公路路肩墻損壞原因及防治方法

羅錚

（閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木建筑工程系，福建龍巖364000）

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公路路肩墻損壞原因及防治方法

羅錚

（閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木建筑工程系，福建龍巖364000）

摘要：針對(duì)目前許多普通公路擋土墻在公路營(yíng)運(yùn)時(shí)墻頂被汽車壓壞、墻體倒塌甚至造成車毀人亡事故的現(xiàn)象，從施工、設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)方面深入分析造成公路漿砌片石擋土墻墻體倒塌、墻頂壓碎的主要原因，從設(shè)計(jì)上指出2～3車道的路肩墻墻傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足，提出在擋土墻墻頂增設(shè)混凝土墻帽的改進(jìn)措施，并對(duì)該措施方案進(jìn)行計(jì)算和公路建設(shè)實(shí)例論證該措施的必要性和有效性，以及在施工過(guò)程及營(yíng)運(yùn)養(yǎng)護(hù)時(shí)相應(yīng)的防治措施。以保證公路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)和保障公路營(yíng)運(yùn)中行車的安全、舒適、暢通，最大限度發(fā)揮公路的使用功能。

關(guān)鍵詞：路肩墻；損壞；原因；防治

在許多公路路段上發(fā)生擋土墻墻體倒塌、或墻頂被汽車壓壞，造成路面和路基的破壞，甚至發(fā)生車毀人亡的事故，給國(guó)家和人民帶來(lái)?yè)p失。在此，對(duì)造成公路擋土墻損壞原因從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)方面進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的防治措施。

1　原因分析

1.1施工原因

1.1.1砂漿方面

砂子含泥量大，或有機(jī)物含量大，砂漿標(biāo)號(hào)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，或砌筑砂漿不飽滿，造成墻體截面抗剪、抗壓等物理力學(xué)指標(biāo)降低。

1.1.2石料方面

選用石料強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，或石料尺寸偏小，使墻體截面抗剪、抗壓等物理力學(xué)指標(biāo)降低。

1.1.3施工工藝方面

石料之間無(wú)錯(cuò)縫砌筑。墻后回填土沒(méi)待砂漿強(qiáng)度達(dá)70%以上就回填，或夯填墻背填土?xí)r墻體受較大的沖擊，造成墻體截面抗剪、抗壓等物理力學(xué)指標(biāo)降低。

1.1.4地基方面

地基強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，使地基產(chǎn)生不均勻沉降，致使擋土墻倒塌。

1.1.5墻體排水措施方面

墻背填料為粘土?xí)r，未設(shè)有效的排水措施，造成墻背受靜水壓力或凍脹壓力，使墻體被損壞。

1.1.6墻身構(gòu)造方面

在擋墻高度變化和地基性質(zhì)有不同的位置未設(shè)置沉降縫，致使地基不均勻沉降引起墻身開(kāi)裂。

1.2設(shè)計(jì)原因

1.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)選用不合理

由于選用的設(shè)計(jì)參數(shù)偏小，造成所設(shè)計(jì)的擋土墻斷面偏小或基礎(chǔ)面積過(guò)小，在荷載作用下對(duì)墻體造成直接破壞。

1.2.2基礎(chǔ)布置不合理

基礎(chǔ)埋置在滑動(dòng)面上，造成墻體隨滑動(dòng)土體滑動(dòng)破壞。

1.2.3沒(méi)有足夠的襟邊寬度

當(dāng)墻趾前橫坡較陡時(shí)，沒(méi)有保證足夠的襟邊寬度，而造成地基土剪切破壞使墻體倒塌。

1.2.4無(wú)局部特殊受力驗(yàn)算

設(shè)計(jì)時(shí)只對(duì)擋土墻進(jìn)行一般的抗傾覆、抗滑移及截面抗剪、基底偏心距、基底壓應(yīng)力等常規(guī)擋土墻設(shè)計(jì)，而無(wú)考慮一些可能發(fā)生的特殊受力要求，如當(dāng)汽車車輪直接作用在墻頂時(shí)所產(chǎn)生的局部受壓破壞。

