重力式路基挡土墙稳定性分析与加固处理

重力式路基挡土墙稳定性分析与加固处理

何海峰1李森林1张辉2

何海峰1李森林1张辉2

1中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司071069

2北京华杰工程咨询有限公司100029

摘要：重力式挡土墙开裂失稳，给安全带来一定的隐患，本文针对这种情况，对挡土墙进行加厚补强来进行加固。通过对开裂挡土墙稳定性分析、计算和补厚加固实施后证明，该种加固方式取得很好的效果，可为同类工程治理有一定的借鉴作用。

关键词：挡土墙开裂加厚补强加固

一、引言

凤（凰）大（兴）路K1+810～K1+848段挡土墙为仰斜式路堤挡土墙，设计高度为15～18.7m不等，断面尺寸为3～4m，基础埋深60～120cm，坡比为1：0.25，墙身材料为浆砌石灰岩片石。台背回填材料为红砂岩，回填范围为墙后1m。另外挡土墙顶还有8m高的填土，其坡脚离墙顶外侧边缘距离有2m，坡比为1：1.5。在该挡土墙竣工后不久，发现墙体砌缝裂开，墙体向外鼓胀，且有的面墙片石竖向或斜向不规则裂纹。针对这一情况，拟采用墙体外侧对该段挡土墙进行加厚补强，增加垢工，籍以增加挡墙稳定性。为了对加厚补强处理方案进行设计，对原挡墙设计稳定性及垢工尺寸进行验算，并对台背回填料进行相关试验研究。

二、挡土墙现状稳定性分析

按原挡墙设计尺寸，对原设计的挡土墙进行了稳定性分析，根据墙体未发生滑移而仅是墙身自腰梁下1.0m处以下发生鼓胀开裂的实际，我们对挡墙进行了抗倾覆验算，现分析结果如下：

1.土压力计算：

为了偏安全起见，墙前被动土压力忽略不计，只进行墙后主动土压力的计算,采用库仑土压力来计算,计算结果如下：

由以上分析可知：在这两处的原挡土墙设计均不满足规范规定的抗倾覆要求，故需要对其进行加固处理。

三、试验分析与加固处理

1．填料试验研究

进行挡墙加固的为红砂岩，该岩石呈红褐色，光泽暗淡，这类岩石大多数强度低（5～20MPa），吸水性强，易风化，工程性质不稳定。节理较发育，很容易崩解，在饱水后用手个掰开，崩解迅速，抗压强度大幅度下降。胀缩变形较大，膨胀量的试验结果见下表，胀缩变形对公路工程的危害事非常大的，因此，施工中应采取措施予以防范。

2．试验成果及分析

我们对墙背填料红砂岩进行了一系列的试验分析，其物理力学性质见下表：

红砂岩物理力学性质表

从该试验数据可看出，膨胀和吸水较大，为了减少其崩解程度，浸水地段及低洼易积水地段表面不宜采用红砂岩填筑。该红砂岩高钙胶结，天然含水率低，在风化应力及浸水，失水风干和再浸水的不断循环中，岩石强度大幅度降低。岩石完整性差，给工程处理带来一定的困难。

3．挡土墙加固处理及抗倾覆验算

四、结论

通过实地观测，试验及计算，可得以下结论：

（1）挡土墙后路堤填料天然含水量低，但吸水性强，小时饱和后，其含水量高达，且同时发生崩解；吸水后自由膨胀率高达，说明该路堤填料属于吸水性较高，含有较多膨胀性粘土矿物的弱膨胀性的中等泥钙质红砂岩。

（2）大型自剪试验表明，作为路堤填料的红砂岩碎石饱和抗剪强度,即饱和后仍具有较高的强度。

（3）事实表明，对于失稳挡墙通过加厚的加固措施后，效果显著，稳定性好。

参考文献：

[1]交通部第二公路勘察设计院.路基.人民交通出版社。

[2]公路桥涵地基与基础设计规范JTGD63-2007