一種既有擋土墻的加高結構

董 閣, 王祖珍

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司;公路交通節能與環保技術及裝備交通運輸行業研發中心,安徽 合肥 230088)

0 引 言

擋土墻是指支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩的構造物。有的擋土墻已修建并正常運行多年，隨著山坡土地的開發，推土、填土造成擋土墻的高度增加，原有舊擋土墻的高度已不再適用，需要進行相應工程處理。已往的處理方法一般是將原有擋土墻拆除重建，但此方法工程量大，費工費時，而且存在一定危險性。因此，在既有擋土墻的基礎上進行加高處理是較合理的辦法。

但既有擋土墻的原設計并未考慮后續填土加高的情況，其僅能支撐、承擔原填土產生的荷載。加高后的新增填土若作用于既有擋土墻，必將增加既有擋土墻的土壓力與基底應力，消耗既有擋土墻的安全儲備，甚至導致既有擋土墻結構不滿足地基承載力及抗滑穩定要求，使既有擋土墻具有失穩的潛在危險。

可見，有待設計一種合理的既有擋土墻加高結構，使新加高填土對既有擋土墻的影響降到最小。

1 既有擋土墻的加高裝置

一種既有擋土墻的加高結構，包括鉆孔樁、框架結構與預制板；鉆孔樁均勻排列于既有擋土墻后原填土中，框架結構置于原填土的頂面，鉆孔樁的縱向鋼筋錨入框架結構的底層框架中；框架結構在既有擋土墻上方利用立柱與斜梁設置三角形的鏤空區，框架結構在遠離既有擋土墻的一側設置端梁；端梁上均勻地設置多個傾斜的預留孔，預留孔中設置錨固于原填土中的錨桿；框架結構上方鋪設有預制板，后續的加高填土壓在預制板上，如圖1～圖4所示。

圖1 擋土墻加高裝置主視圖

鉆孔樁均勻排列于既有擋土墻后原填土中，鉆孔樁不少于2排。各鉆孔樁沿豎向的投影不壓在既有擋土墻的底板上，使鉆孔樁的荷載不直接傳遞給既有擋土墻。通常，鉆孔樁的深度應超過既有擋土墻的底板，最大限度地降低對既有擋土墻的應力影響。

圖2 擋土墻加高裝置立體圖

框架結構置于原填土的頂面，鉆孔樁的縱向鋼筋錨入框架結構中，使鉆孔樁與框架結構形成強度與剛度較大的整體，共同承擔新填土荷載。框架結構由相互垂直的梁現澆而成，在原填土的頂面進行支模與鋼筋綁扎即可，施工便利。框架結構在既有擋土墻上方利用立柱與斜梁構成鏤空框架，鏤空框架形成截面為三角形的鏤空區域，立柱的高度即為擋土墻擬加高的高度。

圖3 未鋪設預制板的加高裝置

圖4 框架結構與鉆孔樁連接示意圖

框架結構在遠離既有擋土墻的一側設置端梁，端梁可以是框架結構中底層框架的一部分，端梁上均勻地設置多個傾斜的預留孔，預留孔中設置錨固于原填土中的錨桿。端梁需承擔錨桿的張拉荷載，故其尺寸相對較大。錨桿的作用是：對框架結構施加一個遠離臨空面的傾斜荷載，提高加高結構的抗傾覆能力。新填土產生的荷載最終由鉆孔樁與錨桿共同承擔。新填土的重心應位于底部多排鉆孔樁的幾何形心處，盡可能避免產生偏壓荷載，以提高加高結構的抗傾覆能力。

預制板鋪設在斜梁與框架結構的上部，形成縫隙較小的整體。加高填土壓在預制板上，加高填土的重量基于預制板與框架結構傳遞給鉆孔樁，最終使既有擋土墻不承擔后續加高填土產生的荷載。

2 加高裝置的施工方法

所提既有擋土墻加高結構的施工過程如下：

(1) 清理既有擋土墻頂面的植被與浮土，按照設計方案，在既有擋土墻后方原填土中鉆孔、清孔、安放鋼筋籠、澆筑混凝土，形成鉆孔樁。

(2) 按照設計方案，在既有擋土墻原填土頂面支模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土，形成框架結構，框架結構在既有擋土墻上方利用立柱與斜梁形成三角形的鏤空區域，框架結構在遠離既有擋土墻的一側設置端梁，端梁上均勻地設置多個傾斜的預留孔。

(3) 按照設計方案，在端梁的預留孔中完成錨桿的施工。

(4) 把預制板鋪設在斜梁與框架結構的上部，形成縫隙較小的整體。

(5) 在預制板上分層填筑新填土，分層碾壓達到規范要求。直至新填土填至設計標高，各項指標滿足要求后，施工結束。

所提技術具有下列優點：加高填土的重量最終作用在鉆孔樁上，既有擋土墻不承擔后續加高填土產生的荷載，使新加高填土對既有擋土墻的影響降到最低(甚至為零)；框架結構在既有擋土墻上方利用斜梁與立柱形成三角形的鏤空區域，鏤空區域無填土(填土壓在斜梁與框架結構上部的預制板上)，在滿足填土標高要求下降低了填土用量，減輕了新填土的整體自重，提高了擋土墻的整體穩定性；采用在框架結構上鋪設預制板的辦法形成承土面，與現澆混凝土板相比，降低了模板工程與鋼筋工程的難度，提高了施工速度，最終降低了造價。

3 結束語

本文提出了一種既有擋土墻的加高結構，包括鉆孔樁、框架結構與預制板，鉆孔樁均勻排列于既有擋土墻后原填土中，框架結構置于原填土的頂面，鉆孔樁的縱向鋼筋錨入所述框架結構中，框架結構在既有擋土墻上方設有鏤空區，框架結構在遠離既有擋土墻的一側設置端梁，端梁上均勻的設置多個傾斜的預留孔，預留孔中設置錨固于原填土中的錨桿，框架結構上方鋪設有預制板，后續的加高填土壓在預制板上。本方案中加高填土的重量基本作用在鉆孔樁上，既有擋土墻不承擔后續加高填土產生的荷載，使新加高填土對既有擋土墻的影響降到最低；框架結構的鏤空區域無填土，減輕了新填土的整體自重，提高了擋土墻的整體穩定性。