1、桥梁工程全册配套课件桥梁工程全册配套课件1挡土墙施工挡土墙施工主要内容主要内容挡土墙类型挡土墙类型 重力式挡土墙施工重力式挡土墙施工预应力锚索挡土墙施工预应力锚索挡土墙施工定义：定义：挡土墙指的是为防止路基填土或山坡岩土坍塌而修筑的、抵抗土体侧压力的墙式构造物。作用：作用：支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、防止水流冲刷路基，也可以用来处理路基边坡滑坡崩塌等路基病害。-用以支持并防止坡体倾塌的一种工程结构体。用以支持并防止坡体倾塌的一种工程结构体。 在山区公路中运用更为广泛。在山区公路中运用更为广泛。边坡挡土墙边坡挡土墙桥台挡土墙桥台挡土墙路堤挡土墙路堤挡土墙基坑支护挡土墙基坑支护挡土墙地下室侧墙地
2、下室侧墙 1. 2. 3. 5.： 挡土墙按建筑材料分：挡土墙按建筑材料分： 砖砌；砖砌； 块石；块石； 素混凝土；素混凝土； 钢筋混凝土。钢筋混凝土。 按其刚度和位移方式分：按其刚度和位移方式分： 刚性挡土墙；刚性挡土墙； 柔性挡土墙；临时支撑。柔性挡土墙；临时支撑。 刚性挡土墙刚性挡土墙是指用砖、石或混凝土所筑成的断面是指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。由于刚度大，墙体在侧向土压力作较大的挡土墙。由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅发身整体平移或转动，本身挠曲变形则可用下，仅发身整体平移或转动，本身挠曲变形则可忽略。墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力忽略。墙背受到的土压力呈
3、三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。强度发生在底部，类似于静水压力分布。l 刚性挡土墙刚性挡土墙T型型预应力预应力刚性加筋刚性加筋圬圬工工式式L型型扶壁扶壁柔性支护结构锚杆锚杆板桩板桩板桩变形板桩变形板桩板桩锚杆锚杆基坑支撑上的土压力基坑支撑上的土压力变形变形土压力分布土压力分布挡土墙加固及施工技术挡土墙的作用挡土墙的作用 挡土墙是各类工程建设中常见的支挡挡土墙是各类工程建设中常见的支挡结构形式，它具有结构简单、占地少、施结构形式，它具有结构简单、占地少、施工方便和造价低廉等诸多优点。目前，不工方便和造价低廉等诸多优点。目前，不仅广泛应用于公路、铁路、城市建设，同仅广泛应用
4、于公路、铁路、城市建设，同时应用于水坝建设、河床整治、港口工程时应用于水坝建设、河床整治、港口工程、水土保持、土地规划、山体滑坡防治等、水土保持、土地规划、山体滑坡防治等领域。领域。 概概 述述 挡土墙的分类挡土墙的分类 挡土墙的种类很多，按照其结构特点可以分挡土墙的种类很多，按照其结构特点可以分为：为： （1 1）重力式挡土墙）重力式挡土墙; ; （2 2）悬臂式挡土墙）悬臂式挡土墙; ; （3 3）扶臂式挡土墙）扶臂式挡土墙; ; （4 4）支撑式挡土墙）支撑式挡土墙; ; （5 5）锚定板挡土墙）锚定板挡土墙; ; （6 6）板桩墙挡土墙）板桩墙挡土墙; ; （7 7）加筋土挡土墙。）加
5、筋土挡土墙。 概概 述述 挡土墙存在问题挡土墙存在问题 挡土墙的主要载荷是土压力和相关的外来载挡土墙的主要载荷是土压力和相关的外来载荷，随着其使用时间的增长，挡土墙的稳定性荷，随着其使用时间的增长，挡土墙的稳定性就会减弱，甚至会出现不同程度的失稳现象。就会减弱，甚至会出现不同程度的失稳现象。尤其是在频繁的外部载荷和地震、水灾等自然尤其是在频繁的外部载荷和地震、水灾等自然因素作用下，挡土墙的失稳现象表现的更加突因素作用下，挡土墙的失稳现象表现的更加突出。在公路交通建设中，几乎所有的跨线大桥出。在公路交通建设中，几乎所有的跨线大桥，山区公路均建有挡土墙。在动载荷下挡土墙，山区公路均建有挡土墙。在动
