浅析扶壁式挡土墙的外倾问题

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摘要：某城市立交桥桥台前扶壁式挡土墙出现外倾现象，文章通过现场踏勘、地勘资料、结构计算、基底验算等几个方面进行分析检查以确定产生的原因及处理方案。

关键词：扶壁式挡土前墙外倾；结构计算；基底验算；墙体实际受力

Abstract: the city overpass abutment buttressed retaining wall to appear before the flare phenomenon, through the scene reconnaissance, geological exploration data, structure calculation, basal calculation and so on several aspects carries on the analysis to check to determine causes and treatment scheme.

Keywords: buttress soil retaining wall before extroversion; Structural calculation; Calculation of the basement; The wall actual bearing.

中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

前言：

随着城市化进程的推进，立体交叉越来越多的出现在城市路网之中，而在立交桥后填土较高的路基段宜采用薄壁式挡土墙。薄壁式挡土墙包括悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙两种，均为轻型挡土墙，因其施工方便，外形美观而被广泛的应用到城市立交工程中。当挡土墙高度大于6米时，宜采用扶壁式挡土墙，本文主要针对一城市高架桥桥台前扶壁式挡土墙在施工过程中出现外倾现象进行分析和总结，以避免类似情况的发生。

一、工程简介

本立交工程是某县城与高速公路的连接线，项目主线跨越一处客运专用线、一处货运专用线和一条城市道路。立交桥东侧挡土墙长120米，墙高为4米～8.5米；西侧挡土墙长275米，墙高为1.25米～8.5米；南侧挡土墙长145米，墙高为3米～9米；北侧挡土墙长195米，墙高为1.75米～9米。桥台台后路基最高处超过6米， 因此决定6米及6米以上的的挡土墙采用扶壁式挡土墙，6米以下的挡土墙采用悬臂式挡土墙。立交桥4个方面的挡土墙均采用现浇法施工，在路桥分界处设置沉降缝。

二、外倾现象

本项目在试运营期间发现立交桥南北两侧桥头处挡土墙不同程度的出现外倾现象。北侧挡土墙墙顶外倾5厘米左右，墙底外倾1厘米左右，南侧挡土墙墙顶外倾3厘米左右，墙底外倾不明显。大多数挡土墙和引道路基面之间产生裂缝，填筑体与墙体产生空隙，部分泄水孔失效。同时在引道台后10厘米范围内路面塌陷，最大下陷处约2厘米，路面坍塌西侧路面10厘米范围内产生路面纵缝，裂缝宽约1厘米～2厘米。

三、原因分析

问题出现后，项目建设单位即刻组织相关人员进行现场踏勘。在踏勘过程中，发现挡土墙外侧设置有0.5米至4米不等宽的绿化带，且绿化带存在地表水囤积的痕迹。因此对挡土墙墙趾填土进行挖探，发现墙趾处土层含水量完全饱和，探坑内出现积水情况。随后建设单位委托勘察单位对挡土墙基础及墙背填料进行了地质勘察。

根据现场踏勘情况及地勘报告，分析挡土墙外倾的原因是由于地表水在挡土墙外侧绿化带囤积并逐步下渗，引起挡土墙墙趾处基础含水量过大，土层发生变化，导致挡土墙沉降不均匀，产生外倾现象。挡土墙外倾使的引道路面和挡土墙之间产生裂缝，引道填筑体和挡墙之间产生缝隙，部分泄水孔失效。遇强降雨后，雨水沿裂缝下灌，浸泡墙内填筑体，填筑体含水量的增加导致墙后填料力学指标变化，施加于墙背的土压力增大，加剧了挡土墙的外倾。

四、处理方案

根据地勘资料，墙后填料经水浸泡后，填料的物理力学特性发生较大变化，墙后填料的内摩擦角下降至24°，土体天然容重为16.6～20.1KN/m3，远远不能满足原设计的填料要求。同时由于地表水的下渗挡土墙基础土层发生变化，天然地基容许承载力有所下降，土层受水浸泡后产生变形，挡土墙基础以下湿陷性土层厚度增大，最厚处由原来的5.9米增加到10.2米。鉴于以上情况，对挡土墙截面尺寸进行了重新验算。

根据《公路设计手册・路基》中的计算方法，采用实际的参数对原墙体尺寸进行验算。验算的主要内容包括：土压力计算、墙身稳定性及基底应力验算、墙身配筋和裂缝开展宽度验算四个部分。计算采用了新的工程环境参数对挡土墙原设计尺寸进行了验算，验算后发现原挡墙截面尺寸不能满足要求。根据计算结果、现场情况及地勘资料，设计采用以下方式加强挡土墙强度、稳定性和基底承载力。

（一）提高墙体强度及稳定性方案

鉴于原截面尺寸不足，设计采用加厚墙面板、加强墙趾长度并配筋来提高墙面强度。为避免新旧混凝土出现“两层皮”情况，要求在施工时先将原墙面凿毛至露出墙体钢筋，在对新旧钢筋进行短筋焊接后，涂刷混凝土界面结合剂并浇筑混凝土。墙面板加厚尺寸为0.2米，墙趾加长尺寸为1米。同时在墙趾前设置沉桩，每幅（10m）挡土墙5根外径60厘米挖孔桩，桩长23米，与加大后的墙趾相连，形成一个桩板式基础。从而提高墙体的稳定性。

（二）提高基底承载力方案

根据地勘资料显示，挡土墙基础以下湿陷性土层厚度增大，最厚处由原来的5.9米增加到10.2米。因此基底承载力已不能满足挡土墙基底应力的要求，需对受水浸泡软化后的墙底土层进行补强，使得基底承载力满足验算要求。综合考虑后，设计采用花管注浆对墙底土层进行补强，在距离墙趾0.5米处布置竖管，在距离竖管1.5米处布置斜管，竖管斜管交错布置。

（三）防水、排水方案

为防止雨水进一步沿着缝隙下灌路基，将坍塌段路面挖除，对受雨水浸泡的路基进行换填处理后按原路面结构设计进行恢复，并在路面结构层下增加防水土工布，防止路面水下渗。此外，在路面和挡土墙裂缝处采用沥青麻筋填塞，并修筑沥青砂浆三角形拦水带。拦水带尺寸为10cm×10cm。同时，将挡土墙外侧0.5米至4米不等宽的绿化带进行硬化改建为散水，散水采用8厘米厚的C15素混凝土，散水横坡采用2%，坡向外侧。

五、结论

扶壁式挡土墙在立交桥桥头引道高填方处被广泛使用，由于其体积大、受力情况复杂，因此对工程环境要求较高。施工时应按照设计要求严格执行，同时必须加强墙体的防排水措施。

参考文献：

[1] JTGD30-2004，公路路基设计规范[S]，人民交通出版社，2004.

[2]公路挡土墙设计与施工技术细则[M]，人民交通出版社，2008.3.

[3]公路设计手册・路基[M]，人民交通出版社，1996.