G321線瀘州段加筋土擋墻破壞的綜合整治

周俊

(四川省煤田地質局一三五隊，四川瀘州 646000)

加筋土技術以其結構合理、適用面廣、經濟可靠，日益受到工程界的廣泛應用。近年來全國各地在修建線路工程中廣泛應用加筋土工程，在 G321國道上目前已建成多處加筋土擋墻，隨著公路服務時間的較長、行車數量重量的上升、行車軸載作用次數的積累以及自然因素綜合作用，這些加筋土工程都產生不同程度的變形和損壞。個別的則由于變形破壞嚴重而影響公路的正常交通和行車安全。G312國道瀘納公路瀘州段高路堤直立式加筋土擋土墻拉筋拉斷致墻壁垮塌、路面下沉而使半幅交通被迫中斷，需立即修復。本文通過對該段加筋土擋墻的修復實踐，對加筋土擋墻路堤的成因、設計、加固修復進行分析。

1 加筋擋墻的變形和破壞

1.1 加筋擋墻概況

該段加筋墻位于瀘納公路(K1800+900)處，全長70m，路面寬為6×2m的瀝青路。因路面設計超高而在外側邊緣設了一道邊溝以排除路面雨雪水。加筋土路堤最高達14.3m，最低處高度4.6m，平均高度9.5m。墻壁由十字型混凝土預制塊咬合疊成直立擋墻，自下而上分三個層次采用長度分別為 6m、8m、10m的聚丙乙烯筋條成繃形水平深入路基。路基由紫紅塊碎石夾粉質粘土分層壓實而成。

1.2 加筋土擋墻變形及破壞特征

加筋土擋墻變形破壞處，側墻高度均在5.3～14.4 m之間，一直處于變化中．表現為墻面向外鼓，路基下沉。2014年3月份連續多日的陰雨期間，加筋體發生急劇變形，拉筋被拉斷，沿加筋體破裂面產生長達寬約7.5m，高約7.2m，厚約1.5m的垮塌。

垮塌體物質主要由高路堤直立式加筋土擋土墻與填方路基組成，填方為修建公路時堆填路基，主要為泥巖碎塊石夾粉質粘土，粉質粘土分布不均，滲透性較好，為垮塌的形成提供了物質基礎。由于該加筋擋墻修建時間較長，擋墻頂部及路面在過往車輛長期動荷載作用下局部形成裂縫，長期降雨形成的地表水易沿裂縫下滲，增加了填土路基土體的重度，同時也降低土體的抗剪強度，在土體壓力作用下造成筋帶斷裂，最終造成加劇擋墻完全破壞。

2 加筋土擋墻破壞機制分析

針對加筋土路堤的變形和破壞特征，對造成損壞的原因進行分析，為確定根治方案提供依據。在對設計施工、養護資料進行分析的同時，對加筋土填方路基內部情況進行了地質鉆探取樣，共鉆6孔，填方的主要物理力學性質見表1。

根據現場調查和勘查成果綜合分析，加筋土擋墻變形，破壞的原因主要表現在以下幾個方面。

2.1 地表水的因素

地表水是導致垮塌的重要因素之一，垮塌體物質為第四系人工填土，土質不均，泥巖碎塊石夾粉質粘土，孔隙發育，滲透性好，大氣降雨沿邊溝、坡頂裂縫滲入了路基土中，加筋土擋墻路堤在施工時沒有設置砂石墊層，雨水滲入路基后不能及時排出墻體，從而軟化了墻體內的填土、增大了動水壓力。

2.2 人類活動

垮塌區主要人類活動為G321上過往車輛，對擋墻產生的不均勻豎向荷載與動荷載作用。

2.3 地層因素

場地為高填方路基，施工中局部可能壓實不足，孔隙率高，地表水易下滲，增加了土體自重，抗剪強度急劇降低，造成土壓力增大，加筋帶與粘土的摩擦系數急劇降低，筋帶強度得不到充分的發揮，起不到應有的拉筋作用，最終導致加筋體內力平衡遭到破壞，從而降低加筋土擋墻的穩定性。

