某失稳重力式旧挡墙加固技术研究*

张新民

(福建林业职业技术学院，福建 南平 353000)

某失稳重力式旧挡墙加固技术研究*

张新民

(福建林业职业技术学院，福建 南平 353000)

旧挡土墙的失稳对小区建设及周边建筑物存在较大的安全隐患。本文通过某旧挡土墙加固实例，结合工程实际情况，对失稳旧挡土墙及边坡稳定性进行三种加固方案从技术经济比较，分析其技术的可行性、经济的合理性，然后确定设计方案，从而保证了小区建设及周边建筑物的安全。

旧挡墙失稳;加固技术;抗滑桩;预应力锚杆;小挡墙

旧挡墙的失稳问题是岩土工程领域一个非常重要的课题，在公路、铁路、矿山、堤坝等工程中都会时常碰到。旧挡墙的主要荷载是土压力和相关的外来荷载，随着其使用时间的增长，旧挡墙稳定性逐渐减弱，甚至出现不同程度的失稳现象。尤其在频繁的外部荷载、雨水等自然因素的作用下，旧挡墙的失稳现象表现得更加突出。旧挡土墙的失稳破坏给小区建设、人民生命和财产安全带来巨大危害，目前恢复旧挡墙稳定的技术主要有重力式翼墙、预应力锚固、抗滑桩加固等。

本文以南平市某重力式失稳旧挡墙加固工程为例，通过对旧挡墙以及边坡稳定性进行分析，结合工程实际采用相应加固方案，实践证明取得了较好的效果，为类似工程提供借鉴。

一、工程概况及地质条件

南平市建设一新小区，拟建物为9幢10层框架商住楼，均为框架结构。单柱最大荷重2 500kN，拟采用浅基础，场地整平标高为19.0－23.0m(黄海高程)，地基基础变形容许变形值为0.002L。其场地为丘陵山坡，建筑挡土墙为石砌挡土墙，挡土墙中段墙高约7m，向两侧逐渐变矮。

根据勘察孔最大深度23.30m揭露的地质资料可知，场地内岩土层自上而下分为:

(1)素填土(Qml):黄色、褐黄色，松散，主要为花岗岩碎块和坡残积砂质粘性土组成，场地局部堆有大量由于爆破堆积而成的碎石土堆，该层的厚度为1.50－11.70m。

(2)粉质粘土(Ⅰ)(Qal):棕红、紫红色，湿，呈可塑状态，系冲洪积成因，主要成份为粘土矿物，光泽反应稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。该层在场地内局部分布，厚度为2.20 －5.20m。fk=120KPa。

(3)粉质粘土(Ⅱ)(Qdl):棕红、紫红色，湿，呈可塑状态，系坡积成因，主要成份为粘土矿物，光泽反应稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，该层在场地内局部分布，厚度为1.60 －5.80m。fk=130KPa。

(4)卵石(Qal+pl):桔黄、灰色，饱和，主要呈稍密状态，主要成份由卵石、圆砾、中粗砂及粘性土组成。该层在场地内均有分布，厚度1.80 －4.90m。fk=350KPa。

(5)残积砾质粘性土(Qel):褐黄、灰黄色，湿，呈可塑－硬塑状态，主要成份为长石风化而成的粘性土及25%左右的石英砾砂颗粒，含少量云母细片，偶见少量褐色斑状裂隙，微具原岩残余结构，系花岗岩残积而成，光泽反应稍有光滑，无摇振反应，干强度中等;遇水易软化、崩解。该层在场地局部有分布，厚度为2.00 －10.80m。fk=220KPa。

(6)全风化花岗岩(r53):褐黄、褐灰色，中粗粒结构，散体状构造，主要由长石风化而成的粘性土及石英颗粒组成，原岩结构已破坏，岩芯呈散体状，岩体完整程度为极破碎，结合很差。该层在场地局部分布，厚度为1.50－9.0m。fk=320KPa。

(7)强风化花岗岩(r53):褐灰、褐黄色，中粗粒结构，散体状－碎块状构造，主要矿物成份为长石和石英，风化裂隙发育，裂隙面多以次生矿物及铁锰质氧化物所充填，结合较差。该层未发现洞穴、临空面及软弱夹层。fk=500KPa。

场地对地下水为残积土以及风化岩中的潜水，勘探孔未见水位。

该住宅楼旁的边坡支护就是采用重力式挡土墙。但由于建筑施工荷载的增加导致已有的重力式挡墙出现不稳定，即倾覆、滑移等现象。挡墙的破坏和带病工作，严重地影响到小区的建设和安全。

二、旧挡墙稳定性分析

1.旧挡墙尺寸及物理参数

图1 旧挡墙尺寸(单位:m)

