概述

挡土墙的分类

挡土墙的种类很多，按照其构造特点可以分为：

（1）重力式挡土墙;

（2）悬臂式挡土墙;

（3）扶臂式挡土墙;

（4）支撑式挡土墙;

（5）锚定板挡土墙;

（6）板桩墙挡土墙;

（7）加筋土挡土墙。

挡土墙存在问题

挡土墙的紧张载荷是土压力和干系的外来载荷，随着其利用韶光的增长，挡土墙的稳定性就会减弱，乃至会涌现不同程度的失落稳征象。
尤其是在频繁的外部载荷和地震、水灾等自然成分浸染下，挡土墙的失落稳征象表现的更加突出。
在公路交通培植中，险些所有的跨线大桥，山区公路均建有挡土墙。
在动载荷下挡土墙的失落稳日趋严重，如：

始建于80年代的滨州黄河大桥南北接线的挡土墙，墙高6m，从1991年开始，挡土墙逐渐开始发生变形，墙体外倾，到1997年墙体的最大变形达280mm，个中南接线西侧乃至发生过坍塌事件，严重威胁到整座大桥的交通安全。
建成于1990年前后的104国道界河立交桥，自建成初期即发生轻微的墙体外移征象。
从1997年开始，墙体的外鼓变形加剧，到2000年6月份，墙体最大的位移量达到100mm，绝对位移量超过200mm，路面局部发生纵向开裂，墙体的顶部面板开始脱落，墙体整体失落稳，并有进一步加剧的趋势。
位于山东省淄博市境内的辛店大桥，纵向长度600m的挡土墙均涌现不同程度的外倾和外鼓征象，局部的外鼓达150mm之多，从而严重威胁到了公路运输的安全。
2001年9月27日，洛阳-三门峡高速公路K104+940-K105+100段坡间挡土墙，溘然随坡体下滑，塌方量达12万m3以上，半幅路基均匀下陷深度为5m，致使原定通车韶光滞后3个多月。
京沪高速公路（化临段）挡土墙在培植过程中即发生不同程度的侧滑征象，不得不重新设计和加固。

由此可见，挡土墙的失落稳问题不是个例，而是带有普遍性。
仅山东省境内就有不少于20座各种挡土墙发生不同程度的失落稳征象。
海内类似工程有几百处，严重者乃至有可能酿成墙体倾覆、交通中断、职员伤亡的严重事件。
因此，如何在设计和施工阶段采取有效的工程方法，以肃清挡土墙失落稳的事件隐患是事关交通安全的重大工程技能难题。

失落稳挡土墙的加固方法

紧张有预应力锚固、重力式翼墙、后跺式扶臂墙、喷射混凝土和预应力锚杆联合加固以及加筋喷射混凝土和预应力锚杆联合加固等 。

在实际工程中，由于挡土墙所承受的外部载荷环境不同、回填土性子以及挡土墙的类型不同，因而，构造失落稳的缘故原由和所采取的加固方法以及同一种方法所选用的加固参数也不尽相同，以是，问题的研究必须有针对性。
即针对某一类型的挡土墙的失落稳情形，从实际出发进行比较系统的研究，理解它的失落稳机理并选择一种切实可行的加固方法，从理论和实践中加以证明其可行性并进而推广运用。

加筋土挡土墙失落稳的基本特色及缘故原由剖析

失落稳特色

据调查，加筋土挡土墙虽然培植的年代、运用工具乃至详细的设计参数不尽相同，但由于基本构造是相似的，因此其失落稳征象都有着共同的特色：

1、墙体外鼓

这种征象约占70%，紧张有以下两种表现形式：

(a)弧形外鼓(图6a)。
调查创造，全国现有的加筋土挡土墙运行5年以上的，都不同程度地涌现了墙体外鼓，路面两侧护栏内倾，且墙体越高，外鼓征象越严重，外鼓位移最大处一样平常发生在离地面高度的2/3处。

(b)S形外鼓(图6b)。
这种征象不是伶仃存在的，一样平常伴随着弧形外鼓涌现(例如G104界河立交桥)，其紧张特色是：总体仍属弧形外鼓，但在墙体中下部又涌现另一外鼓征象。

