挡土墙外倾加固工程设计及施工方案研究

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1、挡土墙外倾加固工程设计及施工方案研究　　摘要：本文旨在研究山岭重丘区高路堑或高路堤挡土墙在服役期间由于受到常年的行车荷载作用，路基侧向土压力日积月累的对挡土墙抗倾覆能力的作用力形成累计堆挤性威胁的过程中导致墙体倾斜，但整个墙体没有受到实质性的破坏和损伤时的加固治理。　　关键词：挡土墙外倾；全粘锚杆锚固　　1.概况　　公路高路基或高路堑挡土墙在服役期间由于受到常年的行车荷载作用，路基侧向土压力日积月累的对挡土墙抗倾覆能力的作用力形成累计堆挤性威胁，特别是在每年夏秋雨季暴雨和连绵不断的阴雨的冲刷、浸蚀下，会导致挡土墙内路基被掏空，墙外基础沉陷变形，最终导致挡土墙整个墙体向外倾斜或者倒

2、塌，严重影响到公路交通的正常营运。对于倒塌的挡土墙需要重新修建。如果挡土墙的整个墙体没有受到实质性的破坏和损伤，仅仅是墙体向外倾斜，此时说明该挡墙已经达到濒临倒塌的临界状态了，此时如果不采取措施，极有可能在下一次雨季到之际发生头然倒塌事故，对于此种病害，我们要力求防患于未然，尽早予以治理，治理的办法就是用全粘锚杆进行加固。　　省道S243郭木线（汝阳、嵩县境）公路水毁修复工程挡土墙倾斜加固位于嵩县境山岭重丘区K244+274.5～K244+305路段。工程原貌为顶宽0.5米。高7.5米俯斜式浆砌片石路堤挡土墙。　　2011年六月上旬，我院受洛阳市公路局的委托，对省道S243郭木线

3、（汝阳、嵩县境）公路水毁工程进行外业踏勘。在踏勘调查时发现由于水毁路面、路基开裂导致该路段挡土墙整体向外倾斜7厘米，根据现场观察，原挡土墙整体结构较好，未出现墙面开裂现象（如右图示）。　　2.设计方案　　2.1设计方案　　我院有关技术人员根据外业勘测资料、对该路段水毁工程的挡土墙加固方案进行了认真的研究。研究认为：鉴于现有挡土墙顶部外倾7cm，为防止挡墙在外界因素作用下再次产生较大的滑移导致整个墙体倒塌。故确定设计加固方案如下：　　在现有墙面钻孔，用全粘锚杆进行锚固。锚杆穿过路基直接插入内侧岩石山体内。　　根据库伦假定理论计算主动土压力，确定锚杆轴向拉力和锚杆分布、计算锚杆与注浆

4、体的粘结长度、锚固钢筋面积及锚杆分布间距。　　2.2设计计算　　2.2.1主动土压力计算　　由理正程序计算得出：主动土压力在水平方向的侧向压力EX，=141.38KN　　2.2.2计算锚杆轴向拉力设计值　　（1）计算锚杆轴向锚固力标准值　　根据GB50330-2002《建筑边坡工程技术规范》计算锚杆轴向锚固力标准值Nak=Htk/cosa　　式中：Nak锚杆轴线拉力标准值（KN）　　Htk锚杆所受水平拉力标准值（KN）　　a锚杆倾角。　　代入式计算得锚杆轴向锚固力标准值为146.37KN　　（2）计算锚杆轴向拉力设计值　　锚杆轴向拉力设计值Na=γQNak　　式中：N

5、a锚杆轴向拉力设计值，（KN）　　γQ荷载分项系数，可取1.3　　代入式计算得锚杆轴向拉力设计值为190.28KN　　2.2.3锚杆截面面积验算　　锚杆截面面积按下式计算　　As≥γo*Na/（ξ2*fy）=190.28/90.69900　　式中：Na锚杆轴向拉力设计值（KN）；　　fy锚杆抗拉强度设计值，依规范取735、935级精轧螺纹钢屈服强度设计值，取900ΜPa；　　ξ2锚杆抗拉工作条件系数，取0.69；　　γo边坡工程重要系数，取1.0；　　代入计算得：锚杆截面面积As≥3.064x10-4m2<&

6、phi;22全粘锚杆锚杆净截面面积为3.79910-4m2，满足要求　　根据JTGD30-2004《公路路基设计规范》计算锚杆锚固长度为7米，自由端为5米，锚孔直径0.05米；确定设置3排锚杆上下梅花形错落布置，锚杆间距为1.51.5（m）。　　3.施工工艺　　3.1用全站仪进行测量，按设计位置布置锚孔位，用风钻凿孔，钻孔孔眼方向与墙面法线呈15度角，钻孔进入岩体，退钻杆时，利用高压风洗孔，吹尽孔内浮渣。　　3.2M-30水泥砂浆水灰比为0.45，灰砂比例1：1，水泥经拌和均匀后，盛入压浆机，浆液过筛，启动压浆机注浆，为使浆液在压力作用下向孔壁四周四下扩渗，应保持一定的注浆压力，

7、当浆液从孔口溢出时，即停止注浆，同时套上钢垫板旋紧螺母，可采用压浆机罐与压浆机结合，多级输送，注浆前用清石灰水将注浆管冲洗润滑。锚固施工结束后，应将每个锚头用C-30小石子砼封闭，封头砼施工按照顶宽2020厘米，底宽4040厘米正四棱台形控制，外露锚杆顶端砼保护层厚度不小于2厘米。　　4.施工要求　　4.1锚杆实验　　在锚固施工初期应进行锚杆锚固拉拔实验，锚杆实验包括基本实验和验收实验，锚杆的试验数量可按工作锚杆的5%控制。　　4.2施工监测　　施工期间为保证施工安全，应设专人观