加筋土擋土墻加固設計研究

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摘要:對哈爾濱繞城高速公路某路段加筋土擋土墻的檢測情況進行了介紹，分析了該路段加筋土擋土墻產生病害的原因，提出對該路段的路基加筋土擋土墻采用水平鉆孔對拉錨索+鋼板豎梁的加固方案，對該路段橋臺處的加筋土擋土墻采用扶壁式擋土墻加固方案。

關鍵詞:加筋土擋土墻，加固方案，對拉錨索

目前在我國公路建設的支檔構造物中廣泛應用加筋土擋土墻和重力擋土墻。加筋土擋土墻在工程建設中普遍廣泛的應用。隨著時間的推移由于多方面原因，擋土墻會產生不同程度的損壞和失穩等現象。

1項目研究概況

哈爾濱繞城高速公路(G1001)瓦盆窯至秦家段于2004年10月竣工通車，有加筋土擋土墻18段，總長5355km，已維修加固3段，本次擬維修加固加筋土擋土墻設計樁號K41+800～K41+938段、K42+024～K42+401段、K42+920～K43+555段及哈伊高速互通A匝道AK0+000～AK0+258段、AK0+341～AK0+460段，維修加固全長1．527km。原有加筋土擋土墻設計采用漿砌片石和水泥混凝土基礎，基底采用40cm天然砂礫換填;擋土墻面板采用C25水泥混凝土預制塊;筋帶采用CAT30020B型，從面板預留孔中穿過，折回另一端對齊鋪設，最長筋帶長15．5m，最短筋帶長7m;擋土墻面板內側設置100cm砂礫防凍層;擋土墻墻頂采用現澆混凝土找齊，設置鋼筋混凝土護輪帶、鑄鐵泄水管。

2加筋土擋土墻檢測情況

2013年3月，完成了哈爾濱繞城高速公路(G1001)瓦盆窯至秦家段設計樁號K41+800～K42+401段、K42+920～K43+555段及哈伊高速互通A匝道AK0+000～AK0+460段等9段加筋土擋土墻的檢測和技術狀況評價工作，認為評價檢測路段多處加筋土擋土墻的病害程度為嚴重級，并對評定為嚴重級的加筋土擋土墻提出重建或加固建議。2015年8月，對哈爾濱繞城高速公路(G1001)瓦盆窯至秦家段設計樁號K41+800～K42+401段、K42+920～K43+555段及哈伊高速互通A匝道AK0+000～AK0+460段等變形破損嚴重、擬維修加固的加筋土擋土墻的病害發展情況進行了復查，認為上述段落加筋土擋土墻現狀與2013年3月檢測結果相比，其外傾、鼓肚及沉陷等病害略有發展，但總體趨于穩定。

3項目實施的必要性

哈爾濱繞城高速公路(G1001)是我省高速公路網的中心樞紐，通過多個互通區與輻射長春、吉林、牡丹江、佳木斯、綏化、黑河、大慶等多個方向的高速、一級公路連接，并銜接哈爾濱市多條城市主干道，實現了過境車輛不再進入哈爾濱市區，并改善了哈爾濱市松花江南北兩岸道路交通不暢的狀況，對促進我省經濟發展，以及建立新型高效的物流系統起到了至關重要的作用。哈爾濱繞城高速公路(G1001)瓦盆窯至秦家段設計樁號K41+800～K41+938段、K42+024～K42+401段、K42+920～K43+555段及哈伊互通A匝道AK0+000～AK0+258段、AK0+341～AK0+460段加筋土擋土墻出現了墻體外傾、外鼓超標，瀝青混凝土路面開裂等病害，經檢測，該路段多處加筋土擋土墻的技術狀況評價為嚴重級。該路段加筋土擋土墻的技術狀態已影響了哈爾濱繞城高速公路(G1001)的使用功能，存在誘發嚴重交通安全事故的隱患，為使該段變形破損嚴重的加筋土擋土墻恢復其應有的功能，保證哈爾濱繞城高速公路(G1001)服務水平和行車安全，亟需對該段加筋土擋土墻進行維修。