2、墙体外倾(图6c)

这种征象约占30%，紧张特色是：墙体整体外倾、路边护栏外倾（如滨州黄河大桥北接线东侧墙体）。

3、路面开裂

所有涌现失落稳征象的加筋土挡土墙，一样平常都伴随着路面纵向开裂，严重者裂痕宽度达5—20mm，路面有无裂痕，是判别墙体是否整体失落稳的最紧张的特色。

4、拉筋与面板分开，造成墙体面板局部单块滑落。

加筋土挡土墙失落稳特色示意图

缘故原由剖析

加筋土挡土墙是国内外已广泛运用的成熟技能，我国也制订了相应的设计与施工规范（JTJ015-90）。
但为什么加筋土挡土墙在建成初期或运行一定期间后却相继发生了轻微变形以至发展成严重失落稳变形呢？经综合剖析，其存在着外在和内在两方面的缘故原由：

1、外在缘故原由

(a)我国大规模培植加筋土挡土墙期间，交通流量远不及现在大。
例如：滨州黄河大桥81年以前日交通量均匀为3085辆，到2000年已增至14890辆；山东省G104界河立交桥建成初期（1989年），日均交通量为2168辆，至2000年达到7645辆，且大型运输车辆增多，超载严重（最大车货总量超过100吨），直接导致路面动荷载剧增，超过了原设计路基的承载能力。

(b)对付一样平常车流量很大，动荷载相对较高的路段，墙体变形一样平常紧张受动荷载的影响，涌现严重的外倾失落稳，造成顶层拉筋断裂、面板脱落。

(c)施工质量不高，尤其初期填方不实，拉筋松弛或拉筋材料选材不适当乃至不合格也是造成加筋土挡土墙失落稳的不可忽略的外在缘故原由。

2、内在缘故原由

(a)车辆动荷载所引起的侧压力沿垂直方向屈服布西涅斯克解，即在弹性半空间体上浸染一压力，其应力分布是上大下小，而主动土压力是上小下大，二者浸染的迭合，即在离地面高度的2/3处形成最大的外推力。
因此，墙体外鼓是一定的。
但外鼓不一定失落稳，只要外推力不超过拉筋的抗拉强度，墙体仍可保持相对稳定，而判别挡土墙是否失落稳的最明确的外在标准是路面是否开裂及面板是否脱落。

(b)加筋土挡土墙的加筋材料为增阻迟缓的柔塑性体，在动荷载浸染下增阻速率滞后，不能及时供应阻力以抵御动载对土体的毁坏浸染。
在许多情形下，拉筋失落效并非是本身强度不足，而是增阻速率不及动载的增载加速，土体因瞬间变形超限而毁坏，从而导致墙体填方失落稳。

(c)墙体内的填土本身强度很低，建成之时存在着初始塑性变形区，动荷载剧增即可诱发原有塑性区的进一步扩大和发展，随着韶光的积累和变形的叠加，即可能在挡土墙内部涌现整体和永久性的毁坏。

实 例 界河立交桥加筋土挡土墙失落稳加固处理

工程背景

界河立交桥建成于1990年，自建成初期即发生轻微墙体外倾征象。
从1997年开始，外鼓变形逐渐加剧，至2000年6月，最大位移量相对值达100mm，绝对值超过200mm，路面局部发生纵向开裂，两侧护拦内倾，顶部面板局部脱落，墙体整体失落稳，并有进一步加剧的明显趋势 。

工程对策

1、必须知足的条件条件

对付失落稳加筋土挡土墙，最大略的处理方法是在墙体外侧压土或附加一个重力挡墙作为外支撑，但这将直接导致加筋土挡土墙的紧张优胜性的损失，不但工程量巨大，又须要重新征地，除非紧急抢险，此方案不能采取。
任何拟采取的加固方案必须知足以下条件：

(a)不能毁坏原工程的基本构造，所履行的加固方案既能完备保留加筋土挡土墙的既有优胜性，又能担保不影响其利用功能。

(b)在不影响主路面安全运行的条件下能正常进行加固施工。

(c)施工工艺要相对大略，工程造价及施工工期不能高于其它加固方案。

2、可采取的工程方案

经反复剖析比较，能同时知足上述条件的方案实在范围很小：首先，其必须是常规技能；其二，它能有效抑制或减小墙体变形；其三，它具有可靠的有效性和持久性。
如何选择并确定这样一个由多项常规技能构成又非常规的有效技能组合，是办理失落稳加筋土挡土墙加固问题的最大难题。