6、载荷下挡土墙的失稳日趋严重，如：的失稳日趋严重，如： 概概 述述v始建于始建于8080年代的滨州黄河大桥南北接线的挡年代的滨州黄河大桥南北接线的挡土墙，墙高土墙，墙高6m6m，从，从19911991年开始，挡土墙逐渐年开始，挡土墙逐渐开始发生变形，墙体外倾，到开始发生变形，墙体外倾，到19971997年墙体的年墙体的最大变形达最大变形达280mm280mm，其中南接线西侧甚至发生，其中南接线西侧甚至发生过坍塌事故，严重威胁到整座大桥的交通安过坍塌事故，严重威胁到整座大桥的交通安全。全。 概概 述述v建成于建成于19901990年前后的年前后的104104国道界河立交桥国道界河立交桥，自建成初期
7、即发生轻微的墙体外移现，自建成初期即发生轻微的墙体外移现象。从象。从19971997年开始，墙体的外鼓变形加年开始，墙体的外鼓变形加剧，到剧，到20002000年年6 6月份，墙体最大的位移量月份，墙体最大的位移量达到达到100mm100mm，绝对位移量超过，绝对位移量超过200mm200mm，路，路面局部发生纵向开裂，墙体的顶部面板面局部发生纵向开裂，墙体的顶部面板开始脱落，墙体整体失稳，并有进一步开始脱落，墙体整体失稳，并有进一步加剧的趋势。加剧的趋势。 概概 述述v位于山东省淄博市境内的辛店大桥，纵向长位于山东省淄博市境内的辛店大桥，纵向长度度600m600m的挡土墙均出现不同程度的外倾
8、和外的挡土墙均出现不同程度的外倾和外鼓现象，局部的外鼓达鼓现象，局部的外鼓达150mm150mm之多，从而严重之多，从而严重威胁到了公路运输的安全。威胁到了公路运输的安全。 概概 述述v20012001年年9 9月月2727日，洛阳日，洛阳- -三门峡高速公路三门峡高速公路K104+940-K105+100K104+940-K105+100段坡间挡土墙，突然段坡间挡土墙，突然随坡体下滑，塌方量达随坡体下滑，塌方量达1212万万m m3 3以上，半以上，半幅路基平均下陷深度为幅路基平均下陷深度为5m5m，致使原定通，致使原定通车时间滞后车时间滞后3 3个多月。个多月。v京沪高速公路（化临段）挡土
9、墙在建设京沪高速公路（化临段）挡土墙在建设过程中即发生不同程度的侧滑现象，不过程中即发生不同程度的侧滑现象，不得不重新设计和加固。得不重新设计和加固。 概概 述述图图1 1 失稳的加筋土挡土墙失稳的加筋土挡土墙 概概 述述 由此可见，挡土墙的失稳问题不是个由此可见，挡土墙的失稳问题不是个例，而是带有普遍性。仅山东省境内就例，而是带有普遍性。仅山东省境内就有不少于有不少于2020座各类挡土墙发生不同程度座各类挡土墙发生不同程度的失稳现象。国内类似工程有几百处，的失稳现象。国内类似工程有几百处，严重者甚至有可能酿成墙体倾覆、交通严重者甚至有可能酿成墙体倾覆、交通中断、人员伤亡的严重事故。因此，如中
10、断、人员伤亡的严重事故。因此，如何在设计和施工阶段采用有效的工程措何在设计和施工阶段采用有效的工程措施，以消除挡土墙失稳的事故隐患是事施，以消除挡土墙失稳的事故隐患是事关交通安全的重大工程技术难题。关交通安全的重大工程技术难题。概概 述述 失稳挡土墙的加固方法失稳挡土墙的加固方法 主要有预应力锚固、重力式翼墙、后跺式主要有预应力锚固、重力式翼墙、后跺式扶臂墙、喷射混凝土和预应力锚杆联合加固扶臂墙、喷射混凝土和预应力锚杆联合加固以及加筋喷射混凝土和预应力锚杆联合加固以及加筋喷射混凝土和预应力锚杆联合加固等等 。概概 述述 在实际工程中，由于挡土墙所承受的外在实际工程中，由于挡土墙所承受的外部载荷
11、环境不同、回填土性质以及挡土墙的部载荷环境不同、回填土性质以及挡土墙的类型不同，因而，结构失稳的原因和所采用类型不同，因而，结构失稳的原因和所采用的加固方法以及同一种方法所选用的加固参的加固方法以及同一种方法所选用的加固参数也不尽相同，所以，问题的研究必须有针数也不尽相同，所以，问题的研究必须有针对性。即针对某一类型的挡土墙的失稳情况对性。即针对某一类型的挡土墙的失稳情况，从实际出发进行比较系统的研究，了解它，从实际出发进行比较系统的研究，了解它的失稳机理并选择一种切实可行的加固方法的失稳机理并选择一种切实可行的加固方法，从理论和实践中加以证明其可行性并进而，从理论和实践中加以证明其可行性并进