舉例如下：G319線193K+300～193K+400處公路的路肩墻設(shè)計(jì)如圖1。

在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員只對(duì)其進(jìn)行一般性墻體抗傾覆、抗滑移及截面抗剪、基底偏心距、基底壓應(yīng)力等方面的常規(guī)驗(yàn)算。在公路投入使用后觀察該路段經(jīng)常有車輛會(huì)直接碾壓到墻頂，并造成該路段墻頂被汽車壓碎?，F(xiàn)我們對(duì)其進(jìn)行車輪直接作用在墻頂時(shí)的局部抗壓受力驗(yàn)算（以BZZ-100作為計(jì)算荷載）。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖1已知：M5砂漿砌片石路肩墻頂容許抗壓強(qiáng)度[δ0]=0.7Mpa，查規(guī)范可得設(shè)計(jì)車輛參數(shù)：輪壓q=0.7Mpa，BZZ100后軸重為101.6KN[1]，那么單后輪重P=101.6/4=25.4KN，由此可得車輪的接觸墻頂?shù)慕佑|圓面積半徑：

這樣可求得靜止車輪對(duì)墻頂產(chǎn)生的壓強(qiáng)：

圖1　路肩墻設(shè)計(jì)圖

以上計(jì)算可知：當(dāng)設(shè)計(jì)荷載靜止時(shí)，再考慮汽車沖擊系數(shù)μ=0.05[2]車輪所產(chǎn)生的壓強(qiáng)q=(1+μ)q車靜=1.05×0.706=0.74Mpa＞[δ0]=0.7Mpa，不符合規(guī)范要求。

1.3養(yǎng)護(hù)管理方面原因

公路養(yǎng)護(hù)部門在遭遇極端惡劣天氣、重型車輛碾壓或地震等因素造成擋土墻或基礎(chǔ)下沉后，沒(méi)有及時(shí)修補(bǔ)。泄水孔堵塞未及時(shí)疏通，造成墻后積水，產(chǎn)生靜水或凍脹壓力，致使墻體破壞。

2　防治措施

2.1施工方面

嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行施工和監(jiān)理。這是公路擋土墻質(zhì)量保證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.1.1砂漿方面

選用砂子的含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。所采用水泥、砂等材料應(yīng)按規(guī)定做配合比試驗(yàn)，并按規(guī)定進(jìn)行砂漿試塊取樣。嚴(yán)禁先壘石料后灌漿的做法，應(yīng)采用坐漿砌筑。

2.1.2石料方面

石料應(yīng)選用質(zhì)地均勻，無(wú)風(fēng)化的。在一般地區(qū)石料的抗壓強(qiáng)度不低于25Mpa，在地震及嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)不低于30Mpa。石塊應(yīng)大致方整，其厚度不小于15cm，寬度和長(zhǎng)度應(yīng)為厚度的1.5～2倍和1.5～3倍較合適。片石應(yīng)具有兩個(gè)大致平行的面，其中一條邊不小于30cm，體積不少于0.01m3。用大卵石砌筑時(shí)，應(yīng)鑿開(kāi)并鑿毛。

2.1.3施工工藝方面

石塊應(yīng)錯(cuò)縫砌筑，路肩墻頂部、后部和墻外層，宜選用較整齊的大石塊砌筑。墻后回填土應(yīng)待砂漿強(qiáng)度達(dá)70%以上時(shí)，方可逐層回填碾壓、夯實(shí)。夯實(shí)時(shí)勿使墻身受到?jīng)_擊過(guò)大。墻后地面橫坡陡于1:3時(shí)應(yīng)作基底處理，挖成臺(tái)階再回填。

2.1.4地基方面

施工前應(yīng)作好地面排水，浸水擋土墻宜在枯水季節(jié)施工，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行基坑開(kāi)挖。在松軟地基或坡積層地段。基坑不宜全段開(kāi)挖，以免在擋墻完工以前發(fā)生土體坍塌，宜采用跳槽開(kāi)挖的方法?；娱_(kāi)挖后，若發(fā)現(xiàn)地基與設(shè)計(jì)要求有出入，應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，若發(fā)現(xiàn)巖基裂縫，應(yīng)以水泥砂漿或小石子混凝土灌注至飽滿，若基底巖層有外露的軟弱層，宜于墻趾前對(duì)此作封面保護(hù)，以防地基繼續(xù)風(fēng)化剝落而使墻身外傾。墻址部分的基坑，在基礎(chǔ)施工完后應(yīng)及時(shí)回填夯實(shí)，并做成外傾斜坡，以免積水下滲影響地基強(qiáng)度。