墙身的尺寸为，墙高11m，墙顶宽2.3m，面坡倾斜坡度为 1∶0.1，背坡倾斜坡度为 1∶0.2。物理参数见表 1。

表1 物理力学参数

2.稳定性验算

表2 稳定性验算结果

滑移验算:Kc=0.915 ＜ =1.300，不满足要求;倾覆验算:Ko=1.398 ＜ =1.500，不满足要求。

经验算，挡土墙抗滑、抗倾覆达不到要求，且挡土墙高度超过8m，挡土墙安全存在隐患，故应对旧挡墙进行加固设计。

三、加固方案比较与确定

拟建场地位于该市郊区，场地为丘陵山坡，目前已经开挖整平，形成大量人工边坡。已有挡土墙高度大，超过8米，稳定性较差，曾发生局部坍塌，应进行必要的加固。若拆除重建，费用较高，为此，公司召开专题会议进行技术方案论证，并从经济上进行比较。

方案一:由于原挡土墙埋深较浅，采用在原挡土墙前设置人工挖孔桩支挡，抗滑，抗滑桩嵌入持力层一定深度，抗滑桩顶部采用压顶梁连接。但是采用此方案施工技术要求高，造价比较昂贵，故不宜采用。

方案二:锚杆的加固效果会比小挡墙好得多，但是锚杆加固也存在一些缺点，价格比较贵，而且会发生应力集中现象严重，故根据实际情况也不宜采纳。

方案三:由于旧挡墙旁边具有足够宽度，且场地石料较为丰富，可以就地取材，采用浆砌石挡墙加固，造价也比较低廉，此方案适宜使用。

经过对上述三种方案的综合比较，结合本项目场地地质条件，决定采用方案三，采用小挡墙加固技术，即墙底加厚，形成台阶状挡墙。

四、现场加固设计

1.现场加固设计

根据场地条件，采用加宽挡土墙底部宽度，加设锚筋等措施，对于场地狭小的，采用框架锚杆支护，框架采用钢筋混凝土结构，锚杆采用预应力锚杆。挡土墙高度超过8m的，将原挡土墙降低至8m，墙顶设置圈梁，并设置拉杆，拉杆由建筑统一设计。

砌块石加固挡土墙施工要求:

(1)加固前，应对原有挡土墙进行适当支撑，并划出安全警界线，坡顶一定范围内有专人看管，监测。当已有挡土墙外场地较宽，场地条件允许时，采用石砌加固挡土墙，当场地窄时，采用毛石混凝土锚筋加固挡土墙。

(2)当挡墙高度大于8m时，将超过8m部分拆除，顶部设置圈梁，并安置拉杆，拉杆由建筑统一设计。

(3)石砌加固挡土墙每8m设置一个伸缩缝，缝宽20mm，缝中应填塞沥青麻筋或其他有弹性的防水材料，填塞深度200mm。

(4)施工时采用每8m长度作为一段开挖，但不得开挖原挡墙墙趾，基底后立即浆砌挡墙加固，分段开挖，分段施工。

(5)基槽开挖深度必须至中等风化岩，基槽底向内倾斜 1∶10。

(6)采用毛石混凝土加固挡土墙时，将原挡土墙外土体清理，开挖至中等风化花岗岩，施工锚筋孔，锚筋孔直径Φ50，插入锚筋，灌入M30砂浆，原挡土墙侧壁也按上述方法施工锚筋，挡墙侧壁锚筋孔直径Φ40，锚筋施工完成后，立模，分段浇注毛石混凝土挡土墙，每8m设置一个伸缩缝。

图2 浆砌块石挡墙加固(单位:m)

2.加固后稳定性验算

(1)加固后尺寸及物理参数

图3 加固后挡墙尺寸(单位:m)

表3 物理力学参数

3.稳定性验算

表4 稳定性验算结果

滑移验算:Kc=1.583 ＞ =1.300，满足;倾覆验算:Ko=4.219 ＞ =1.500，满足;经验算，挡土墙抗滑、抗倾覆都达到要求。

该工程通过监测表明，用小挡墙加固后其稳定性好，没有发现任何局部失稳坍塌迹象，从而保证了工程顺利进行及小区建筑物的安全。

五、结 语

本工程结合现场实际，通过失稳旧挡土墙及边坡稳定性进行三种加固方案从技术经济比较，分析其技术的可行性、经济的合理性，从而确定设计方案。

相对其它边坡支挡技术来说，采用小挡墙加固技术具有以下特点:施工技术较为简单，适用面广泛，能够就地取材，造价低廉，故在同类工程中应用提供了依据，具有一定的工程实用价值。本工程由于地下水位较低且水量小，假设不考虑地下水位的影响，因此建议，在地下水位的影响下对旧挡墙的加固技术进行渗流分析需要进一步的研究。

［1］余清荣.重力式挡墙组合加固方法应用［J］.福建建筑，2010，(2):97～99.

［2］程良奎.岩土锚固的现状与发展［J］.土木工程学报，2001，34(3):7 ～16.

［3］潘家铮.建筑物的抗滑稳定和滑坡分析［M］.北京:水利出舨社，1980.

［4］张友葩.交通载荷下挡土墙的失稳分析［J］.北京科技大学学报，2003，25(1):18～22.

［5］杨位洸，张克恭.地基及基础［M］.北京:中国建筑工业出版社，1997.

TU242

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2095－4654(2013)1－0179－03

2012－10－17