12、而推广应用。推广应用。 概 述 失稳特征失稳特征 据调查，加筋土挡土墙虽然建设的年代据调查，加筋土挡土墙虽然建设的年代、应用对象甚至具体的设计参数不尽相同，、应用对象甚至具体的设计参数不尽相同，但由于基本结构是相似的，因此其失稳现象但由于基本结构是相似的，因此其失稳现象都有着共同的特征都有着共同的特征： 1 1、墙体外鼓、墙体外鼓。这种现象约占这种现象约占70%70%，主要有，主要有以下两种表现形式：以下两种表现形式： 加筋土挡土墙失稳的基本特征加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析及原因分析 v (a)(a)弧形外鼓弧形外鼓( (图图6a)6a)。调查发现，全国现有。调查发现，全国现有的加筋土
13、挡土墙运行的加筋土挡土墙运行5 5年以上的，都不同程度年以上的，都不同程度地出现了墙体外鼓，路面两侧护栏内倾，且地出现了墙体外鼓，路面两侧护栏内倾，且墙体越高，外鼓现象越严重，外鼓位移最大墙体越高，外鼓现象越严重，外鼓位移最大处一般发生在离地面高度的处一般发生在离地面高度的2/32/3处。处。 v (b)S(b)S形外鼓形外鼓( (图图6b)6b)。这种现象不是孤立存在。这种现象不是孤立存在的，一般伴随着弧形外鼓出现的，一般伴随着弧形外鼓出现( (例如例如G104G104界河界河立交桥立交桥) )，其主要特征是：总体仍属弧形外鼓，其主要特征是：总体仍属弧形外鼓，但在墙体中下部又出现另一外鼓现象
14、。，但在墙体中下部又出现另一外鼓现象。 加筋土挡土墙失稳的基本特征加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析及原因分析 2 2、墙体外倾、墙体外倾( (图图6c)6c)。这种现象约占。这种现象约占30%30%，主，主要特征是：墙体整体外倾、路边护栏外倾（要特征是：墙体整体外倾、路边护栏外倾（如滨州黄河大桥北接线东侧墙体）。如滨州黄河大桥北接线东侧墙体）。 3 3、路面开裂、路面开裂。所有出现失稳现象的加筋土所有出现失稳现象的加筋土挡土墙，一般都伴随着路面纵向开裂，严重挡土墙，一般都伴随着路面纵向开裂，严重者裂缝宽度达者裂缝宽度达5 520mm20mm，路面有无裂缝，是判，路面有无裂缝，是判别墙体是否
15、整体失稳的最主要的特征。别墙体是否整体失稳的最主要的特征。 4 4、拉筋与面板脱离，造成墙体面板局部单、拉筋与面板脱离，造成墙体面板局部单块滑落。块滑落。 加筋土挡土墙失稳的基本特征加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析及原因分析 加筋土挡土墙失稳的基本特加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析征及原因分析 快车道护栏填土失稳墙体慢车道快车道护栏填土失稳墙体慢车道快车道护栏填土失稳墙体慢车道 (a) (b) (c) (a) (b) (c)图图6 6 加筋土挡土墙失稳特征示意图加筋土挡土墙失稳特征示意图 原因分析原因分析 加筋土挡土墙是国内外已广泛应用加筋土挡土墙是国内外已广泛应用的成熟技术，我国也制
