G321线泸州段加筋土挡墙破坏的综合整治

周俊

(四川省煤田地质局一三五队，四川泸州 646000)

加筋土技术以其结构合理、适用面广、经济可靠，日益受到工程界的广泛应用。近年来全国各地在修建线路工程中广泛应用加筋土工程，在 G321国道上目前已建成多处加筋土挡墙，随着公路服务时间的较长、行车数量重量的上升、行车轴载作用次数的积累以及自然因素综合作用，这些加筋土工程都产生不同程度的变形和损坏。个别的则由于变形破坏严重而影响公路的正常交通和行车安全。G312国道泸纳公路泸州段高路堤直立式加筋土挡土墙拉筋拉断致墙壁垮塌、路面下沉而使半幅交通被迫中断，需立即修复。本文通过对该段加筋土挡墙的修复实践，对加筋土挡墙路堤的成因、设计、加固修复进行分析。

1 加筋挡墙的变形和破坏

1.1 加筋挡墙概况

该段加筋墙位于泸纳公路(K1800+900)处，全长70m，路面宽为6×2m的沥青路。因路面设计超高而在外侧边缘设了一道边沟以排除路面雨雪水。加筋土路堤最高达14.3m，最低处高度4.6m，平均高度9.5m。墙壁由十字型混凝土预制块咬合叠成直立挡墙，自下而上分三个层次采用长度分别为 6m、8m、10m的聚丙乙烯筋条成绷形水平深入路基。路基由紫红块碎石夹粉质粘土分层压实而成。

1.2 加筋土挡墙变形及破坏特征

加筋土挡墙变形破坏处，侧墙高度均在5.3～14.4 m之间，一直处于变化中．表现为墙面向外鼓，路基下沉。2014年3月份连续多日的阴雨期间，加筋体发生急剧变形，拉筋被拉断，沿加筋体破裂面产生长达宽约7.5m，高约7.2m，厚约1.5m的垮塌。

垮塌体物质主要由高路堤直立式加筋土挡土墙与填方路基组成，填方为修建公路时堆填路基，主要为泥岩碎块石夹粉质粘土，粉质粘土分布不均，渗透性较好，为垮塌的形成提供了物质基础。由于该加筋挡墙修建时间较长，挡墙顶部及路面在过往车辆长期动荷载作用下局部形成裂缝，长期降雨形成的地表水易沿裂缝下渗，增加了填土路基土体的重度，同时也降低土体的抗剪强度，在土体压力作用下造成筋带断裂，最终造成加剧挡墙完全破坏。

2 加筋土挡墙破坏机制分析

针对加筋土路堤的变形和破坏特征，对造成损坏的原因进行分析，为确定根治方案提供依据。在对设计施工、养护资料进行分析的同时，对加筋土填方路基内部情况进行了地质钻探取样，共钻6孔，填方的主要物理力学性质见表1。

根据现场调查和勘查成果综合分析，加筋土挡墙变形，破坏的原因主要表现在以下几个方面。

2.1 地表水的因素

地表水是导致垮塌的重要因素之一，垮塌体物质为第四系人工填土，土质不均，泥岩碎块石夹粉质粘土，孔隙发育，渗透性好，大气降雨沿边沟、坡顶裂缝渗入了路基土中，加筋土挡墙路堤在施工时没有设置砂石垫层，雨水渗入路基后不能及时排出墙体，从而软化了墙体内的填土、增大了动水压力。

2.2 人类活动

垮塌区主要人类活动为G321上过往车辆，对挡墙产生的不均匀竖向荷载与动荷载作用。

2.3 地层因素

场地为高填方路基，施工中局部可能压实不足，孔隙率高，地表水易下渗，增加了土体自重，抗剪强度急剧降低，造成土压力增大，加筋带与粘土的摩擦系数急剧降低，筋带强度得不到充分的发挥，起不到应有的拉筋作用，最终导致加筋体内力平衡遭到破坏，从而降低加筋土挡墙的稳定性。

