施工。鑲面石應(yīng)丁順相間或二順一丁排列，砌縫寬度不大于30mm，上下層豎縫錯開距離不小于80mm。2

存在問題（1）路堤和路塹的砌石擋土墻泄水孔、坡面漿砌石護(hù)坡泄水孔有許多都不導(dǎo)水，而周邊的砌石縫有水滲出，見右圖。有些泄水孔出現(xiàn)里面有水而流不出水的情況，在重新設(shè)置泄水孔后，就可見到泄水孔有水流出。

施工觀察研究結(jié)果表明，漿砌石護(hù)坡或砌石擋土墻如果不采用特殊措施施工，就很難保證排水孔質(zhì)量。一是排水孔容易被砌石砂漿堵塞；二是容易產(chǎn)生反傾向泄水孔；三是由于砌石砂漿不飽滿而導(dǎo)致進(jìn)入泄水孔內(nèi)的水，流進(jìn)砌石塊間的縫隙；四是甚至出現(xiàn)假孔（只在墻面有個孔口，而墻體中卻沒有孔槽）。

（2）在有流水處進(jìn)行擋土墻施工時，在砂漿未固結(jié)前，水流會沖刷擋土墻的砂漿，帶走水泥漿，導(dǎo)致施工出水處的砂漿強(qiáng)度不足。

（3）泄水孔的進(jìn)水口反濾設(shè)置問題。按《公路排水設(shè)計規(guī)范》（JTJ018-97）的規(guī)定，在泄水孔進(jìn)水口處50cm范圍內(nèi)應(yīng)采用具有反濾作用的粒料覆蓋1但在施工中，大多沒有設(shè)置反濾料或反濾料的粒徑大，1造成滲流破壞。泄水孔進(jìn)水口反濾設(shè)置問題主要有!反濾料采用碎石，根本起不到反濾作用；為了偷工減料，不設(shè)置反濾結(jié)構(gòu)；此外，反濾設(shè)計理論依據(jù)不足，反濾料的粒徑偏大，級配、厚度等大多沒有具體要求，對什么路基填土應(yīng)采用什么粒徑的填料沒有規(guī)定，施工中隨意性大，以致經(jīng)常在泄水孔產(chǎn)生滲流破壞，見右圖。

（4）支擋結(jié)構(gòu)物伸縮縫的封縫問題.在旱地的路堤擋土墻、挖方邊坡處擋土墻的沉降縫，一般都要求封縫，但這些沉降縫由于沒有水源，一般不會進(jìn)水，反而可用作排水，見右圖。為此，旱地處的路堤擋土墻、挖方邊坡處擋土墻的沉降縫可不進(jìn)行封縫，既可簡化施工程序、節(jié)約費用，又可用作排水通道，以提高路堤、邊坡的穩(wěn)定性，但需要設(shè)置反濾結(jié)構(gòu)。2

改善措施1、保證擋土墻泄水孔的施工質(zhì)量

為了保證砌石擋土墻泄水孔的施工質(zhì)量(平、直、外傾、不堵塞、不漏水),可以采用如下幾種施工方法。

(1)當(dāng)擋土墻砌筑到設(shè)計泄水孔的位置時,先砌筑形成斷面為5cm×5cm～10cm×10cm、向外傾斜3%～5%的溝槽,并用砂漿抹平、抹直。為了防止泄水孔上部擋土墻施工時砂漿掉入預(yù)留的溝槽,在溝槽上面用水泥包裝袋或塑料布蓋住溝槽后,繼續(xù)上部的擋土墻砌筑。

(2)當(dāng)擋土墻砌筑到設(shè)計泄水孔的位置時,放置外徑為5～10cm的PVC管(或竹筒、木棍、鐵管等),并向外傾斜3%～5%,把PVC管(或竹筒、木棍、鐵管等)周圍的砂漿填滿搗實,然后繼續(xù)上部擋墻的砌筑。在PVC管(或竹筒、木棍、鐵管等)周圍砂漿凝固之前把PVC管(或竹筒、木棍、鐵管等)拔出,如果是管子不拔出,可作為永久排水設(shè)施。要拔出重新使用的管子,應(yīng)在管子外面抹一層機(jī)油或包塑料薄膜,便于管子與砂漿脫離。2

