G321線瀘州段加筋土擋墻破壞的綜合整治

周俊

(四川省煤田地質(zhì)局一三五隊(duì)，四川瀘州 646000)

加筋土技術(shù)以其結(jié)構(gòu)合理、適用面廣、經(jīng)濟(jì)可靠，日益受到工程界的廣泛應(yīng)用。近年來(lái)全國(guó)各地在修建線路工程中廣泛應(yīng)用加筋土工程，在 G321國(guó)道上目前已建成多處加筋土擋墻，隨著公路服務(wù)時(shí)間的較長(zhǎng)、行車數(shù)量重量的上升、行車軸載作用次數(shù)的積累以及自然因素綜合作用，這些加筋土工程都產(chǎn)生不同程度的變形和損壞。個(gè)別的則由于變形破壞嚴(yán)重而影響公路的正常交通和行車安全。G312國(guó)道瀘納公路瀘州段高路堤直立式加筋土擋土墻拉筋拉斷致墻壁垮塌、路面下沉而使半幅交通被迫中斷，需立即修復(fù)。本文通過(guò)對(duì)該段加筋土擋墻的修復(fù)實(shí)踐，對(duì)加筋土擋墻路堤的成因、設(shè)計(jì)、加固修復(fù)進(jìn)行分析。

1 加筋擋墻的變形和破壞

1.1 加筋擋墻概況

該段加筋墻位于瀘納公路(K1800+900)處，全長(zhǎng)70m，路面寬為6×2m的瀝青路。因路面設(shè)計(jì)超高而在外側(cè)邊緣設(shè)了一道邊溝以排除路面雨雪水。加筋土路堤最高達(dá)14.3m，最低處高度4.6m，平均高度9.5m。墻壁由十字型混凝土預(yù)制塊咬合疊成直立擋墻，自下而上分三個(gè)層次采用長(zhǎng)度分別為 6m、8m、10m的聚丙乙烯筋條成繃形水平深入路基。路基由紫紅塊碎石夾粉質(zhì)粘土分層壓實(shí)而成。

1.2 加筋土擋墻變形及破壞特征

加筋土擋墻變形破壞處，側(cè)墻高度均在5.3～14.4 m之間，一直處于變化中．表現(xiàn)為墻面向外鼓，路基下沉。2014年3月份連續(xù)多日的陰雨期間，加筋體發(fā)生急劇變形，拉筋被拉斷，沿加筋體破裂面產(chǎn)生長(zhǎng)達(dá)寬約7.5m，高約7.2m，厚約1.5m的垮塌。

垮塌體物質(zhì)主要由高路堤直立式加筋土擋土墻與填方路基組成，填方為修建公路時(shí)堆填路基，主要為泥巖碎塊石夾粉質(zhì)粘土，粉質(zhì)粘土分布不均，滲透性較好，為垮塌的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。由于該加筋擋墻修建時(shí)間較長(zhǎng)，擋墻頂部及路面在過(guò)往車輛長(zhǎng)期動(dòng)荷載作用下局部形成裂縫，長(zhǎng)期降雨形成的地表水易沿裂縫下滲，增加了填土路基土體的重度，同時(shí)也降低土體的抗剪強(qiáng)度，在土體壓力作用下造成筋帶斷裂，最終造成加劇擋墻完全破壞。

2 加筋土擋墻破壞機(jī)制分析

針對(duì)加筋土路堤的變形和破壞特征，對(duì)造成損壞的原因進(jìn)行分析，為確定根治方案提供依據(jù)。在對(duì)設(shè)計(jì)施工、養(yǎng)護(hù)資料進(jìn)行分析的同時(shí)，對(duì)加筋土填方路基內(nèi)部情況進(jìn)行了地質(zhì)鉆探取樣，共鉆6孔，填方的主要物理力學(xué)性質(zhì)見表1。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和勘查成果綜合分析，加筋土擋墻變形，破壞的原因主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 地表水的因素

地表水是導(dǎo)致垮塌的重要因素之一，垮塌體物質(zhì)為第四系人工填土，土質(zhì)不均，泥巖碎塊石夾粉質(zhì)粘土，孔隙發(fā)育，滲透性好，大氣降雨沿邊溝、坡頂裂縫滲入了路基土中，加筋土擋墻路堤在施工時(shí)沒(méi)有設(shè)置砂石墊層，雨水滲入路基后不能及時(shí)排出墻體，從而軟化了墻體內(nèi)的填土、增大了動(dòng)水壓力。

2.2 人類活動(dòng)

垮塌區(qū)主要人類活動(dòng)為G321上過(guò)往車輛，對(duì)擋墻產(chǎn)生的不均勻豎向荷載與動(dòng)荷載作用。

2.3 地層因素

場(chǎng)地為高填方路基，施工中局部可能壓實(shí)不足，孔隙率高，地表水易下滲，增加了土體自重，抗剪強(qiáng)度急劇降低，造成土壓力增大，加筋帶與粘土的摩擦系數(shù)急劇降低，筋帶強(qiáng)度得不到充分的發(fā)揮，起不到應(yīng)有的拉筋作用，最終導(dǎo)致加筋體內(nèi)力平衡遭到破壞，從而降低加筋土擋墻的穩(wěn)定性。

