路堤擋土墻病害處置技術研究

劉澤義 李慶東 魏洪林 王興 陳寶強

摘要：本文介紹了青（州）臨（沭）高速公路四標段路堤擋土墻病害及成因，分不同情況提出了的針對性技術措施，達到了預期的治理要求，運營期間未發生損壞失穩情況，確保了運營安全。

【關鍵詞】擋土墻；病害；處置；技術

青（州）臨（沭）高速公路四標段K27+186.96～K27+300路段為半填半挖斷面，地勢左側臨山、右側臨溝，設計方案在臨溝側設置為衡重式路堤墻，擋墻頂以上路基填土高度8m。施工完成經歷暴雨后，擋墻出現裂縫鼓脹病害，影響路基穩定。

1.設計情況

K27+186.96～K27+300路段擋土墻采用衡重式，面坡1：0.2，上墻背坡1：0.35，下墻背坡1：0.2，基底斜坡0.1：1，墻背設有碎礫石排水盲溝，墻身內部設有φ50mmPVC泄水管，外傾坡度不小于5%，基底埋深不小于1.25m。

2.現場破壞情況

因當地出現連續6天的降雨，達到暴雨級別，發現K27+190～K27+300段路基右幅局部有縱向裂縫，降雨過后，路基裂縫有進一步發展的趨勢，隨后調查擋土墻的過程中發現，部分擋土墻也出現部鼓脹及裂縫。

（2）現場擋土墻位置路基共出現2組裂縫。

第一組裂縫為路基面填土裂縫，寬約20cm，長約30m，基本平行于路線走向裂縫為路基裂縫，地層為人工填土，隨著擋土墻的失穩破壞，裂縫逐漸擴展，K27+245～K27+290段亦發現有小裂縫出現，進一步說明擋土墻仍有更大變形破壞的危險。

第二組裂縫位于擋土墻外部邊坡的坡頂，裂縫產生的主要原因為此段路基填方較大，坡頂的加載引起邊坡失穩下滑，產生裂縫；邊坡較陡加之雨水下滲是坡體失穩裂縫產生的外部因素。其中有的裂縫已經有錯臺出現，穩定性差；部分裂縫較長，且最大裂縫寬度已經達到7cm，判斷其穩定性較差。

3.原因分析

通過現場鉆探發現，整個填土范圍內土層含水量較高；素填土與原狀土交界面處的原狀土含水量較高，小里程比大里程處地層的含水量高、濕度大。路中心線右側15m處素填土與原狀土下4m范圍內的原狀土均為稍濕狀態，局部含水量較高；路中心線右側7m左右處素填土與原狀土下2m范圍內原狀土為稍濕狀態，局部較干燥。該區素填土一般壓實度達到85～90%。

針對各部分的具體破壞形式及不同的破壞原因，把此段路基填方段分為3個部分進行分析：Ⅰ區：衡重式擋土墻K27+180～K27+K27+225段；Ⅱ區：衡重式擋土墻K27+225～K27+300段；Ⅲ區：K27+195～K27+300路基表面縱向裂縫。

（1）Ⅰ區：衡重式擋土墻K27+186.96～K27+K27+225段

此段擋土墻破壞的主要原因為擋土墻地基土不均勻，雨水下滲導致各段地基持力層承載力降低產生不均勻沉降，使擋土墻產生斜裂縫（K27+215處斜裂縫）；斜裂縫的產生降低了擋土墻的整體穩定性及承載能力，這時其后填方路基填料局部壓實度不足、雨水下滲，導致填料內摩擦角降低、填料的重度增大，使得作用在擋土墻面的主動土壓力增大，整體穩定性及承載能力降低的擋土墻在過大主動土壓力作用下，局部產生裂縫及鼓脹現象。

（2）Ⅱ區：衡重式擋土墻K27+225～K27+300段

此段擋土墻地基持力層為強風化花崗巖，地基承載力較高，地基變形較小，其破壞的主要原因為雨季幾場暴雨，由于正處施工期間，墻后填土壓實度不足，雨水快速下滲致含水量較高，導致主動土壓力過大，使得擋土墻局部產生水平裂縫及鼓脹破壞。

（3）Ⅲ區：K27+195～K27+300路基表面縱向裂縫

路基縱向裂縫在路面擋土墻一側，距路肩約3.7m，K27+195～K27+245裂縫寬度大；K27+245～K27+290裂縫寬度較小，但有繼續發展開裂的趨勢；縱向裂縫產生的主要原因為擋土墻不均勻沉降及側向變形使得在填方土體中產生了較大的變形，從而產生滑動裂縫；另外填方路基高度較高（最高約16.0m）、雨水下滲（現場調查期間正值下雨，路面基本無積水，雨水下滲迅速，鉆孔資料和物探資料均反映填土及填土交界面處土體含水量高）使得填方土體強度降低也是裂縫產生的原因。

4.加固方案

4.1擋墻加固方案：對K27+195～K27+244段采取框架-錨索加固方案，其他段落對出現破壞部分進行注漿勾縫，局部進行表層處理。

框架梁斷面型式為40cm×40cm，采用C25鋼筋混凝土澆筑；上部及下部為50cmC25混凝土護頂及框架梁基礎。K27+195～K27+235段h（第一排橫梁中心至護頂距離）取2m，橫梁間距為2.5m，豎梁間距2.5m；K27+235～K27+244段h取1.5m，橫梁間距為2.5m，豎梁間距為3m。

在第一排橫梁與豎梁節點設置全長29.5m的預應力錨索（錨固段10m、自由段18m），其余橫豎梁節點及中心位置設置HRB335 d=25mm、長3.65m的錨桿。錨索、錨桿錨固角度均為20度。

錨索每孔采用3束φ15.2mm鋼絞線，錨索孔注漿材料采用M40水泥漿，采用42.5級普通硅酸鹽水泥。注漿采用孔底注漿法，注漿壓力0.6～0.8Mpa。錨索張拉控制應力分別為200KN（K27+195～K27+225段）、275KN（K27+225～K27+235段）、330KN（K27+235～K27+244段）。

4.2路基加固及裂縫處理方案

自中分帶處路基右幅下挖0.8m，再分臺階下挖至擋墻頂，挖臺階寬度為100cm，臺階向內傾斜4%，形成灌漿、下部粘土包邊工作面。下部粘土包邊后，自左側開挖面1m處開始，排距3m，孔距3m，布置梅花狀灌漿孔，前3排、后3排灌漿孔長度分別為9m、14m。灌漿孔徑為60～80mm，灌漿管采用φ60mmPVC管。注漿采用純水泥漿，32.5號普通硅酸鹽水泥，水灰比為1：1，注漿壓力為0.4～0.5MPa。灌漿完成后，加鋪土工格柵分層回填至路床頂，同步做好上部粘土包邊。

5.結語

對于半填半挖路基施工，應加強橫向排水、截水、防水設計，通過設置截水溝、路基盲溝等措施，減少水對路基質量的影響，同時嚴格控制路基填料及壓實質量。

山區高擋墻的設計應充分考慮降雨、水損壞等不良因素，選取適宜的擋墻形式。

【參考文獻】

[1]陳紫云. 某公路軟弱地基上的高填方路基開裂失效病害處治對策研究[J]. 地質災害與環境保護，2016（1）：51-58.

[2] 劉小飛. 山區高速公路路基病害成因及處治技術分析[J]. 公路交通科技（應用技術版），2015（6）：178-179.