山区公路改扩建工程中路基挡墙典型病害处理实例

冯伟

摘要：在山区高速公路建设中，路基不可避免的会经过沟谷地段，挡土墙是一种路基通过的结构形式，但沟谷内经常为残坡积覆盖层且较厚，承载力较低，基础处理不当易引起挡墙的地质病害。特别的，在山区公路改扩建过程中，针对原路基挡墙拼宽段，在新老挡墙衔接处处理不好更是存在严重的安全隐患，本文以都新高速公路改扩建工程中挡土墙病害及其加固设计为例，讨论了山区公路挡墙病害加固设计中需要注意的问题。

关键词：改扩建 路基 挡墙病害

Abstract: in the mountainous area highway construction, the roadbed inevitably through valleys, location, retaining wall is a kind of subgrade through the structure form, but in the valleys, often for the diluvial layer and thicker, bearing capacity is low, basic processing not easy cause retaining wall of geological diseases. Special in the mountainous area highway reconstruction process, retaining wall in the original subgrade spell wide section, in the new and old retaining wall in cohesion deal with more exists serious security problems, this paper to all new highway reconstruction projects of disease and retaining wall reinforcement design as an example, discusses the retaining wall disease mountainous highway reinforcement design the problems to be pay attention to.

Key words: retaining wall reconstruction roadbed disease

中图分类号：U449.7 文献标识码：A 文章编号：

概述

贵阳至新寨公路是贵州省骨架公路网中最主要的组成部分之一，同时也是“五纵七横”国道主干线渝湛公路(GZ50)在黔桂两省、区贵州境的对接段和西部大开发八条通道的组成部分。现有贵新公路于2001年建成通车，其中都匀至新寨段为二级汽车专用公路，2005年按照高速公路标准对该段进行改扩建。

YK151+516~YK151+597段桩基承台挡墙位于老贵新二级公路右侧加宽区域，该区域为原贵新二级公路一弃土场，地质情况为上层为人工堆积土层厚度最大达14m，中层为强风化到中风化灰岩厚度1~2m，下层为弱风化灰岩。挡墙设计为2*1.5m桩基加2m厚承台，上部为3~12m高衡重式挡土墙。该段挡墙原设计为须拆除原有老贵新路挡墙进行施工，因原挡墙及路基回填高度达13m，而原填方质量又较差，老挡墙拆除后将造成原贵新公路路基及该处高边坡坍塌的危险性及造成老贵新公路的完全中断，为保证老路畅通，决定老挡墙不拆除，将新建挡墙的后一段适当向外侧平移，并在大里程桩号与路基边线顺接。在施工过程中现在挡墙内侧回填区域路基大面积下沉，路缘有明显裂缝，经过几场大雨后，路基下沉加剧，缝宽最大达5cm，下沉量达10cm，路缘混凝土护栏基座有横向裂纹，挡墙外观未见裂缝，底部有微小推移，相邻承台有微小位移。初步判断原因为①原老路挡墙未拆除使填土形成了一个天然的结构面，而底部为松散堆积体，使其产生较大的水平土压力，由图示所形成的两个结果面组成后其更可认为是形成了一个人工填筑的滑体，原设计的桩是按承受竖向力设计的而现在变为承受水平力为主的桩。②路基向外側填筑使土的水平土压力相应增加。③原有地表土体在新填路基的压载下产生下沉，路基的下沉对挡墙产生推挤变形，此外下沉的土体可能对桩基产生推挤。

处理方案

方案一：锚索加固

对承台顶设置锚索加固。具体为在承台顶面对应的桩基中心线上打锚索，锚头采用植筋与承台固结，锚索股数及张力由计算确定。示意图如下

方案二：钢花管注浆

桩基承台挡墙内外侧均设置3排间距1m成梅花形布置的5mmφ108钢管桩，以抵挡侧向土体压力，使桩基承台挡墙只承受竖向压应力，并且在注浆过程中加固原堆积体。

设计深度根据地质情况控制，设计原则为注浆钢花管嵌入基岩2～4米。具体参数如下：

①、布 孔

注浆扩散半径计算：R=[(3kpγ.t/βn)]1/3

式中：K—土的渗透系数5.0×10-2cm/s

p—注浆压力150Kpa

γ—注浆管半径10.8cm

t—注浆稳压时间27分（1620s）

n—土的孔隙率50%（孔隙比0.99）

β—损失系数0.2

计算结果 R≈100cm

②、成孔深度及孔径

各钻孔穿过覆盖层及全强风化岩，进入中风化灰岩2～4米，成孔直径130mm，设计深度根据地质情况控制。

③、浆液

选用水泥—粉煤灰—水玻璃混合液，水泥为普通525号，粉煤灰细筛100目；水泥：粉煤灰为1：1，水玻璃浆液相对密度为1.14。混合液的相对密度1.4，水灰比为：水：水泥+粉煤灰为1：1。

④、注浆量计算

Q/L=V· n·β·(1+α)

V—单孔受注土体体积

n—孔隙率50%

β—可灌注率90%，α—浆液损失量20%

（材料体重，袋装水泥1.6T/m3，粉煤灰1.2 T/m3）

计算结果：单孔注浆量Q/L=3.82 m3/m

钢花管注浆为隐蔽工程，所列工程量为控制性工程量，实际工程数量应有现场监理核实确认。

综上两个方案：由于挡墙为M7.5浆砌片石，其齿缝的抗拉强度允许值不超过150Mpa,无法承受预应力张拉，另外锚索全段置于土中，预应力损失无法估算，待失效后又会出现以上病害，所以方案1不成立，而方案2在很好解决土体压力侧向力的同时又加固了原桩基周围土体，使之受力更加均匀。故推荐方案二。

3、过程控制

在挡墙顶、承台顶及下陷路基上设置观测点，加强对该段挡墙及承台的沉降及位移观测，监测墙体运动趋势。另外加强对挡墙坡面和底部裂缝的肉眼观察，出现异常立即向上汇报。遇大风大雨天气必须加大观测频率。并在挡墙范围内沿路线方向每隔2m设一安全锥，安全锥上拉起警戒线，将整个挡墙下沉区域与车辆通行区域隔离开，隔离带两端设置“前方施工减速缓行”标示牌，并设专人24小时职守，确保过往车辆安全畅通。

4.结束语

该段挡墙按照钢花管注浆处理后，经后期监控数据检算，未出现开裂沉降变形，原措施合理得当。

参考文献：

[1]交通部第二公路勘察设计研究院.路基.北京：人民交通出版社，1996.

[2]中华人民共和国交通部.公路路基施工技术规范JTG F10-2006.北京：人民交通出版社，2006

[3]陈忠达.公路挡土墙设计.北京：人民交通出版社.1999

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。