綜上所述，路基土的自重和路面雨水的大量不斷的滲入，路基土的軟化以及筋帶所受摩阻力的減小及筋帶年久老化等因素的共同作用加上行車作用產(chǎn)生的不均勻豎向荷載與動(dòng)載荷的影響造成加筋土擋墻變形破壞。

表1 加筋土擋墻填土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

3 加筋土擋墻路堤的綜合整治

為防止產(chǎn)生大規(guī)?？逅{國(guó)道G321線，保證G321安全暢通，依據(jù)設(shè)計(jì)合理、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、徹底根治、不留隱患的原則，決定對(duì)加筋土擋墻進(jìn)行綜合整治，以達(dá)到降低路基土的含水量，提高土基的承載力；恢復(fù)和增強(qiáng)筋帶的摩阻力；減少路面雨水的滲入等三方面的效果，使加筋土路堤保持在穩(wěn)定狀態(tài)。

3.1 防治措施及工程布置

根據(jù)垮塌區(qū)的工程地質(zhì)特征、規(guī)模以及危害對(duì)象，在確保將來(lái)工程建設(shè)區(qū)安全的情況下，本著主要考慮“經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可靠，施工方便”的原則，結(jié)合保護(hù)對(duì)象及地形，采取錨索格構(gòu)+混凝土面板對(duì)該擋土墻進(jìn)行恢復(fù)加固治理。

3.1.1 肋柱設(shè)計(jì)

圖1

計(jì)算模型采用抗滑樁綜合分析模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，土壓力在該模型的內(nèi)力計(jì)算中起主導(dǎo)作用，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行樁截面的配筋設(shè)計(jì)。豎向肋柱截面采用0.60×0.60m，長(zhǎng)15m，其中埋入基底巖土層中1.00m，肋柱豎向間距3.00m，共設(shè)置肋柱10根，長(zhǎng)5～15m不等。肋柱中縱向筋（靠山側(cè)）為4根Ф32鋼筋，縱向筋（背山側(cè)）為4根Ф32鋼筋，兩側(cè)設(shè)置共4根Ф28構(gòu)造鋼筋，箍筋采用Ф112@180。

樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗滑樁受力鋼筋采用HRB400，構(gòu)造鋼筋和箍筋采用HRB335。樁混凝土保護(hù)層不小于50mm。肋柱基礎(chǔ)采用人工挖孔樁，跳樁開挖。

3.1.2 混凝土面板設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在已發(fā)生垮塌的擋土墻部位設(shè)置鋼筋混凝土面板，混凝土面板后 0.30m，其間配間隔20cm的雙層鋼筋，橫向主筋采用Ф16HRB335，豎向采用Ф12HRB235鋼筋，節(jié)點(diǎn)采用Ф12的支撐筋連接。板身混凝土采用C30，混凝土保護(hù)層厚度不小于50mm?；炷撩姘逶O(shè)計(jì)面積約81m2。

3.1.3 橫梁設(shè)計(jì)

為增墻加固效果及加固體的整體穩(wěn)定性，橫向設(shè)置截面0.40×0.40m的橫梁，橫梁中等距布置8根Ф 18鋼筋，箍筋采用Ф12@180，橫梁采用C30砼澆筑。

3.1.4 錨索設(shè)計(jì)

在橫梁和肋柱節(jié)點(diǎn)設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，錨索采用1根Ф9.5的鋼絞線制作，錨固長(zhǎng)度不小于5.0m。

4 結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)瀘納公路加筋土擋墻的綜合整治，在加筋土工程的設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)工作中對(duì)下面的幾個(gè)方面問(wèn)題應(yīng)引起重視。

1）加筋土工程尤其是多雨地區(qū)或以粘性土作填料的加筋土公路工程應(yīng)采取有效的措施嚴(yán)防雨水浸入路基土。盡量減少雨水的滲入，除在墻體內(nèi)設(shè)置砂石過(guò)濾層外，加筋土路段宜采用瀝青路面；路面采用縱橫向自然排水，不宜設(shè)置邊溝。

2）路面一旦出現(xiàn)裂縫，須立即用熱瀝青進(jìn)行灌縫，在冬、雨季可用乳化瀝青進(jìn)行灌縫，亦可用水泥砂漿封堵，以防止雨水沿裂縫下滲。

3）加筋土工程一旦發(fā)生變形破壞．需立即查找原因，尋找對(duì)策，需治理的則宜早不宜遲，盡快使其達(dá)到穩(wěn)定。否則變形嚴(yán)重，技術(shù)處理更加復(fù)雜、困難，并將大幅度地增加修復(fù)工程的造價(jià)，帶來(lái)更大的損失和浪費(fèi)。