擋土墻加固設(shè)計方案研究

龔 巧 艷

(廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510450)

?

擋土墻加固設(shè)計方案研究

龔 巧 艷

(廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510450)

通過分析某工程擋土墻失穩(wěn)的原因，提出了四種加固擋土墻的方案，從工程造價、加固效果、施工工藝等角度，對比了各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選取了水泥攪拌樁改善墻后土體+錨桿錨固的方案。

擋土墻，加固方案，工程造價，施工方法

0 引言

擋土墻結(jié)構(gòu)作為支撐路基填土的結(jié)構(gòu)物，是保證路基穩(wěn)定性的重要組成部分。擋土墻失穩(wěn)在工程中時常碰到，一旦出現(xiàn)失穩(wěn)，會造成安全事故和不必要的損失。因此,對出現(xiàn)問題或可能出現(xiàn)問題的擋墻進(jìn)行加固具有極其重要的工程實(shí)際意義,是工程的一個重要研究課題。本文通過對某工程中局部失穩(wěn)的擋墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方案進(jìn)行研究比選，為工程中擋墻加固提供參考。

1 擋墻倒塌原因分析

某工程水渠擋墻為路堤墻，水渠兩側(cè)對稱布置墻，擋土墻高5 m，其中外露高度3.5 m，埋深為1.5 m，寬1.6 m。擋土墻在建成后產(chǎn)生局部坍塌。經(jīng)過分析，擋墻產(chǎn)生坍塌的原因主要有兩個：

1)擋土墻背后填料不符合設(shè)計要求：施工單位采用填料為回填土，局部為淤泥質(zhì)土，填料抗剪強(qiáng)度指標(biāo)很低，施工時也沒有分層碾壓，導(dǎo)致實(shí)際土壓力大于設(shè)計土壓力。

2)擋墻沒有設(shè)置排水孔。地勘顯示擋墻背后地下水位位于擋墻頂面處，因施工單位沒有設(shè)置排水孔，擋墻背后地下水無法排除，加大了擋墻背后水土壓力。

2 擋墻加固方案分析

根據(jù)本工程的特點(diǎn)，結(jié)合加固效果、工程造價及美觀等考慮，得出四種加固方案：1)采用水泥攪拌樁改善墻后土體+錨桿錨固方案；2)墻背后設(shè)置抗滑樁方案；3)錨定板擋墻方案；4)設(shè)置橫向支撐梁方案。下面詳細(xì)分析四種方案。

2.1 方案一:水泥攪拌樁改善墻后土體+錨桿錨固

由于擋墻墻背后為素填土，填土厚度3 m～9 m不等，素填土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)較低，施工過程中不進(jìn)行分層壓實(shí)，另部分路段存在2 m～3 m的淤泥層，整體性較差，使用期間擋墻頂路面會有大量車輛通過或停放，綜合考慮對墻后土體進(jìn)行處治，即保證擋墻安全又避免日后道路開裂下沉(見圖1)。

具體施工方法：1)在現(xiàn)有擋墻墻后10 m范圍內(nèi)，通過分級卸

載，開挖出施工作業(yè)面，每級臺階高度不大于2.5 m，寬度不小于4 m。2)在擋墻墻后10 m范圍內(nèi)采用水泥攪拌樁改善土體，樁長8 m～12 m，間距1.2 m，梅花形布置。3)擋墻上施作錨桿來增強(qiáng)穩(wěn)定性。錨桿長15 m，縱向間距為2 m，單根錨桿抗拔力承載力不小于60 kN。錨桿采用劈裂注漿。4)完善擋墻背后泄水孔，墻后回填采用碎石，碎石層上下采用30 cm厚粘土封閉，同時在卸載開挖面設(shè)置永久排水盲溝，排除土體內(nèi)部滲水。5)卸載區(qū)回填土采用分層碾壓，同時填料不得采用遇水軟化材料，填料液限不得大于40%、塑性指數(shù)不得大于26。

本方案每延米工程造價約1萬元。

2.2 方案二：墻背后設(shè)置抗滑樁

由于場地存在凈空要求，不能加厚擋墻前側(cè)厚度，又由于該擋墻為仰斜式擋墻，加厚擋墻背側(cè)存在施工風(fēng)險，故均不能直接加厚擋墻。因此考慮在墻后設(shè)置一抗滑樁代替擋墻支擋土壓力(見圖2)。

具體施工方法：1)在現(xiàn)有擋墻墻后10 m范圍內(nèi)，通過分級卸載，開挖出施工作業(yè)面，每級臺階高度不大于2.5 m，寬度不小于4 m。2)現(xiàn)有擋土墻后設(shè)置直徑100 cm鋼筋混凝土灌注樁，樁長9 m。灌注樁縱向間距2 m，樁頂設(shè)置冠梁聯(lián)接，冠梁尺寸為1.2 m×1.2 m，于冠梁上設(shè)置直徑25 mm砂漿錨桿，錨桿進(jìn)入原狀土層，注漿采用劈裂注漿。3)灌注樁采用機(jī)械旋挖施工，不得采用人工開挖。灌注樁鋼筋通長伸入冠梁頂面以下10 cm，與冠梁整體澆筑。4)擋墻設(shè)置的泄水孔和墻背后回填土要求與方案一相同。

