公路臺階式基礎(chǔ)擋土墻加固機理及穩(wěn)定性研究

孫嘉雯+陶雅炆+申少華+武琨璐+武雷+張宇弛

摘要：現(xiàn)階段公路運行普遍存在著損壞及破壞性問題，需要及時采取相應擋土墻加固方法促使其達到穩(wěn)定可靠狀態(tài)。本文主要對公路臺階式基礎(chǔ)擋土墻加固機理及穩(wěn)定性能展開深入研究分析。

Abstract： At present， there are damage and destructive problems in highway operation， and it is necessary to adopt the corresponding retaining wall reinforcement method to achieve stable and reliable state. In this paper， the strengthening mechanism and stability of highway stepped foundation retaining wall are deeply studied and analyzed.

關(guān)鍵詞：公路臺階式；擋土墻加固；穩(wěn)定性

Key words： highway stepped；retaining wall reinforcement；stability

中圖分類號：U443.26 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）04-0117-02

0 引言

新時期發(fā)展背景下，隨著交通出行頻率的日益提高，導致公路運行質(zhì)量逐漸面臨嚴峻挑戰(zhàn)，因而為了充分保證公路路基運行具備安全穩(wěn)定優(yōu)勢，擋土墻加固工作的有效展開可以說是勢在必行。然而基于目前實際情況來看，公路擋土墻加固期間仍然存在一定問題，進而不但會對公路運行起到阻礙作用，甚至還會威脅到人們生命財產(chǎn)安全。在這種情況下，就需要相關(guān)工作人員能夠不斷提高自身對臺階式基礎(chǔ)擋土墻加固機理研究力度，從而促使其能夠穩(wěn)定運行。

1 公路臺階式基礎(chǔ)擋土墻加固存在問題

1.1 公路基礎(chǔ)沖刷破壞

對于部分地區(qū)來說，其因受到地形地貌影響導致公路建設(shè)通常都是位于山腳處，并且常見開挖方式為半填半挖或是路基填筑，利用擋土墻可以實現(xiàn)路基有效收縮，進而防止填方數(shù)量過大。但同樣也會致使擋土墻面臨長期巨大沖刷情況，這樣一來擋土墻便會逐漸失去穩(wěn)固性優(yōu)勢，因失去自身支撐而崩塌。同時根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，水流對公路擋土墻產(chǎn)生沖刷影響，與以下因素有關(guān)，如水流結(jié)構(gòu)變化、河道斷面形態(tài)等，國外研究專家Ghosh曾說：“基于粗糙形式斷面河道來說，剪切力在水面達到最小狀態(tài)，并且河道深度將以非線性為主要形式呈現(xiàn)”，這樣一來一旦水流沖刷應力超出河岸切應力便會遭到?jīng)_刷。由此可以了解到，河道沖刷一般主要發(fā)生在河岸中下部位置，尤其是河灣凹凸側(cè)，一旦遭遇大量降雨將使沖刷能力大大提高，從而對公路擋土墻造成嚴重損壞。

1.2 雨水滲透破壞加固

基于公路路基角度來說，其在具體運行期間往往具備巖體結(jié)構(gòu)面及交界面，這時如果出現(xiàn)大量降雨滲透，將致使公路基礎(chǔ)擋土墻含有水量大幅度提升，重度也會適當增加，進而導致?lián)跬翂辜魪姸葴p小。同時該種破壞形式與公路填土含水量變化情況有著密切聯(lián)系，一般主要呈現(xiàn)出漸進狀態(tài)，在公路擋土墻水分含量增強后，甚至還會致使公路路面出現(xiàn)變形和裂縫情況，從而對正常交通出行起到不利影響。除此之外，容易對公路擋土墻產(chǎn)生破壞還包括以下因素，如排水條件較差、水位下降速度較快及車輛荷載重量逐漸增大等。

1.3 嚴重超載和荷載重量較大破壞

在社會經(jīng)濟水平不斷提升背景下，我國公路交通數(shù)量及車輛荷載都在處于逐年遞增狀態(tài)，進而不但會使公路擋土墻結(jié)構(gòu)始終處于應力擾動狀態(tài)，逐漸形成應力波，致使擋土墻內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷性問題，還會在應力不斷堆加積累條件下，導致?lián)跬翂Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)移體現(xiàn)象，從而促使公路擋土墻逐漸失去應有穩(wěn)定加固性能。

1.4 公路墻體質(zhì)量遭到破壞

根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，一般公路墻體出現(xiàn)質(zhì)量問題的常見影響因素是設(shè)計參數(shù)不合理、施工材料較差及施工技術(shù)水平不高等，其中以設(shè)計參數(shù)來說，大多數(shù)設(shè)計人員都將其設(shè)計參數(shù)設(shè)定為標準建議數(shù)值，進而容易致使其設(shè)計參數(shù)與實際情況存在較大差距，為后期交通運行埋下巨大安全隱患。同時由于公路所用機械設(shè)備水平總體較低，再加上施工人員勞動強度大，因而都無法準確保證公路施工質(zhì)量，致使公路基礎(chǔ)擋土墻結(jié)構(gòu)面臨嚴重損壞的風險。