綜上所述，路基土的自重和路面雨水的大量不斷的滲入，路基土的軟化以及筋帶所受摩阻力的減小及筋帶年久老化等因素的共同作用加上行車作用產生的不均勻豎向荷載與動載荷的影響造成加筋土擋墻變形破壞。

表1 加筋土擋墻填土物理力學性質指標統計表

3 加筋土擋墻路堤的綜合整治

為防止產生大規模垮塌威脅國道G321線，保證G321安全暢通，依據設計合理、安全可靠、經濟實用、徹底根治、不留隱患的原則，決定對加筋土擋墻進行綜合整治，以達到降低路基土的含水量，提高土基的承載力；恢復和增強筋帶的摩阻力；減少路面雨水的滲入等三方面的效果，使加筋土路堤保持在穩定狀態。

3.1 防治措施及工程布置

根據垮塌區的工程地質特征、規模以及危害對象，在確保將來工程建設區安全的情況下，本著主要考慮“經濟合理，技術可靠，施工方便”的原則，結合保護對象及地形，采取錨索格構+混凝土面板對該擋土墻進行恢復加固治理。

3.1.1 肋柱設計

圖1

計算模型采用抗滑樁綜合分析模塊進行設計計算，根據計算結果，土壓力在該模型的內力計算中起主導作用，按照《混凝土結構設計規范》進行樁截面的配筋設計。豎向肋柱截面采用0.60×0.60m，長15m，其中埋入基底巖土層中1.00m，肋柱豎向間距3.00m，共設置肋柱10根，長5～15m不等。肋柱中縱向筋（靠山側）為4根Ф32鋼筋，縱向筋（背山側）為4根Ф32鋼筋，兩側設置共4根Ф28構造鋼筋，箍筋采用Ф112@180。

樁混凝土強度等級為C30，抗滑樁受力鋼筋采用HRB400，構造鋼筋和箍筋采用HRB335。樁混凝土保護層不小于50mm。肋柱基礎采用人工挖孔樁，跳樁開挖。

3.1.2 混凝土面板設計

根據現場情況，在已發生垮塌的擋土墻部位設置鋼筋混凝土面板，混凝土面板后 0.30m，其間配間隔20cm的雙層鋼筋，橫向主筋采用Ф16HRB335，豎向采用Ф12HRB235鋼筋，節點采用Ф12的支撐筋連接。板身混凝土采用C30，混凝土保護層厚度不小于50mm。混凝土面板設計面積約81m2。

3.1.3 橫梁設計

為增墻加固效果及加固體的整體穩定性，橫向設置截面0.40×0.40m的橫梁，橫梁中等距布置8根Ф 18鋼筋，箍筋采用Ф12@180，橫梁采用C30砼澆筑。

3.1.4 錨索設計

在橫梁和肋柱節點設置預應力錨索，錨索采用1根Ф9.5的鋼絞線制作，錨固長度不小于5.0m。

4 結論與建議

通過對瀘納公路加筋土擋墻的綜合整治，在加筋土工程的設計、施工、養護工作中對下面的幾個方面問題應引起重視。

1）加筋土工程尤其是多雨地區或以粘性土作填料的加筋土公路工程應采取有效的措施嚴防雨水浸入路基土。盡量減少雨水的滲入，除在墻體內設置砂石過濾層外，加筋土路段宜采用瀝青路面；路面采用縱橫向自然排水，不宜設置邊溝。

2）路面一旦出現裂縫，須立即用熱瀝青進行灌縫，在冬、雨季可用乳化瀝青進行灌縫，亦可用水泥砂漿封堵，以防止雨水沿裂縫下滲。

3）加筋土工程一旦發生變形破壞．需立即查找原因，尋找對策，需治理的則宜早不宜遲，盡快使其達到穩定。否則變形嚴重，技術處理更加復雜、困難，并將大幅度地增加修復工程的造價，帶來更大的損失和浪費。