2.1.5墻體排水設(shè)施方面

墻身應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施，以疏干墻后的積水，防止墻后積水產(chǎn)生靜水壓力，減小季節(jié)性凍脹地區(qū)填料的凍脹力。漿砌擋土墻身應(yīng)在地面以上設(shè)泄水孔。泄水孔尺寸可為5×10,10×10,15×20cm方孔或直徑為5～10cm的圓孔［3］，視水量大小而定。泄水孔間距為2～3m。干旱地區(qū)可予增大，多雨地區(qū)則可減少。上下排泄水孔宜錯(cuò)開(kāi)布置，下排泄水孔的出水口應(yīng)高出地面，若為浸水擋土墻，則應(yīng)高出常水位0.3m以上。下排泄水孔進(jìn)水口的底部，應(yīng)鋪設(shè)30cm的粘土層并夯實(shí)，以防水分滲入基礎(chǔ)。進(jìn)水口周圍還應(yīng)用具有反濾作用的粗粒材料覆蓋，以免孔道淤塞，有凍脹可能時(shí)，最好用爐渣覆蓋。當(dāng)墻后填料為粘土?xí)r，水分不易滲入泄水孔排走，因此在滲水量大或有凍脹可能時(shí)，宜在填料與墻背之間用滲水材料（砂礫或碎石）填筑厚度大于30cm的連續(xù)排水層，以疏干墻后填料，防止墻背受靜水壓力或凍脹壓力。在滲水大時(shí)，可在排水層底部加設(shè)縱向滲溝，配合排水層把水排到墻外。排水層的頂部和底部應(yīng)用0.3～0.5m厚的膠泥（或其他不透水材料）封閉，防止水下滲。

2.1.6沉降縫與伸縮縫的設(shè)置方面

沉降縫與伸縮縫一般設(shè)在一起，一般情況每隔10～15m設(shè)一道，或根據(jù)墻高和地基性質(zhì)的情況而設(shè)置，自墻頂做到基底?？p內(nèi)可用膠泥填塞。在滲水量大，填料易于流失或凍脹嚴(yán)重地區(qū)，宜用瀝青麻絮或用瀝青涂木板等具有彈性的材料，沿墻的內(nèi)、外、頂三側(cè)填塞，填塞深度約15cm，這樣就可避免因地基不均勻沉陷、圬工砌體收縮和溫度變化產(chǎn)生應(yīng)力使墻體開(kāi)裂。

2.2設(shè)計(jì)方面

充分調(diào)查，選用合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，保證墻體斷面和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理。這是安全使用的前提。

2.2.1詳細(xì)調(diào)查墻址處及周圍的水文地質(zhì)情況，合理確定基礎(chǔ)的類型和埋置深度。如地基存在滑動(dòng)面，則基礎(chǔ)應(yīng)埋在滑動(dòng)面以下或采用其他抗滑動(dòng)措施。

2.2.2當(dāng)墻趾前的地面橫坡較大時(shí)，其襟邊應(yīng)按規(guī)范要求保持一定的寬度。如在輕風(fēng)化的硬質(zhì)巖石上應(yīng)保證有0.2～0.6m，如在風(fēng)化巖石或軟質(zhì)巖石上應(yīng)保證有0.4～1.0m的襟邊寬度，如在堅(jiān)實(shí)的粗粒土上應(yīng)保證有1.0～1.2m的襟邊寬度。

2.2.3設(shè)計(jì)時(shí)除了對(duì)擋土墻進(jìn)行常規(guī)的抗傾覆、抗滑移、截面應(yīng)力及基底應(yīng)力和偏心距驗(yàn)算外，還應(yīng)根據(jù)可能受力的實(shí)際情況進(jìn)行驗(yàn)算和特別設(shè)計(jì)。如浸水路肩墻應(yīng)考慮水對(duì)墻背、填料及墻體產(chǎn)生的影響。再如2～3車道的路肩墻墻頂易遭車輪的直接碾壓，可在墻頂采用粗料石或混凝土做成頂帽如圖2所示，以提高墻體的局部抗壓能力。

圖2　設(shè)墻帽路肩墻設(shè)計(jì)圖

我區(qū)319國(guó)道公路干線上約三十幾公里長(zhǎng)的路段，路肩墻設(shè)計(jì)中采用了在路肩墻頂設(shè)置砼墻帽的方法，經(jīng)過(guò)五年的行車檢驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的損壞，且路容美觀（見(jiàn)圖3），節(jié)省了公路營(yíng)運(yùn)費(fèi)用。