（a）紧张方案

空想的方案是通过一种分外的工艺，将墙体对应面板凿穿，穿上钢筋，对拉锁定，完备取代原有的拉筋(图8a)。

由于海内目前凿孔设备及技能所限，对穿凿孔不易实现，可改由两侧分别凿孔，并安装预应力锚杆以代替对拉钢筋，这样凿孔问题易办理，同时又保持了前者的技能精髓，是可履行的技能方案(图8b)。

紧张方案示意图

（b）选定方案

在墙表面喷射一层砼(加锚网)，使分散的面板预制块由单体变成整体，这样可担保在墙表面任何一点加力都能将力分布在“一片”而不是“一块”上，全体喷层相称于一个大承力垫板，全体外墙成为一个整体，可大大提高其抗弯、抗剪和整体承载能力。

在墙体两侧墙面对打1—3排预应力锚杆，以此来有效抑制墙体的变形。

锚杆安装过程中，采取“分层多次高压注浆预应力锚固技能”，履行多次分层注浆，既能通过对土体的改性加固墙体本身，又可提高预应力锚杆的承载力，一石二鸟。

3、须要战胜的紧张技能难题

(a)凿孔问题。
由于路基填土为非原状土，而是由土石组成的杂填土，在这样的杂土层中钻孔十分困难，能否正常成孔是选定方案正常履行的关键和条件。

(b)预应力锚杆。
虽然在岩石层中或在原状土层中安装永久预应力锚杆在国内外已是常规技能，而在人工杂填土层中履行该项技能却有许多没有办理而又必须办理的技能难题：

预应力锚杆预应力值的衰减特色如何，终极稳定的预应力值是多少。
采取何种技能手段能提高并能永久保持设计预应力值。
如何确定预应力锚杆的设计参数(如锚杆的长度、直径、密度等)。

(c)锚喷网。
按方案，锚喷层是作为其与面板间的结合体而设计的，预期效果能否实现，如何实现？

(d)注浆。
在填土中进行注浆，浆液能否按预想的在设计范围内分层并有效扩散；如何在担保不毁坏路面和墙体本身的条件下确定注浆参数，履行高压注浆；注浆对终极加固效果影响有多大，浸染如何等等。
所有这些问题必须通过实验和现场工程实践来回答。

施工过程

本项目确定的加筋土挡土墙加固方案紧张由三项常规技能—锚喷、注浆和预应力锚固构成。
这三项技能在国内外岩土工程领域已得到广泛运用，但运用于加固加筋土挡土墙，在国内外尚属首次。
由于加固工具的分外性，以是，要达到设计哀求，担保完美的加固效果。

1、墙面锚喷网加固

在挡土墙外墙面铺设一层钢筋网，主筋采取ф10钢筋，网度为1000mm×1000mm，辅筋采取ф6.5钢筋，网度为150mm×150mm。

主筋的每个节点处，打一根连接锚杆。
连接锚杆采取ф16螺纹钢，锚固深度为500mm，并与主筋焊连。

在全体外墙面喷射一层80mm厚的砼，标号C25。

墙面喷射钢筋混凝土设计图

2、工程对策

针对上述问题，首先进行了理论剖析，基本弄清了涌现问题的内在缘故原由，根据不同情形，设计了多项不同的试验，从根本上办理了这些问题：

（a）合理配比。
通过现场喷射试验，确定了最适宜于喷射工具的喷射材料合营比，即水泥:砂:石子:水:速凝剂=1:2:2:0.4:0.025（重量比）。

(b)分层湿喷。
试验创造，单次喷层厚度不大于40mm，则喷层就不会分开墙面。
超过40mm，个别地段涌现轻微离层的迹象。

(c)局部增厚。
在每根预应力锚杆锚固墩周围增加了一道加强钢筋网，参数与单层相同。
经由试验，在每个锚固墩周围1m2范围内，喷层增至150mm（双层钢筋网），即可完备肃清由于局部承载而引起的喷层裂纹征象。