16、定了相应的设计的成熟技术，我国也制定了相应的设计与施工规范（与施工规范（JTJ015-90JTJ015-90）。但为什么加）。但为什么加筋土挡土墙在建成初期或运行一定时期筋土挡土墙在建成初期或运行一定时期后却相继发生了轻微变形以至发展成严后却相继发生了轻微变形以至发展成严重失稳变形呢？经综合分析，其存在着重失稳变形呢？经综合分析，其存在着外在和内在两方面的原因：外在和内在两方面的原因： 加筋土挡土墙失稳的基本特加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析征及原因分析 1 1、外在原因、外在原因 (a)(a)我国大规模建设加筋土挡土墙时期，交通流我国大规模建设加筋土挡土墙时期，交通流量远不及现在大。例如
17、：滨州黄河大桥量远不及现在大。例如：滨州黄河大桥8181年以前日年以前日交通量平均为交通量平均为30853085辆，到辆，到20002000年已增至年已增至1489014890辆；辆；山东省山东省G104G104界河立交桥建成初期（界河立交桥建成初期（19891989年），日均年），日均交通量为交通量为21682168辆，至辆，至20002000年达到年达到76457645辆，且大型运辆，且大型运输车辆增多，超载严重（最大车货总量超过输车辆增多，超载严重（最大车货总量超过100100吨吨），直接导致路面动荷载剧增，超过了原设计路基），直接导致路面动荷载剧增，超过了原设计路基的承载能力。的承载能
18、力。 加筋土挡土墙失稳的基本特加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析征及原因分析 (b)(b)对于一般车流量很大，动荷载相对较对于一般车流量很大，动荷载相对较高的路段，墙体变形一般主要受动荷载的影高的路段，墙体变形一般主要受动荷载的影响，出现严重的外倾失稳，造成顶层拉筋断响，出现严重的外倾失稳，造成顶层拉筋断裂、面板脱落。裂、面板脱落。 (c)(c)施工质量不高，尤其初期填方不实施工质量不高，尤其初期填方不实，拉筋松弛或拉筋材料选材不适当甚至不合，拉筋松弛或拉筋材料选材不适当甚至不合格也是造成加筋土挡土墙失稳的不可忽视的格也是造成加筋土挡土墙失稳的不可忽视的外在原因。外在原因。 加筋土挡土墙失稳
19、的基本特加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析征及原因分析 2 2、内在原因、内在原因 (a)(a)车辆动荷载所引起的侧压力沿垂直方向车辆动荷载所引起的侧压力沿垂直方向遵从布西涅斯克解，即在弹性半空间体上作遵从布西涅斯克解，即在弹性半空间体上作用一压力，其应力分布是上大下小，而主动用一压力，其应力分布是上大下小，而主动土压力是上小下大，二者作用的迭合，即在土压力是上小下大，二者作用的迭合，即在离地面高度的离地面高度的2/32/3处形成最大的外推力。因此处形成最大的外推力。因此，墙体外鼓是必然的。但外鼓不一定失稳，墙体外鼓是必然的。但外鼓不一定失稳，只要外推力不超过拉筋的抗拉强度，墙体仍只要外推力
20、不超过拉筋的抗拉强度，墙体仍可保持相对稳定，而判别挡土墙是否失稳的可保持相对稳定，而判别挡土墙是否失稳的最明确的外在标准是路面是否开裂及面板是最明确的外在标准是路面是否开裂及面板是否脱落。否脱落。 加筋土挡土墙失稳的基本特加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析征及原因分析 (b)(b)加筋土挡土墙的加筋材料为增阻迟缓加筋土挡土墙的加筋材料为增阻迟缓的柔塑性体，在动荷载作用下增阻速度滞后，的柔塑性体，在动荷载作用下增阻速度滞后，不能及时提供阻力以抵御动载对土体的破坏作不能及时提供阻力以抵御动载对土体的破坏作用。在许多情况下，拉筋失效并非是本身强度用。在许多情况下，拉筋失效并非是本身强度不够，而是增
21、阻速度不及动载的增载加速，土不够，而是增阻速度不及动载的增载加速，土体因瞬间变形超限而破坏，从而导致墙体填方体因瞬间变形超限而破坏，从而导致墙体填方失稳。失稳。加筋土挡土墙失稳的基本特加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析征及原因分析 (c)(c)墙体内的填土本身强度很低，建成墙体内的填土本身强度很低，建成之时存在着初始塑性变形区，动荷载剧增即之时存在着初始塑性变形区，动荷载剧增即可诱发原有塑性区的进一步扩大和发展，随可诱发原有塑性区的进一步扩大和发展，随着时间的积累和变形的叠加，即可能在挡土着时间的积累和变形的叠加，即可能在挡土墙内部出现整体和永久性的破坏。墙内部出现整体和永久性的破坏。 加筋