圖3　設(shè)砼墻帽路肩墻公路

2.3養(yǎng)護(hù)方面

加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)工作，提高公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)和服務(wù)質(zhì)量，加大路政管理力度。這是延長(zhǎng)公路擋土墻使用年限的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于超重型車輛通過(guò)的路段，采取適當(dāng)?shù)募庸瘫Ｗo(hù)措施。公路擋土墻的日常養(yǎng)護(hù)除經(jīng)常檢查其外觀是否損壞外，每年應(yīng)在春秋兩季各進(jìn)行一次定期檢查，冰凍地區(qū)尤應(yīng)注意，主要檢查擋墻在冰凍融化后墻體及基礎(chǔ)的變化情況，以及冰凍前所采取的防護(hù)措施的效果。另外在氣候反常、地震或重型車輛通過(guò)等特殊情況后進(jìn)行及時(shí)檢查。發(fā)現(xiàn)情況，應(yīng)查明原因，并觀察其發(fā)展情況，及時(shí)采取相應(yīng)的修理加固措施。對(duì)檢查和修理加固情況，應(yīng)做好記錄，設(shè)立技術(shù)檔案?jìng)洳椤Ｒ韵屡e幾種處理方法：

1.擋土墻發(fā)生裂縫、斷裂如已停止發(fā)展，可將縫隙鑿毛，清除碎渣和雜物，后用水泥砂漿填塞。

2.擋土墻發(fā)生傾斜、鼓肚、滑動(dòng)或下沉?xí)r可選用套墻加固［4］如圖4。

圖4　套墻設(shè)計(jì)圖

3.泄水孔應(yīng)保持通暢，及時(shí)疏通，如無(wú)法疏通，應(yīng)另行選擇適當(dāng)?shù)奈恢迷鲈O(shè)泄水孔。

4.擋墻表面出現(xiàn)風(fēng)化剝落時(shí)，應(yīng)將風(fēng)化層鑿除，再噴涂水泥砂漿保護(hù)。當(dāng)風(fēng)化剝落嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)將風(fēng)化嚴(yán)重部分拆除重砌。

5.浸水擋土墻受洪水沖刷，基礎(chǔ)被掏空但未危機(jī)墻體時(shí)，可采用拋石加固或用塊（片）石將掏空部分塞實(shí)并灌漿。

實(shí)踐證明，公路擋土墻的建設(shè)在設(shè)計(jì)時(shí)除了對(duì)其進(jìn)行常規(guī)的墻體抗傾覆、抗滑移及截面抗剪、基底偏心距、基底壓應(yīng)力等方面的驗(yàn)算外，還必須對(duì)其可能出現(xiàn)的局部受力進(jìn)行驗(yàn)算和特別設(shè)計(jì)，精心施工、定期養(yǎng)護(hù)、全面管理才能保證公路擋土墻的正常使用。

參考文獻(xiàn)：

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The causes and prevention methods of highway shoulder wall damage

LUO Zheng

(Department of civil engineering and construction engineering,Minxi vocationl and technical college Longyan,Fujian,364000,China)

Abstract:In view of the present many ordinary highway shoulder retaining wall in highway operating the wall by a car when a crush, wall collapse and even elderly accident phenomenon, in-depth analysis from the aspects of construction, design and maintenance caused by road slurry build by laying bricks or stones expressed his shoulder wall collapsed, the wall of the main causes of roof crush, points out the shortage of traditional retaining wall design from the design, at the top of the retaining wall is put forward to establish the improvement measures of concrete wall cap and a calculation is made on the scheme and highway construction examples demonstrate the necessity and effectiveness, as well as in the construction process and operation maintenance of the corresponding prevention measures.To ensure the economy and security of highway construction of highway operating in traffic safety, comfortable, smooth, maximum road use function into full play.

Key words:shoulder wall; damage; the reason; the prevention and treatment of

中圖分類號(hào)：U416.216

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào):1673-1417（2016）01-0019-05

doi:10.13908/j.cnki.issn1673-1417.2016.01.0004

收稿日期：2016－01－12

作者簡(jiǎn)介：羅錚（1968—），男，福建泉州人，碩士，高級(jí)工程師，主要從事路橋工程設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)研究工作。