(3)也可以在設(shè)置泄水孔的位置,用15cm×15cm～20cm×20cm斷面的無砂混凝土砌筑,見右圖。

無砂混凝土砂粒粒徑根據(jù)墻背填土的級配、密度等按反濾設(shè)計理論確定。

(1)無砂混凝土作反濾層保護(hù)無粘性土的設(shè)計準(zhǔn)則為:

a=D20/dk≤5～7

式中:管涌土?xí)ra取小值,非管涌土?xí)ra取大值;D20為反濾料的等效粒徑;dk為被保護(hù)料的控制粒徑。

(2) 無砂混凝土作反濾層保護(hù)粘性土的設(shè)計準(zhǔn)則, 是用骨料粒徑為215～ 510 mm 的無砂混凝土保護(hù)粘性土。

(3) 無砂混凝土的骨料, 最好選用水泥混凝土3種常用粒徑的砂石料, 粒徑分別為215～ 510 mm、5～ 10 mm 和10～ 20 mm。

2、改進(jìn)擋土墻泄水孔反濾結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有公路反濾結(jié)構(gòu)尺寸大(進(jìn)水口附近50 cm范圍) , 擋土墻泄水孔數(shù)量又多, 很難保證反濾結(jié)構(gòu)施工到位, 且監(jiān)督困難。為此, 建議采用如下兩種方法進(jìn)行反濾結(jié)構(gòu)的施作:

(1) 在擋土墻泄水孔進(jìn)水口, 用反濾土工布(無紡?fù)凉げ蓟蜥槾绦屯凉げ? 制作成比泄水孔稍大、長5～ 10 cm 的口袋, 在口袋中裝砂形成比泄水孔進(jìn)水口稍大的砂袋, 在墻背填筑之前用砂袋封堵進(jìn)水口, 即可形成反濾結(jié)構(gòu)[4 ] , 見右圖(a) ;

(2) 用無砂混凝土封堵泄水孔的進(jìn)水口, 根據(jù)不同的墻背填料選擇無砂混凝土的粗骨料粒徑。無砂混凝土須封堵泄水孔進(jìn)水口的整個斷面, 封堵長度為5～ 10 cm , 見右圖(b)。

以上兩種泄水孔反濾結(jié)構(gòu)的施工, 可以在擋土墻砌筑(澆筑) 施工完成后、墻背填料鋪筑前一次施工(特別是采用無砂混凝土作反濾結(jié)構(gòu)時) , 也可以在填筑每一層填料之前, 施工每一鋪筑層高的反濾結(jié)構(gòu)。采用前種施工方法, 方便檢查, 施工效率較高。3

3、公路擋土墻沉降縫用作排水通道的處理

擋土墻的沉降縫, 規(guī)范要求都要進(jìn)行封縫處理,而很多施工單位在施工中都未進(jìn)行封縫處理。如果在擋土墻施工時, 邊施工邊封縫, 封縫效果較好。等到施工完畢后再進(jìn)行封縫, 封縫的施工質(zhì)量很難保證。但施工和運行過程中, 沉降縫會產(chǎn)生變形, 也同樣會漏水。擋土墻要進(jìn)行排水孔的設(shè)置, 也可以利用沉降縫排水。為了處理公路擋土墻墻背填料的排水,在旱地的擋土墻沉降縫, 可以在洪水位30 cm 之上位置的沉降縫不做封縫處理, 僅在其位置之下進(jìn)行封縫處理。

為了使用擋土墻沉降縫排除墻背填料的滲水,又不發(fā)生滲透破壞, 可以在墻背的沉降縫位置, 沿沉降縫鋪設(shè)寬30 cm 的反濾土工布, 作為反濾和排水之用, 見圖右。

4、擋土墻排水設(shè)施的共用

擋土墻一般都應(yīng)設(shè)計泄水孔, 以排出施工期雨水、墻臺背填土的固結(jié)排水以及竣工后的滲水, 也可利用墻臺的沉降縫排水, 加速墻臺背填料的固結(jié), 減少竣工后沉降。沿河及沿水庫擋土墻的施工, 一般選擇在枯水季節(jié)或庫水位較低時施工, 在施工時應(yīng)在擋土墻的下部預(yù)留泄水孔, 沉降縫也應(yīng)暫時不要封閉, 等到洪水到來之前或庫水位上升之前才封閉, 用以排出墻臺背填料施工期間的降雨滲水及其他來水(如填料的固結(jié)排水)。高于洪水水位或最高庫水位30 cm 之上的泄水孔和沉降縫不應(yīng)封堵。

在擋土墻的泄水孔處可以設(shè)置種植花草等植物的花臺, 一方面可以排水, 另一方面排出的水可澆花草及其他植物, 見右圖。2