22、土挡土墙失稳的基本特加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析征及原因分析 实实 例例界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙失稳加固处理加筋土挡土墙失稳加固处理界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理 工程背景工程背景 界河立交桥建成于界河立交桥建成于19901990年，自建成初期年，自建成初期即发生轻微墙体外倾现象。从即发生轻微墙体外倾现象。从19971997年开始，年开始，外鼓变形逐渐加剧，至外鼓变形逐渐加剧，至20002000年年6 6月，最大位移月，最大位移量相对值达量相对值达100mm100mm，绝对值超过，绝对值超过200mm200mm，路面，路面局部发生纵向开裂，
23、两侧护拦内倾，顶部面局部发生纵向开裂，两侧护拦内倾，顶部面板局部脱落，墙体整体失稳，并有进一步加板局部脱落，墙体整体失稳，并有进一步加剧的明显趋势剧的明显趋势 。图图7 7 加固前的失稳加筋土挡土墙加固前的失稳加筋土挡土墙 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理 工程对策工程对策1 1、必须满足的前提条件、必须满足的前提条件 对于失稳加筋土挡土墙，最简单的处理对于失稳加筋土挡土墙，最简单的处理方法是在墙体外侧压土或附加一个重力挡墙方法是在墙体外侧压土或附加一个重力挡墙作为外支撑，但这将直接导致加筋土挡土墙作为外支撑，但这将直接导致加筋土挡土墙的主要优越性的丧失，不
24、但工程量巨大，又的主要优越性的丧失，不但工程量巨大，又需要重新征地，除非紧急抢险，此方案不能需要重新征地，除非紧急抢险，此方案不能采用。任何拟采用的加固方案必须满足以下采用。任何拟采用的加固方案必须满足以下条件：条件： 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理v(a)(a)不能破坏原工程的基本结构，所实施的加不能破坏原工程的基本结构，所实施的加固方案既能完全保留加筋土挡土墙的既有优固方案既能完全保留加筋土挡土墙的既有优越性，又能保证不影响其使用功能。越性，又能保证不影响其使用功能。v(b)(b)在不影响主路面安全运行的前提下能正常在不影响主路面安全运行的前提下能正常
25、进行加固施工。进行加固施工。v(c)(c)施工工艺要相对简单，工程造价及施工工施工工艺要相对简单，工程造价及施工工期不能高于其它加固方案。期不能高于其它加固方案。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理2 2、可采用的工程方案、可采用的工程方案 经反复分析比较，能同时满足上述条件经反复分析比较，能同时满足上述条件的方案其实范围很小：首先，其必须是常规的方案其实范围很小：首先，其必须是常规技术；其二，它能有效抑制或减小墙体变形技术；其二，它能有效抑制或减小墙体变形；其三，它具有可靠的有效性和持久性。如；其三，它具有可靠的有效性和持久性。如何选择并确定这样一个由多项常
