加筋挡土墙破坏研究

孙良程

(重庆交通大学土木建筑学院，重庆 400041)

1、加筋挡土墙基本状况

加筋挡土墙是利用加筋土技术修建的一种支挡结构物，其主要由墙面板，拉筋和填土三部分组成，借助拉筋与填土间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋从而稳定土体。由于其适应性强、占地面积少、施工性能好、造价低廉而被越来越多的采用。

随着加筋挡土墙的广泛使用，工程事故病害也诼渐增多。在一些地震或自然灾害频发地段，挡土墙破坏现象尤其严重。据现有的理论可知，加筋挡土墙的柔性构造对地震地区有极强的适应性，值得在铁路工程上推广使用。因此，全面地认识挡土墙的破坏形式，找出破坏产生的原因并制定详细的处置办法对实现加筋挡土墙安全建设具有重要的研究价值。

现行的《公路加筋土工程设计规范》及其它的设计规范中，主要是从加筋挡土墙的强度、稳定性、抗拔能力等对挡墙进行设计规定，对其破坏形式及处置办法并未明确要求，在实际工程操作中主要凭借实践经验，缺乏理论与科学研究分析。本文通过查找大量工程案例，整理出关于加筋土挡墙在实践应用中出现的各种病害，分析其产生的原因。结合不同破坏形式进行安全处置，为今后加筋土挡墙结构设计和施工提供借鉴。

2、加筋挡土墙破坏类型及原因

对于加筋挡土墙的破坏，主要可分为以下两个方面:1.结构物组成的破坏:加筋挡土墙结构某一部分(如面板、筋带、加筋路基)发生破坏;2.结构物整体破坏:加筋挡土墙整体结构倾覆、滑动、垮塌等。

2.1 组成破坏。面板损坏主要表现为混凝土板脱落、面板碎裂、面板砌缝增大等，产生这类破坏原因是:1.面板与填土自重压力及土压力过大;2.面板强度不够，所受拉筋拉力过于集中;3.面板与筋带联结构件不牢固;4.地下水与雨水渗入对面板产生侵蚀作用。

筋带断裂表现为筋板连接环处断裂、筋带之间连接处分离、筋带结构被拉断。产生这类破坏的原因可分为:1.填土属于松散材料，压实度不足，拉筋与填土摩擦力不足;2.拉筋长度不够，稳定区内拉筋长度过短导致摩擦力不足而被拉出;3.压实时边角弯折处压力过大导致筋带与连接坏连接成刃状而折断;4.采用钢带做拉筋时，由于排水不足筋带被腐蚀断裂。

路基路面破坏表现为路面凹陷有裂缝、路基差异沉降、变形。产生原因有:1.填土自重、行车竖荷载及横向离心力作用产生急剧变形破坏;2.加筋体填料为粉质填料，雨水渗入导致路基下沉变形，使路面产生较大裂缝。

2.2 整体破坏。整体破坏是在多个因素共同作用下产生的，在这种情况下挡土墙基本失去工程作用，对其的处置也比较困难。

产生整体滑动的原因:1，加筋挡土墙底部与水平地面摩擦力较小;2.岩石坡体不稳定，受理分布不均;3.加筋土结构中拉筋布置不合理。倾覆破坏主要是在外倾力矩大于抗倾力矩时发生，由于加筋挡土墙高宽比、拉筋长度不合理，拉筋与土的摩擦力无法抵消其土压力及荷载应力作用导致发生倾覆破坏。沉陷垮塌是在挡土墙内部作用下产生的，原因表现在:1.地基湿软、地下水丰富导致承载力不足;2.地基埋深较浅，在挡墙重力与荷载应力作用下导致土层强度降低发生破坏。加筋挡土墙竖直度超标指的墙体整体平面的竖直线形发生破坏，即挡墙平面发生外鼓、外倾、内凹或是出现竖向裂缝。这样不仅会影响挡墙整体美观，还可能造成一系列墙体结构破坏。造成这种情况的主要原因是:1.筋带布置间距过大，长度不够，填料压实度不足;2.施工时筋带未拉紧，在动荷载下产生残余变形。

3、加筋挡土墙破坏处置

当加筋土挡墙发生破坏，必须从整体角度进行考虑如何进行维护。随着研究的深入我们发现，较早的发现挡墙损害并进行相应的处置能减少工程造价，同时也能减少工程事故的发生，杜绝安全隐患。根据工程建设情况，其破坏处置主要分为前期预防与后期维护。

前期预防:从设计到施工必须进行严格要求。1.在勘察地质时必须详细了解地质与水文情况，对不符合要求的地质土与软弱夹层应及时做地基处理。2.设计过程中，要考虑当地的人文交通状况，对挡墙的高度与宽度、加筋材料、面板、填料等进行严格筛选，使其强度达到工程较高要求。填料尽可能选取密实度高，摩擦系数大的材料，避免使用粉土等松散材料。3.施工过程中，对填料压实充分、均匀，靠近面板的端角处因大型碾压机械不能进入，采用小型振动夯，多压实几遍使其达到压实度要求。特别注意筋带与面板垂直连接，防止连接出现刃角状，连接处还应进行防锈处理。混凝土面板应小心轻放，以防发生破裂。注意雨水与地下水的渗入，做好排水设施的布置。4.在挡墙建成使用后要定期进行观测、沉降监测，及时发现问题解决问题。

后期维护:在加筋挡土墙结构出现破坏，应及时处理:1.若发现面板破坏应对破损面板进行拆除更新，若多块面板相连破坏应间隔拆除更新，防止过多填料流出。面板连接处用水泥砂浆抹平，新面板与挡墙可用钢筋加固，增强连接的紧密性。若面板出现大面积破坏，可考虑在面板前设置重力式或砌片石挡墙，也可用锚杆式框架。若墙体表面出现竖向裂缝，可以采用在裂缝附近一段距离内用钢花管注浆。2.若发现挡墙倾斜鼓肚，考虑到拉筋断裂或强度不足的原因，用锚杆(锚索)框架进行加固。另外一种新的方法就是在面板出凿孔，安装预应力锚杆，打入坚硬岩石层，灌注水泥砂浆进行补强作用，增大筋土摩擦作用。3.若出现地基沉降、基底塌陷、滑动，需要考虑补强地基，增强基底的承载力作用。若挡墙高度较矮，采用钢花管注浆，注入水泥砂浆对地基进行灌注。当挡墙高度较高，出现滑动、倾覆现象时可采用新增抗滑桩，在挡墙前设立抗滑桩，并安装预应力锚杆，将其打入挡墙后岩层中。若加筋挡土墙破坏严重，可考虑增加重力式或砌片石挡墙进行二次加固。

4、结语

1.就目前的发展来看，加筋挡土墙作为一种柔型结构，以其经济性与安全性的优势将会成为优先选择的支挡类型。分析加筋挡土墙的破坏形式及其成因能更好地开展建设维护工作。2.加筋挡土墙的破坏很大程度上是多种因素共同作用产生的。分析其成因与处置办法必须做到从局部到整体。3.加筋挡土墙的维护处置办法还缺少理论上的科学与统一，需进一步研究分析。

［1］陈忠达.公路挡土墙设计［M］.北京:人民交通出版社，1999.

［2］凌天清，曾德荣.公路支挡结构［M］.北京:人民交通出版社，2006.

［3］陈华，房锐等 公路加筋土挡墙病害及整治措施研究［J］.公路，2009，12:73-77