2 公路臺階式基礎(chǔ)擋土墻穩(wěn)定性加固方法分析

2.1 充分滿足穩(wěn)定性加固標準要求

通常來說，公路因具備其自身獨特優(yōu)勢而不能受到其他交通途徑取代，并且在對其展開加固處理施工時，不僅需要保證交通不能中斷，還要一邊通車一邊采取加固手段，具體標準要求如下：第一，所采取穩(wěn)定性加固手段應具備一定針對性特點，進而便于最大限度增強公路路基邊坡穩(wěn)定性能，防止二次失穩(wěn)現(xiàn)象出現(xiàn)；第二，在進行穩(wěn)定加固時不要對原有工作結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，既要充分保留基礎(chǔ)擋土墻具有優(yōu)勢，又要對全面凸顯其實際使用性能；第三，所采取穩(wěn)定加固手段需要充分滿足施工場所周圍環(huán)境條件，具有較強實踐操作性，從而便于充分保證施工人員生命安全；第四，施工操作簡單便捷、投資造價成本較低及施工期限總體較短。

2.2 公路擋土墻穩(wěn)定加固步驟

經(jīng)過長期調(diào)查研究具體可將公路基礎(chǔ)擋土墻穩(wěn)定加固步驟劃分為以下幾方面內(nèi)容：第一，拆除重建。通常來說，對于一些變形受損嚴重且加固施工后并無明顯優(yōu)勢擋土墻結(jié)構(gòu)，拆除重建可以說是唯一途徑，不但能徹底解決以往公路擋土墻存在病害問題，還能基于目前公路建設(shè)目標，合理采用各種先進材料、設(shè)備及技術(shù)手段來促使公路路基穩(wěn)定性和實際功能大幅度提升，在此期間尤其需要的一點就是在對公路擋土墻進行拆除時，要盡可能采取有效支護措施，為原有路基穩(wěn)定性提供良好保障。除此之外，在擋土墻拆除完成后，施工人員應在其內(nèi)部使用透水性能較好材料展開回填施工，讓其能與擋土墻砌筑施工始終保持一致狀態(tài)，從而便于實現(xiàn)擋土墻穩(wěn)定性能的有效加固提升。endprint

第二，公路墻體外包加厚。對于大多數(shù)公路交通要道來說，因其建設(shè)施工時間較早，因而其當時設(shè)計標準也就較低，并且墻身尺寸較小，進而都容易引發(fā)各種質(zhì)量隱患。因而若想有效解決這一問題，公路墻體外包加厚方法應用就尤為重要，主要就是指將混凝土或是料石材料直接鑲嵌在原有擋土墻外形成一道漿砌擋土墻結(jié)構(gòu)，一般該種手段主要適用于公路等級較低且病害影響較小場所。

第三，錨桿框格梁穩(wěn)定加固。基于目前實際情況來看，錨桿框格梁加固手段也是公路擋土墻穩(wěn)定加固的常見性方法之一，其應用原理便是通過錨桿來將擋土墻主要承受荷載全部傳送到巖體結(jié)構(gòu)之中，在此基礎(chǔ)上再對錨桿進行預應力施加，這樣一來不但能大大提高公路路基實際強度和剛度，還能有效改善公路路基力學性能，促使公路臺階式擋土墻能夠發(fā)揮最佳效果。

第四，注漿加固。所謂注漿加固主要就是指利用鉆孔方式來將具備一定壓力的預配漿液倒入墻體后填土結(jié)構(gòu)之中，直至等到漿液全部凝固，進而有利于提高公路墻身實際強度和整體性能，如圖1。同時該種加固方式還具有投資成本少、占地面積小、施工周期短、周圍環(huán)境影響程度小、施工設(shè)備簡單便捷及加固效果較好等綜合性優(yōu)勢，可以說是當前最佳加固手段之一。除此之外，由于碎石材料具有孔隙較大且滲透性較強等特點，因而被常常應用于公路墻體填充，具有以下幾點優(yōu)勢：①能夠有效填充空洞墻體，幫助墻體結(jié)構(gòu)迅速形成一個整體，避免出現(xiàn)應力過于集中情況；②能夠有效改善填料實際性能，從而最大限度降低土質(zhì)壓力；③有效提升公路路基抗沖刷能力和實際承載水平。

第五，拋石防護。拋石防護主要就是指將公路墻體拋石形成一個堆積結(jié)構(gòu)，進而不但能對公路擋土墻起到壓力施加作用，還能有效平衡土壓力，從而促使公路路基穩(wěn)定性系數(shù)最大限度提升，實現(xiàn)擋土墻存在意義，如圖2。

3 結(jié)束語

總而言之，基于公路實際運行情況針對其擋土墻加固機理及穩(wěn)定性提高方法展開了有效探究分析，最終得出以下結(jié)論：公路運行可能受到眾多因素影響，如外傾、差異沉降、膨脹及裂縫等，都容易致公路運行面臨嚴重安全隱患，因而這就需要及時對擋土墻采取相應穩(wěn)定加固方法，如注漿加固、拆除重建及外包加厚等，從而便于充分保證公路擋土墻穩(wěn)定性，為人們安全出行提供良好保證。

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