加筋擋土墻破壞研究

孫良程

(重慶交通大學土木建筑學院，重慶 400041)

1、加筋擋土墻基本狀況

加筋擋土墻是利用加筋土技術修建的一種支擋結構物，其主要由墻面板，拉筋和填土三部分組成，借助拉筋與填土間的摩擦作用，把土的側壓力傳給拉筋從而穩定土體。由于其適應性強、占地面積少、施工性能好、造價低廉而被越來越多的采用。

隨著加筋擋土墻的廣泛使用，工程事故病害也諑漸增多。在一些地震或自然災害頻發地段，擋土墻破壞現象尤其嚴重。據現有的理論可知，加筋擋土墻的柔性構造對地震地區有極強的適應性，值得在鐵路工程上推廣使用。因此，全面地認識擋土墻的破壞形式，找出破壞產生的原因并制定詳細的處置辦法對實現加筋擋土墻安全建設具有重要的研究價值。

現行的《公路加筋土工程設計規范》及其它的設計規范中，主要是從加筋擋土墻的強度、穩定性、抗拔能力等對擋墻進行設計規定，對其破壞形式及處置辦法并未明確要求，在實際工程操作中主要憑借實踐經驗，缺乏理論與科學研究分析。本文通過查找大量工程案例，整理出關于加筋土擋墻在實踐應用中出現的各種病害，分析其產生的原因。結合不同破壞形式進行安全處置，為今后加筋土擋墻結構設計和施工提供借鑒。

2、加筋擋土墻破壞類型及原因

對于加筋擋土墻的破壞，主要可分為以下兩個方面:1.結構物組成的破壞:加筋擋土墻結構某一部分(如面板、筋帶、加筋路基)發生破壞;2.結構物整體破壞:加筋擋土墻整體結構傾覆、滑動、垮塌等。

2.1 組成破壞。面板損壞主要表現為混凝土板脫落、面板碎裂、面板砌縫增大等，產生這類破壞原因是:1.面板與填土自重壓力及土壓力過大;2.面板強度不夠，所受拉筋拉力過于集中;3.面板與筋帶聯結構件不牢固;4.地下水與雨水滲入對面板產生侵蝕作用。

筋帶斷裂表現為筋板連接環處斷裂、筋帶之間連接處分離、筋帶結構被拉斷。產生這類破壞的原因可分為:1.填土屬于松散材料，壓實度不足，拉筋與填土摩擦力不足;2.拉筋長度不夠，穩定區內拉筋長度過短導致摩擦力不足而被拉出;3.壓實時邊角彎折處壓力過大導致筋帶與連接壞連接成刃狀而折斷;4.采用鋼帶做拉筋時，由于排水不足筋帶被腐蝕斷裂。

路基路面破壞表現為路面凹陷有裂縫、路基差異沉降、變形。產生原因有:1.填土自重、行車豎荷載及橫向離心力作用產生急劇變形破壞;2.加筋體填料為粉質填料，雨水滲入導致路基下沉變形，使路面產生較大裂縫。

2.2 整體破壞。整體破壞是在多個因素共同作用下產生的，在這種情況下擋土墻基本失去工程作用，對其的處置也比較困難。

產生整體滑動的原因:1，加筋擋土墻底部與水平地面摩擦力較小;2.巖石坡體不穩定，受理分布不均;3.加筋土結構中拉筋布置不合理。傾覆破壞主要是在外傾力矩大于抗傾力矩時發生，由于加筋擋土墻高寬比、拉筋長度不合理，拉筋與土的摩擦力無法抵消其土壓力及荷載應力作用導致發生傾覆破壞。沉陷垮塌是在擋土墻內部作用下產生的，原因表現在:1.地基濕軟、地下水豐富導致承載力不足;2.地基埋深較淺，在擋墻重力與荷載應力作用下導致土層強度降低發生破壞。加筋擋土墻豎直度超標指的墻體整體平面的豎直線形發生破壞，即擋墻平面發生外鼓、外傾、內凹或是出現豎向裂縫。這樣不僅會影響擋墻整體美觀，還可能造成一系列墻體結構破壞。造成這種情況的主要原因是:1.筋帶布置間距過大，長度不夠，填料壓實度不足;2.施工時筋帶未拉緊，在動荷載下產生殘余變形。

