挡土墙加固设计方案研究

龚 巧 艳

(广州科技职业技术学院，广东 广州 510450)



挡土墙加固设计方案研究

龚 巧 艳

(广州科技职业技术学院，广东 广州 510450)

通过分析某工程挡土墙失稳的原因，提出了四种加固挡土墙的方案，从工程造价、加固效果、施工工艺等角度，对比了各种方案的优缺点，最终选取了水泥搅拌桩改善墙后土体+锚杆锚固的方案。

挡土墙，加固方案，工程造价，施工方法

0 引言

挡土墙结构作为支撑路基填土的结构物，是保证路基稳定性的重要组成部分。挡土墙失稳在工程中时常碰到，一旦出现失稳，会造成安全事故和不必要的损失。因此,对出现问题或可能出现问题的挡墙进行加固具有极其重要的工程实际意义,是工程的一个重要研究课题。本文通过对某工程中局部失稳的挡墙结构进行加固的方案进行研究比选，为工程中挡墙加固提供参考。

1 挡墙倒塌原因分析

某工程水渠挡墙为路堤墙，水渠两侧对称布置墙，挡土墙高5 m，其中外露高度3.5 m，埋深为1.5 m，宽1.6 m。挡土墙在建成后产生局部坍塌。经过分析，挡墙产生坍塌的原因主要有两个：

1)挡土墙背后填料不符合设计要求：施工单位采用填料为回填土，局部为淤泥质土，填料抗剪强度指标很低，施工时也没有分层碾压，导致实际土压力大于设计土压力。

2)挡墙没有设置排水孔。地勘显示挡墙背后地下水位位于挡墙顶面处，因施工单位没有设置排水孔，挡墙背后地下水无法排除，加大了挡墙背后水土压力。

2 挡墙加固方案分析

根据本工程的特点，结合加固效果、工程造价及美观等考虑，得出四种加固方案：1)采用水泥搅拌桩改善墙后土体+锚杆锚固方案；2)墙背后设置抗滑桩方案；3)锚定板挡墙方案；4)设置横向支撑梁方案。下面详细分析四种方案。

2.1 方案一:水泥搅拌桩改善墙后土体+锚杆锚固

由于挡墙墙背后为素填土，填土厚度3 m～9 m不等，素填土抗剪强度指标较低，施工过程中不进行分层压实，另部分路段存在2 m～3 m的淤泥层，整体性较差，使用期间挡墙顶路面会有大量车辆通过或停放，综合考虑对墙后土体进行处治，即保证挡墙安全又避免日后道路开裂下沉(见图1)。

具体施工方法：1)在现有挡墙墙后10 m范围内，通过分级卸

载，开挖出施工作业面，每级台阶高度不大于2.5 m，宽度不小于4 m。2)在挡墙墙后10 m范围内采用水泥搅拌桩改善土体，桩长8 m～12 m，间距1.2 m，梅花形布置。3)挡墙上施作锚杆来增强稳定性。锚杆长15 m，纵向间距为2 m，单根锚杆抗拔力承载力不小于60 kN。锚杆采用劈裂注浆。4)完善挡墙背后泄水孔，墙后回填采用碎石，碎石层上下采用30 cm厚粘土封闭，同时在卸载开挖面设置永久排水盲沟，排除土体内部渗水。5)卸载区回填土采用分层碾压，同时填料不得采用遇水软化材料，填料液限不得大于40%、塑性指数不得大于26。

本方案每延米工程造价约1万元。

2.2 方案二：墙背后设置抗滑桩

由于场地存在净空要求，不能加厚挡墙前侧厚度，又由于该挡墙为仰斜式挡墙，加厚挡墙背侧存在施工风险，故均不能直接加厚挡墙。因此考虑在墙后设置一抗滑桩代替挡墙支挡土压力(见图2)。

