一种既有挡土墙的加高结构

董 阁, 王祖珍

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司;公路交通节能与环保技术及装备交通运输行业研发中心,安徽 合肥 230088)

0 引 言

挡土墙是指支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的构造物。有的挡土墙已修建并正常运行多年，随着山坡土地的开发，推土、填土造成挡土墙的高度增加，原有旧挡土墙的高度已不再适用，需要进行相应工程处理。已往的处理方法一般是将原有挡土墙拆除重建，但此方法工程量大，费工费时，而且存在一定危险性。因此，在既有挡土墙的基础上进行加高处理是较合理的办法。

但既有挡土墙的原设计并未考虑后续填土加高的情况，其仅能支撑、承担原填土产生的荷载。加高后的新增填土若作用于既有挡土墙，必将增加既有挡土墙的土压力与基底应力，消耗既有挡土墙的安全储备，甚至导致既有挡土墙结构不满足地基承载力及抗滑稳定要求，使既有挡土墙具有失稳的潜在危险。

可见，有待设计一种合理的既有挡土墙加高结构，使新加高填土对既有挡土墙的影响降到最小。

1 既有挡土墙的加高装置

一种既有挡土墙的加高结构，包括钻孔桩、框架结构与预制板；钻孔桩均匀排列于既有挡土墙后原填土中，框架结构置于原填土的顶面，钻孔桩的纵向钢筋锚入框架结构的底层框架中；框架结构在既有挡土墙上方利用立柱与斜梁设置三角形的镂空区，框架结构在远离既有挡土墙的一侧设置端梁；端梁上均匀地设置多个倾斜的预留孔，预留孔中设置锚固于原填土中的锚杆；框架结构上方铺设有预制板，后续的加高填土压在预制板上，如图1～图4所示。

图1 挡土墙加高装置主视图

钻孔桩均匀排列于既有挡土墙后原填土中，钻孔桩不少于2排。各钻孔桩沿竖向的投影不压在既有挡土墙的底板上，使钻孔桩的荷载不直接传递给既有挡土墙。通常，钻孔桩的深度应超过既有挡土墙的底板，最大限度地降低对既有挡土墙的应力影响。

图2 挡土墙加高装置立体图

框架结构置于原填土的顶面，钻孔桩的纵向钢筋锚入框架结构中，使钻孔桩与框架结构形成强度与刚度较大的整体，共同承担新填土荷载。框架结构由相互垂直的梁现浇而成，在原填土的顶面进行支模与钢筋绑扎即可，施工便利。框架结构在既有挡土墙上方利用立柱与斜梁构成镂空框架，镂空框架形成截面为三角形的镂空区域，立柱的高度即为挡土墙拟加高的高度。

图3 未铺设预制板的加高装置

图4 框架结构与钻孔桩连接示意图

框架结构在远离既有挡土墙的一侧设置端梁，端梁可以是框架结构中底层框架的一部分，端梁上均匀地设置多个倾斜的预留孔，预留孔中设置锚固于原填土中的锚杆。端梁需承担锚杆的张拉荷载，故其尺寸相对较大。锚杆的作用是：对框架结构施加一个远离临空面的倾斜荷载，提高加高结构的抗倾覆能力。新填土产生的荷载最终由钻孔桩与锚杆共同承担。新填土的重心应位于底部多排钻孔桩的几何形心处，尽可能避免产生偏压荷载，以提高加高结构的抗倾覆能力。

预制板铺设在斜梁与框架结构的上部，形成缝隙较小的整体。加高填土压在预制板上，加高填土的重量基于预制板与框架结构传递给钻孔桩，最终使既有挡土墙不承担后续加高填土产生的荷载。

2 加高装置的施工方法

所提既有挡土墙加高结构的施工过程如下：

(1) 清理既有挡土墙顶面的植被与浮土，按照设计方案，在既有挡土墙后方原填土中钻孔、清孔、安放钢筋笼、浇筑混凝土，形成钻孔桩。

(2) 按照设计方案，在既有挡土墙原填土顶面支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土，形成框架结构，框架结构在既有挡土墙上方利用立柱与斜梁形成三角形的镂空区域，框架结构在远离既有挡土墙的一侧设置端梁，端梁上均匀地设置多个倾斜的预留孔。

(3) 按照设计方案，在端梁的预留孔中完成锚杆的施工。

(4) 把预制板铺设在斜梁与框架结构的上部，形成缝隙较小的整体。

(5) 在预制板上分层填筑新填土，分层碾压达到规范要求。直至新填土填至设计标高，各项指标满足要求后，施工结束。

所提技术具有下列优点：加高填土的重量最终作用在钻孔桩上，既有挡土墙不承担后续加高填土产生的荷载，使新加高填土对既有挡土墙的影响降到最低(甚至为零)；框架结构在既有挡土墙上方利用斜梁与立柱形成三角形的镂空区域，镂空区域无填土(填土压在斜梁与框架结构上部的预制板上)，在满足填土标高要求下降低了填土用量，减轻了新填土的整体自重，提高了挡土墙的整体稳定性；采用在框架结构上铺设预制板的办法形成承土面，与现浇混凝土板相比，降低了模板工程与钢筋工程的难度，提高了施工速度，最终降低了造价。

3 结束语

本文提出了一种既有挡土墙的加高结构，包括钻孔桩、框架结构与预制板，钻孔桩均匀排列于既有挡土墙后原填土中，框架结构置于原填土的顶面，钻孔桩的纵向钢筋锚入所述框架结构中，框架结构在既有挡土墙上方设有镂空区，框架结构在远离既有挡土墙的一侧设置端梁，端梁上均匀的设置多个倾斜的预留孔，预留孔中设置锚固于原填土中的锚杆，框架结构上方铺设有预制板，后续的加高填土压在预制板上。本方案中加高填土的重量基本作用在钻孔桩上，既有挡土墙不承担后续加高填土产生的荷载，使新加高填土对既有挡土墙的影响降到最低；框架结构的镂空区域无填土，减轻了新填土的整体自重，提高了挡土墙的整体稳定性。