3、加筋擋土墻破壞處置

當加筋土擋墻發生破壞，必須從整體角度進行考慮如何進行維護。隨著研究的深入我們發現，較早的發現擋墻損害并進行相應的處置能減少工程造價，同時也能減少工程事故的發生，杜絕安全隱患。根據工程建設情況，其破壞處置主要分為前期預防與后期維護。

前期預防:從設計到施工必須進行嚴格要求。1.在勘察地質時必須詳細了解地質與水文情況，對不符合要求的地質土與軟弱夾層應及時做地基處理。2.設計過程中，要考慮當地的人文交通狀況，對擋墻的高度與寬度、加筋材料、面板、填料等進行嚴格篩選，使其強度達到工程較高要求。填料盡可能選取密實度高，摩擦系數大的材料，避免使用粉土等松散材料。3.施工過程中，對填料壓實充分、均勻，靠近面板的端角處因大型碾壓機械不能進入，采用小型振動夯，多壓實幾遍使其達到壓實度要求。特別注意筋帶與面板垂直連接，防止連接出現刃角狀，連接處還應進行防銹處理。混凝土面板應小心輕放，以防發生破裂。注意雨水與地下水的滲入，做好排水設施的布置。4.在擋墻建成使用后要定期進行觀測、沉降監測，及時發現問題解決問題。

后期維護:在加筋擋土墻結構出現破壞，應及時處理:1.若發現面板破壞應對破損面板進行拆除更新，若多塊面板相連破壞應間隔拆除更新，防止過多填料流出。面板連接處用水泥砂漿抹平，新面板與擋墻可用鋼筋加固，增強連接的緊密性。若面板出現大面積破壞，可考慮在面板前設置重力式或砌片石擋墻，也可用錨桿式框架。若墻體表面出現豎向裂縫，可以采用在裂縫附近一段距離內用鋼花管注漿。2.若發現擋墻傾斜鼓肚，考慮到拉筋斷裂或強度不足的原因，用錨桿(錨索)框架進行加固。另外一種新的方法就是在面板出鑿孔，安裝預應力錨桿，打入堅硬巖石層，灌注水泥砂漿進行補強作用，增大筋土摩擦作用。3.若出現地基沉降、基底塌陷、滑動，需要考慮補強地基，增強基底的承載力作用。若擋墻高度較矮，采用鋼花管注漿，注入水泥砂漿對地基進行灌注。當擋墻高度較高，出現滑動、傾覆現象時可采用新增抗滑樁，在擋墻前設立抗滑樁，并安裝預應力錨桿，將其打入擋墻后巖層中。若加筋擋土墻破壞嚴重，可考慮增加重力式或砌片石擋墻進行二次加固。

4、結語

1.就目前的發展來看，加筋擋土墻作為一種柔型結構，以其經濟性與安全性的優勢將會成為優先選擇的支擋類型。分析加筋擋土墻的破壞形式及其成因能更好地開展建設維護工作。2.加筋擋土墻的破壞很大程度上是多種因素共同作用產生的。分析其成因與處置辦法必須做到從局部到整體。3.加筋擋土墻的維護處置辦法還缺少理論上的科學與統一，需進一步研究分析。

［1］陳忠達.公路擋土墻設計［M］.北京:人民交通出版社，1999.

［2］凌天清，曾德榮.公路支擋結構［M］.北京:人民交通出版社，2006.

［3］陳華，房銳等 公路加筋土擋墻病害及整治措施研究［J］.公路，2009，12:73-77