本方案每延米工程造價約1.2萬元。

2.3 方案三：錨定板擋墻

因?yàn)閷?shí)際土壓力大于設(shè)計土壓力，導(dǎo)致?lián)鯄μ士紤]設(shè)計錨定板，施加外荷載，抵消擋墻部分外荷載，從而保證擋墻的穩(wěn)定(見圖3)。

具體施工方法：1)擋墻墻背土體破裂線和建筑物基礎(chǔ)5 m以外的范圍內(nèi)開挖約6.5 m的深井，用于放置錨定板，錨定板與擋墻上錨拉筋連接。錨定板間距2 m一塊，拉桿設(shè)置于擋墻頂面以下1 m處，擋墻墻面拉桿橫向采用鋼筋混凝土肋條連接。2)擋墻設(shè)置的泄水孔與墻背后回填土要求與方案一相同。

本方案每延米工程造價約0.5萬元。

2.4 方案四：設(shè)置橫向支撐梁方案

由于該擋墻為水渠擋墻，水渠兩側(cè)均有同樣尺寸的擋墻。又根據(jù)現(xiàn)場坍塌情況分析，擋墻為傾覆和滑移破壞，沒有產(chǎn)生斷裂，說明擋土墻自身抗壓強(qiáng)度滿足要求，故考慮在對稱擋墻間施加支撐，以防止擋墻產(chǎn)生傾覆和滑移(見圖4)。

具體施工方法：1)在擋墻頂面和水渠底面分別采用支撐梁連接，每10 m設(shè)置一道支撐梁，截面80 cm×80 cm，兩側(cè)擋墻共同受力，相互支撐。2)擋墻設(shè)置的泄水孔與墻背后回填土要求與方案一相同。

本方案每延米工程造價約0.3萬元。

3 加固方案的比較

本文從施工難度、施工效果、工程造價及質(zhì)量控制等方面對上述四種方案進(jìn)行比較。比較結(jié)果見表1。

表1 方案比較分析

經(jīng)過上述比較，抗滑樁方案因?yàn)樵靸r較高，不推薦使用；錨定板方案因?yàn)殡y以保證施工質(zhì)量，不宜使用；設(shè)置支撐梁方案因?yàn)橛绊懰髁?，不?yīng)使用；水泥攪拌樁改善墻后土體+錨桿錨固方案因?yàn)樘岣吡藟笸馏w抗剪強(qiáng)度，同時錨桿也提供外荷載來抵消部分擋墻土壓力，從而能夠保證擋墻的穩(wěn)定。故經(jīng)過比較，推薦采用方案一水泥攪拌樁改善墻后土體+錨桿錨固來加固擋墻。

4 加固方案設(shè)計驗(yàn)算

擋墻采用水泥攪拌樁改善墻后土體+錨桿錨固后，擋土墻設(shè)計參數(shù)：加固后填料綜合內(nèi)摩擦角為35°，墻背與墻后填土摩擦角為17.5°，填土容重為19 kN/m3，基底摩擦系數(shù)為0.4，計算最不利工況擋土墻前后水位差為1.5 m(墻背地下水位為2 m，墻前水位為3.5 m)，錨桿提供軸向力為30 kN/m。

經(jīng)驗(yàn)算，滑移驗(yàn)算滿足:Kc=1.358>1.300，傾覆驗(yàn)算滿足:K0=1.688>1.500。說明加固后擋墻滿足規(guī)范設(shè)計要求。

5 結(jié)語

本文以某工程擋墻加固工程為例，通過分析擋墻失穩(wěn)的原因，結(jié)合工程實(shí)際情況做了幾種加固方案，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工難易等方面對幾種加固方案進(jìn)行比較，分析其可行性及合理性，并采用其中最合適的加固方案，水泥攪拌樁改善墻后土體+錨桿錨固加強(qiáng)現(xiàn)有擋墻，實(shí)踐證明該方案取得較好的效果，為類似工程提供借鑒。

[1] 李榮建.擋土墻加固非飽和土邊坡整體穩(wěn)定性分析[J].巖土力學(xué)，2006，27(sup)：905-908.

[2] 張新民.某失穩(wěn)重力式舊擋墻加固技術(shù)研究[J].湖北科技學(xué)院學(xué)報，2013，33(1):179-181.

[3] JTG D30—2015，公路路基設(shè)計規(guī)范[S].

[4] 中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司.公路擋土墻設(shè)計與施工技術(shù)細(xì)則[M].北京：人民交通出版社，2008.

Study on retaining wall reinforcement design scheme

Gong Qiaoyan

(GuangzhouVocationalCollegeofScience&Technology,Guangzhou510450,China)

Through analyzing the engineering retaining wall instability causes, the paper puts forward four kinds of retaining wall reinforcement schemes, compares their merits and defects four aspects of engineering cost, reinforcement effect and construction technology, and finally select the scheme of cement mixing pile improving wall soil+anchoring.

retaining wall, reinforcement scheme, engineering cost, construction method

1009-6825(2016)13-0085-02

2016-02-29

龔巧艷(1982- )，女，碩士，工程師

TU476.4

A