4維修加固工程方案

方案設計中提出該段加筋土擋土墻處的部分路面縱向裂縫寬度較大，裂縫經灌縫后有多處再次開裂;加筋土擋土墻整體沉降和外傾較嚴重，墻頂混凝土護欄錯位嚴重;墻側多處有較明顯的外鼓現象，部分墻面板縫呈曲線狀，個別墻底面板斷裂;老機場路兩側橋臺加筋土擋土墻出現明顯的不均勻沉降，變形嚴重，兩側橋臺變形且與蓋梁發生擠壓。4．1路基加筋土擋土墻加固方案方案設計中推薦路基加筋土擋土墻采用對拉錨索+鋼板豎梁的加固方案，即在原擋土墻基礎頂面1m高的位置至路面下2m～2．5m位置之間采用水平鉆孔穿透整個路基寬度，鉆孔孔徑90mm，采用跟管成孔即鉆孔過程中即時穿橡膠管;然后采用預應力錨索對加筋土擋土墻兩側實施對拉錨索加固，預應力孔道的豎向間距為3m，張拉錨固順序為從下至上逐束張拉并灌注M30水泥砂漿;采用1cm厚50cm寬×h(墻高)鋼板豎梁+1cm厚30cm×30cm的鋼板墊塊提供錨索反力，鋼板豎梁立于原加筋土擋土墻基礎頂面，鋼板豎梁頂與原擋土墻頂部混凝土現澆段頂部同高。將原加筋土擋土墻面板表面進行鑿毛處理，并采用鋼筋網及噴射10cm厚C30水泥混凝土對擋土墻表面進行加固處理。底層鋼筋網采用Φ16@100cm×100cm形式布置，并通過50cm長的Φ16植筋固定于原擋土墻面板上，頂層鋼筋網采用Φ12@15cm×15cm形式布置，并與底層鋼筋網進行綁扎連接。鋼筋網及鋼板的高度在實際施工時，根據實際墻高進行調整。4．2橋臺處加筋土擋土墻加固方案方案設計中推薦橋臺處加筋土擋土墻采用扶壁式擋土墻加固方案。具體加固方案如下:1)K41+981．6處分離立交橋瓦盆窯側、秦家側的橋臺前側局部和左右兩側均新建鋼筋混凝土立壁，立壁厚度均為40cm，橋臺前側局部立壁高度5．8m，橋臺左右兩側立壁高度至原擋土墻混凝土現澆段頂面(瓦盆窯側立壁平均高度8．11m，秦家側立壁平均高度8．74m);橋臺前側局部和左右兩側均新建鋼筋混凝土扶壁，橋臺前側扶壁高度5m，橋臺左右兩側扶壁高度6m，扶壁厚度60cm、頂寬50cm、底寬230cm，扶壁與樁基礎通過承臺相連接。因原橋臺橋墩與前側擋土墻之間的間距較小，該處難以實施扶壁式擋土墻方案，故本次設計采用Ⅰ14型工字鋼對原擋土墻進行支護，工字鋼接入兩側新建擋土墻鋼筋混凝土扶壁內并與內部鋼筋進行焊接固定，支護位置為原擋土墻面板接縫處，間距50cm。瓦盆窯側新建擋土墻上行側長度18m、下行側長度4m，秦家側新建擋土墻上行側長度4m、下行側長度18m，采用對拉錨索加固。拆除橋臺兩側擋土墻的上部，重新澆筑路基外圍擋土墻，在道路縱向距離橋臺6．45m處設鋼筋混凝土錨板，錨板通過Φ28鋼筋分別與道路縱向、橫向重新澆筑的路基外圍擋土墻相連接，采用泡沫輕質混凝土回填至搭板下40cm，現澆40cm貧混凝土后重新澆筑搭板，在其上鋪筑8cm瀝青混凝土面層。2)K43+641．38處分離立交橋瓦盆窯側的橋臺前側局部和左右兩側均新建鋼筋混凝土立壁，立壁厚度均為40cm，橋臺前側局部立壁高度6．8m，橋臺左右兩側立壁高度至原擋土墻混凝土現澆段頂面(立壁平均高度10．05m);橋臺前側局部和左右兩側均新建鋼筋混凝土扶壁，橋臺前側扶壁高度6m，扶壁厚度40cm、頂寬50cm、底寬230cm，橋臺左右兩側扶壁高度8m，扶壁厚度60cm、頂寬50cm、底寬290cm，扶壁與樁基礎通過承臺相連接。因原橋臺橋墩與前側擋土墻之間的間距較小，難以實施扶壁式擋土墻方案，故本次設計采用Ⅰ14型工字鋼對原擋土墻進行支護，工字鋼接入兩側新建擋土墻鋼筋混凝土扶壁內并與其內部鋼筋進行焊接固定，支護位置為原擋土墻面板接縫處，間距50cm。瓦盆窯側新建擋土墻上行側長度9m、下行側長度4m，采用對拉錨索加固。3)哈伊互通AK0+299．59處分離立交橋哈伊公路側、秦家側的橋臺前側局部和左右兩側均新建鋼筋混凝土立壁，立壁厚度均為40cm，橋臺前側局部立壁高度9．3m，橋臺左右兩側立壁高度至原擋土墻混凝土現澆段頂面(立壁平均高度10．8m);橋臺前側局部和左右兩側均新建鋼筋混凝土扶壁，橋臺前側、左右兩側扶壁高度均為8m，扶壁厚度均為60cm、頂寬均為50cm、底寬均為290cm，扶壁與樁基礎通過承臺相連接。因原橋臺橋墩與前側擋土墻之間的間距較小，難以實施扶壁式擋土墻方案，故本次設計采用Ⅰ14型工字鋼對原擋土墻進行支護，工字鋼接入兩側新建擋土墻鋼筋混凝土扶壁內并與其內部鋼筋進行焊接固定，支護位置為原擋土墻面板接縫處，間距50cm。哈伊公路側、秦家側新建擋土墻上、下行側長度均為4m，采用對拉錨索加固。

5結論

1)推薦采用的路基加筋土擋土墻維修加固工程方案在國內尚無施工案例，并根據加筋土擋土墻病害發展情況開展動態設計。2)方案設計中推薦采用的加筋土擋土墻維修加固工程方案可行，建議在下階段工作中對路面開裂、墻體外傾、外鼓的路段進一步進行檢查，實行動態設計，并應對路基填料松散、空洞處采取壓漿等補強措施，加強基礎沉降觀測，制定防止基礎不均勻沉降致使墻體失穩的控制方案。

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作者:刁萬民 單位:京哈高速公路拉林河(吉黑省界)至哈爾濱段改擴建工程項目辦