综上所述，路基土的自重和路面雨水的大量不断的渗入，路基土的软化以及筋带所受摩阻力的减小及筋带年久老化等因素的共同作用加上行车作用产生的不均匀竖向荷载与动载荷的影响造成加筋土挡墙变形破坏。

表1 加筋土挡墙填土物理力学性质指标统计表

3 加筋土挡墙路堤的综合整治

为防止产生大规模垮塌威胁国道G321线，保证G321安全畅通，依据设计合理、安全可靠、经济实用、彻底根治、不留隐患的原则，决定对加筋土挡墙进行综合整治，以达到降低路基土的含水量，提高土基的承载力；恢复和增强筋带的摩阻力；减少路面雨水的渗入等三方面的效果，使加筋土路堤保持在稳定状态。

3.1 防治措施及工程布置

根据垮塌区的工程地质特征、规模以及危害对象，在确保将来工程建设区安全的情况下，本着主要考虑“经济合理，技术可靠，施工方便”的原则，结合保护对象及地形，采取锚索格构+混凝土面板对该挡土墙进行恢复加固治理。

3.1.1 肋柱设计

图1

计算模型采用抗滑桩综合分析模块进行设计计算，根据计算结果，土压力在该模型的内力计算中起主导作用，按照《混凝土结构设计规范》进行桩截面的配筋设计。竖向肋柱截面采用0.60×0.60m，长15m，其中埋入基底岩土层中1.00m，肋柱竖向间距3.00m，共设置肋柱10根，长5～15m不等。肋柱中纵向筋（靠山侧）为4根Ф32钢筋，纵向筋（背山侧）为4根Ф32钢筋，两侧设置共4根Ф28构造钢筋，箍筋采用Ф112@180。

桩混凝土强度等级为C30，抗滑桩受力钢筋采用HRB400，构造钢筋和箍筋采用HRB335。桩混凝土保护层不小于50mm。肋柱基础采用人工挖孔桩，跳桩开挖。

3.1.2 混凝土面板设计

根据现场情况，在已发生垮塌的挡土墙部位设置钢筋混凝土面板，混凝土面板后 0.30m，其间配间隔20cm的双层钢筋，横向主筋采用Ф16HRB335，竖向采用Ф12HRB235钢筋，节点采用Ф12的支撑筋连接。板身混凝土采用C30，混凝土保护层厚度不小于50mm。混凝土面板设计面积约81m2。

3.1.3 横梁设计

为增墙加固效果及加固体的整体稳定性，横向设置截面0.40×0.40m的横梁，横梁中等距布置8根Ф 18钢筋，箍筋采用Ф12@180，横梁采用C30砼浇筑。

3.1.4 锚索设计

在横梁和肋柱节点设置预应力锚索，锚索采用1根Ф9.5的钢绞线制作，锚固长度不小于5.0m。

4 结论与建议

通过对泸纳公路加筋土挡墙的综合整治，在加筋土工程的设计、施工、养护工作中对下面的几个方面问题应引起重视。

1）加筋土工程尤其是多雨地区或以粘性土作填料的加筋土公路工程应采取有效的措施严防雨水浸入路基土。尽量减少雨水的渗入，除在墙体内设置砂石过滤层外，加筋土路段宜采用沥青路面；路面采用纵横向自然排水，不宜设置边沟。

2）路面一旦出现裂缝，须立即用热沥青进行灌缝，在冬、雨季可用乳化沥青进行灌缝，亦可用水泥砂浆封堵，以防止雨水沿裂缝下渗。

3）加筋土工程一旦发生变形破坏．需立即查找原因，寻找对策，需治理的则宜早不宜迟，尽快使其达到稳定。否则变形严重，技术处理更加复杂、困难，并将大幅度地增加修复工程的造价，带来更大的损失和浪费。