(d)分期养护。
每次喷射完成后，即进行一次养护（喷水），墙面强度增至设计值的40%时，再进行下一循环喷射和养护，直至达到哀求的厚度再进行终极养护。
试验证明，分层喷射、分期养护，可彻底肃清由于养护缘故原由而带来的喷层裂纹问题。

3 、其他常规工程方法

（a）连接锚杆安装

采取7655型气腿凿岩机钻孔，孔径50mm，孔深500mm，钻孔垂直于墙面。

向钻孔内注入水泥砂浆。
首先向孔内插入注浆管至孔底，随砂浆的注入缓慢地将注浆管拔出，担保砂浆注入饱满。

注完浆后，立即将连接锚杆插入，连接锚杆用ф16螺纹钢预制，外露端带弯钩，以备与主筋交叉相连。

（b）布设钢筋网

主筋的布设：按1000mm×1000mm的网度编主钢筋网，在钢筋网的交叉点处及锚钉与钢筋网打仗点采取焊连，焊接点位置与墙面的间隔为30～50mm。
在准备布设预应力锚杆的位置，预留孔位并采取塑料套管保护，以便于下一步预应力锚杆的施工。

辅筋的布设：按150mm×150mm的网度编辅筋钢筋网，在钢筋网的交叉点及辅筋与主筋的交叉处，采取φ2铁丝绑扎稳定，将辅筋钢筋网与主筋固定在一起。
在辅筋支配的同时，定点埋设掌握喷射混凝土厚度的标志，以确保混凝土喷射的厚度。

在预留的预应力锚杆钻孔孔口周围，布设1.0m2的加强钢筋网，两层网间距为50mm。

（c）喷射混凝土

首先将光滑的墙面凿毛，然后用高压风、水将墙面冲净，以担保首次喷层与墙面的良好粘合。

第一层喷射厚度40mm，喷头与喷面垂直，间距为0.6～1.0m，第二次喷射砼在第一次喷射养护24小时后进行，必须担保喷射厚度和表面平整。

（d）养护

每次喷射完成，喷层初凝后立即进行养护，当末了一次喷射的混凝土终凝2小时后，进行正常养护，每天至少喷水4次。
养护韶光一样平常不得少于7天。

每层喷完后第一次喷水养护时，采取低压喷水，以防止冲坏喷射混凝土表面。

在养护过程中凡创造剥落、外鼓、裂纹、局部湿润、光荣不均等不良征象，均及时剖析缘故原由、采纳方法进行修补，以防后患。

坡间挡土墙失落稳的类型及缘故原由剖析

所谓坡间挡土墙是指半填半挖段的路基挡土墙，一样平常位于自然边坡的坡面上，它是所有挡土墙构造形式中难度最大、构造最繁芜，也是最易失落稳的构造形式。

失落稳类型

(a).纯挚失落稳

所谓纯挚失落稳是指由于填方质量不好，墙体支挡能力不足，路面荷载过大而引起墙体本身的失落稳，常见的各种挡土墙失落稳大多属于此类情形。

(b).间接失落稳

此类失落稳是指由于坡体滑移导致的墙体根本外移，随意马虎诱发全体墙体倾覆的严重事件，这是所有挡土墙事件中最严重的情形。

坡间挡土墙失落稳的紧张特色

坡间挡土墙间接失落稳的紧张特色表现在以下三点：

(a) 坡体滑动

这是此类坡间挡土墙失落稳的根源。
其特点是由于挡土墙所在原坡体发生滑动，进而导致全体墙体外移失落稳。

(b) 路面开裂

墙体失落稳后，首先可察觉的迹象是路面产生纵向裂纹，严重者乃至可在路面的横断面上形成阶梯状。

(c) 发展迅速

上述两个特色与纯挚失落稳的特色类似，其最大的不同点在于此类失落稳发展十分迅速。
一样平常情形下，只要涌现迹象，即会在短韶光内(不超过一个月)发展成墙体倾覆、交通中断的严重事件，没有足够的后续加固管理韶光。
对此类事件处治的重点应是预先防止而不是事后管理。

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