具体施工方法：1)在现有挡墙墙后10 m范围内，通过分级卸载，开挖出施工作业面，每级台阶高度不大于2.5 m，宽度不小于4 m。2)现有挡土墙后设置直径100 cm钢筋混凝土灌注桩，桩长9 m。灌注桩纵向间距2 m，桩顶设置冠梁联接，冠梁尺寸为1.2 m×1.2 m，于冠梁上设置直径25 mm砂浆锚杆，锚杆进入原状土层，注浆采用劈裂注浆。3)灌注桩采用机械旋挖施工，不得采用人工开挖。灌注桩钢筋通长伸入冠梁顶面以下10 cm，与冠梁整体浇筑。4)挡墙设置的泄水孔和墙背后回填土要求与方案一相同。

本方案每延米工程造价约1.2万元。

2.3 方案三：锚定板挡墙

因为实际土压力大于设计土压力，导致挡墙坍塌，故考虑设计锚定板，施加外荷载，抵消挡墙部分外荷载，从而保证挡墙的稳定(见图3)。

具体施工方法：1)挡墙墙背土体破裂线和建筑物基础5 m以外的范围内开挖约6.5 m的深井，用于放置锚定板，锚定板与挡墙上锚拉筋连接。锚定板间距2 m一块，拉杆设置于挡墙顶面以下1 m处，挡墙墙面拉杆横向采用钢筋混凝土肋条连接。2)挡墙设置的泄水孔与墙背后回填土要求与方案一相同。

本方案每延米工程造价约0.5万元。

2.4 方案四：设置横向支撑梁方案

由于该挡墙为水渠挡墙，水渠两侧均有同样尺寸的挡墙。又根据现场坍塌情况分析，挡墙为倾覆和滑移破坏，没有产生断裂，说明挡土墙自身抗压强度满足要求，故考虑在对称挡墙间施加支撑，以防止挡墙产生倾覆和滑移(见图4)。

具体施工方法：1)在挡墙顶面和水渠底面分别采用支撑梁连接，每10 m设置一道支撑梁，截面80 cm×80 cm，两侧挡墙共同受力，相互支撑。2)挡墙设置的泄水孔与墙背后回填土要求与方案一相同。

本方案每延米工程造价约0.3万元。

3 加固方案的比较

本文从施工难度、施工效果、工程造价及质量控制等方面对上述四种方案进行比较。比较结果见表1。

表1 方案比较分析

经过上述比较，抗滑桩方案因为造价较高，不推荐使用；锚定板方案因为难以保证施工质量，不宜使用；设置支撑梁方案因为影响水渠流量，不应使用；水泥搅拌桩改善墙后土体+锚杆锚固方案因为提高了墙后土体抗剪强度，同时锚杆也提供外荷载来抵消部分挡墙土压力，从而能够保证挡墙的稳定。故经过比较，推荐采用方案一水泥搅拌桩改善墙后土体+锚杆锚固来加固挡墙。

4 加固方案设计验算

挡墙采用水泥搅拌桩改善墙后土体+锚杆锚固后，挡土墙设计参数：加固后填料综合内摩擦角为35°，墙背与墙后填土摩擦角为17.5°，填土容重为19 kN/m3，基底摩擦系数为0.4，计算最不利工况挡土墙前后水位差为1.5 m(墙背地下水位为2 m，墙前水位为3.5 m)，锚杆提供轴向力为30 kN/m。

经验算，滑移验算满足:Kc=1.358>1.300，倾覆验算满足:K0=1.688>1.500。说明加固后挡墙满足规范设计要求。

5 结语

本文以某工程挡墙加固工程为例，通过分析挡墙失稳的原因，结合工程实际情况做了几种加固方案，从技术、经济、施工难易等方面对几种加固方案进行比较，分析其可行性及合理性，并采用其中最合适的加固方案，水泥搅拌桩改善墙后土体+锚杆锚固加强现有挡墙，实践证明该方案取得较好的效果，为类似工程提供借鉴。

[1] 李荣建.挡土墙加固非饱和土边坡整体稳定性分析[J].岩土力学，2006，27(sup)：905-908.

[2] 张新民.某失稳重力式旧挡墙加固技术研究[J].湖北科技学院学报，2013，33(1):179-181.

[3] JTG D30—2015，公路路基设计规范[S].

[4] 中交第二公路勘察设计研究院有限公司.公路挡土墙设计与施工技术细则[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

龚巧艳(1982- )，女，硕士，工程师

TU476.4

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