某挡土墙加固方案设计

【摘要】在各类工程中，为了防止土坡发生滑坡和坍塌，通常修筑挡土墙加以支挡。随着时间的推移，很多挡土墙都出现了不同程度的失稳甚至破坏。挡土墙失稳具有普遍性，其危害性也是巨大的。本文以某生活小区的挡土墙失稳为例，通过分析其失稳破坏的原因，提出了一种加固失稳挡土墙的综合处理方案。

【关键词】挡土墙加固；锚杆格构梁；注浆加固；植草护坡

1、工程简介

某生活小区北侧边坡建有一重力式毛石挡土墙，地面上挡土墙高度为8m，基础埋深为1m，长度约288m，采用MU40青片石、M7.5水泥砂浆砌筑。泄水孔采用内径为100的PVC管，间距3m安装一根，呈梅花状排列。每10m设30mm伸缩缝一条，缝中满填沥青麻筋。墙背设截洪沟，墙前设排水沟。

现状挡土墙墙面出现开裂、隆起现象，局部砂浆散落，石块松动；挡土墙底部发生滑移，下部排水沟因挡土墙滑移而破坏；墙背部距离挡土墙约10m有一处民房，民房前坪土体表面出现张拉裂缝，民房局部开裂。挡土墙破坏将严重影响民房和小区的安全，应对该挡土墙及时进行加固处理

2、挡土墙破坏原因分析

2.1 截面尺寸偏小

挡土墙设计高度为6m，但是建设方在挡土墙砌筑过程中并未按图纸施工，在设计挡土墙顶部加高3m，加高部分的挡土墙厚度为1.4m，对该挡土墙截面进行验算，发现该挡土墙的抗滑移稳定系数和抗倾覆稳定系数均不满时规范要求，相关计算结果详下表所示。

2.2 未按设计要求施工

根据该工程的竣工资料，挡土墙施工季节为雨季，砌筑过程中墙背边坡曾因暴雨局部发生塌方。施工方为抢工期，造成挡土墙施工质量较差，泄水孔设置较少，且墙背未设置反滤层，泄水孔堵塞，不能及时将墙背土体中的水排出。墙背回填土未按设计要求压实。

2.3 雨水影响

挡土墙修筑之前山坡道路北侧有一个水塘，山坡上雨水可汇集于此，雨季可起到调蓄的作用；挡土墙修筑后，水塘被填平，雨季雨水沿山坡直接流向挡土墙后背土，因挡土墙顶部截洪沟被土和垃圾掩埋，雨水不能及时排走，直接渗入墙后土体中；因挡土墙泄水孔被堵塞，墙背土体中的水不能及时排到挡土墙外侧，造成墙后土体中水位升高，墙后土、水压力增大，挡土墙在增大的土、水压力作用下发生滑移与隆起。

根据地勘报告，边坡坡体主要物质组成为○1素填土，○2粉质黏土，○2粉质黏土含有风化砾石及岩块石，致使透水性增强，雨水沿土体孔隙下渗，致使土体饱和，抗剪强度降低，土压力增大。

2.4 山水冲刷

雨季山坡上水流较大，挡土墙砌筑砂浆在水流作用下发生破坏，片石之间失去砂浆的粘接作用，挡土墙在增大的土、水压力作用下更容易发生破坏，故山坡冲沟处的挡土墙破损最为严重。

在以上原因作用下，挡土墙处于不稳定状态，且挡土墙已出现开裂及隆起现象，需及时采取有效措施进行处理，防止滑坡进一步恶化

3、挡土墙加固方案

3.1 采用锚杆格构梁加固挡土墙

锚杆孔径φ150mm，锚孔倾角为向下15°，锚杆的锚固地层为粉质粘土层，锚固长度不小于20m。采用全长粘结型锚杆，锚杆灌浆采用孔底返压灌浆法，灌浆前应清孔，排放孔内积水，灌浆时注浆管应插至距孔底200～300mm，灌浆压力0.5MPa，锚杆钢筋与锚锚固砂浆的粘接强度为2.4MPa。采用锚杆的抗拔力特征值为150kN，施工后对锚杆进行抗拔试验，抗拔力均满足设计要求。

锚杆锚固段长度按下式计算[1]：

其中，D为锚固体直径；K为安全系数，可取1.6；Nt为锚杆承受的拉力标准值；qs为土体与锚固体间粘接强度特征值。

3.2 对挡土墙背部土体采用压力注浆加固；

注浆孔间距2mx2m网格状布置，孔径100mm，注浆深度至滑裂面以下2m。灌浆顺序采用跳孔间隔注浆由两侧向中间逐步进行。浆液水胶比为1.0，灌浆水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。灌浆作业中若发现灌浆孔相互串浆时，可采用群孔并联灌注，孔数不宜多于3个，并应控制压力，防止浆液超出停浆面或土层抬动，灌浆压力初定为0.2～0.5MPa[2]，注浆流量约8L/min，注浆压力可根据现场实际情况进行调整。设计要求注浆加固后土的综合内摩察角φ≥35°。加固后岩土力学参数应通过钻孔取芯试验验证满足设计要求。

3.3 增加排水措施；

锚挡土墙顶部设置800X1000（H）截洪沟；修复挡土墙底部已损坏的排水沟。在格构梁之间设置排水孔，注浆孔间距2mx1.5m网格状布置。

3.4 加固挡土墙上部土坡

修整挡土墙背部土坡，坡比≤1：1.5[3]，采用三维网植草护坡[4]。三维网为三层式，原材料为聚乙烯，厚度为14mm，抗拉强度≥2kN/m，单位质量≥350g/m2 ，幅宽为2m。每11.25m为一个沉降段，沉降缝宽20mm，该处的三维网不搭接，但两边需加密U型钉固定，除沉降段分界处外，每幅三维网用土工绳搭接，搭接宽度为150mm；边坡植草采用狗牙根。

结语：

自工程竣工至现在已有两年时间，挡土墻没有再发生滑移和开裂现象。通过施工过程中及施工完成后对挡土墙实时监测的数据可以看出，通过以上加固措施，挡土墙逐渐趋于稳定。

参考文献：

[1]GB50007-2011，建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社，2011.

[2]JGJ79-2012，建筑地基处理技术规范[S].中国建筑工业出版社，2012.

[3]GB50330-2013，建筑边坡工程技术规程[S].中国建筑工业出版社，2013.

[4]07MR403，城市道路-护坡[S].中国建筑标准设计研究院，2007.

作者简介：

王志伟（1985.6.5），男，工程师，硕士，市政结构设计工作。