26、规技术构成何选择并确定这样一个由多项常规技术构成又非常规的有效技术组合，是解决失稳加筋又非常规的有效技术组合，是解决失稳加筋土挡土墙加固问题的最大难题。土挡土墙加固问题的最大难题。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理v（a a）主要方案）主要方案 理想的方案是通过一种特殊的工艺，将墙体理想的方案是通过一种特殊的工艺，将墙体对应面板凿穿，穿上钢筋，对拉锁定，完全对应面板凿穿，穿上钢筋，对拉锁定，完全取代原有的拉筋取代原有的拉筋( (图图8a)8a)。由于国内目前凿孔设备及技术所限，对穿凿由于国内目前凿孔设备及技术所限，对穿凿孔不易实现，可改由两侧分别凿孔，并安装
27、孔不易实现，可改由两侧分别凿孔，并安装预应力锚杆以代替对拉钢筋，这样凿孔问题预应力锚杆以代替对拉钢筋，这样凿孔问题易解决，同时又保持了前者的技术精髓，是易解决，同时又保持了前者的技术精髓，是可实施的技术方案可实施的技术方案( (图图8b)8b)。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理对 拉 钢筋对拉预制面板墙体对拉预制面板预应力锚杆 (a) (b)(a) (b)图图8 8 主要方案示意图主要方案示意图 v（b b）选定方案）选定方案 在墙表面喷射一层砼在墙表面喷射一层砼( (加锚网加锚网) )，使分散的面，使分散的面板预制块由单体变成整体，这样可保证在墙板预制块
28、由单体变成整体，这样可保证在墙表面任何一点加力都能将力分布在表面任何一点加力都能将力分布在“一片一片”而不是而不是“一块一块”上，整个喷层相当于一个大上，整个喷层相当于一个大承力垫板，整个外墙成为一个整体，可大大承力垫板，整个外墙成为一个整体，可大大提高其抗弯、抗剪和整体承载能力。提高其抗弯、抗剪和整体承载能力。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理在墙体两侧墙面对打在墙体两侧墙面对打1 13 3排预应力锚杆，以排预应力锚杆，以此来有效抑制墙体的变形。此来有效抑制墙体的变形。锚杆安装过程中，采用锚杆安装过程中，采用“分层多次高压注浆分层多次高压注浆预应力锚固技术
29、预应力锚固技术”，实施多次分层注浆，既，实施多次分层注浆，既能通过对土体的改性加固墙体本身，又可提能通过对土体的改性加固墙体本身，又可提高预应力锚杆的承载力，一举两得。高预应力锚杆的承载力，一举两得。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理3 3、需要克服的主要技术难题、需要克服的主要技术难题 v(a)(a)凿孔问题。凿孔问题。由于路基填土为非原状土，而由于路基填土为非原状土，而是由土石组成的杂填土，在这样的杂土层中是由土石组成的杂填土，在这样的杂土层中钻孔十分困难，能否正常成孔是选定方案正钻孔十分困难，能否正常成孔是选定方案正常实施的关键和前提。常实施的关键和前
30、提。v(b)(b)预应力锚杆。预应力锚杆。虽然在岩石层中或在原状土虽然在岩石层中或在原状土层中安装永久预应力锚杆在国内外已是常规层中安装永久预应力锚杆在国内外已是常规技术，而在人工杂填土层中实施该项技术却技术，而在人工杂填土层中实施该项技术却有许多没有解决而又必须解决的技术难题：有许多没有解决而又必须解决的技术难题： 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理预应力锚杆预应力值的衰减特征如何，最终预应力锚杆预应力值的衰减特征如何，最终稳定的预应力值是多少。稳定的预应力值是多少。采用何种技术手段能提高并能永久保持设计采用何种技术手段能提高并能永久保持设计预应力值。预应力
31、值。如何确定预应力锚杆的设计参数如何确定预应力锚杆的设计参数( (如锚杆的长如锚杆的长度、直径、密度等度、直径、密度等) )。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理v(c)(c)锚喷网。锚喷网。按方案，锚喷层是作为其与面板按方案，锚喷层是作为其与面板间的结合体而设计的，预期效果能否实现，间的结合体而设计的，预期效果能否实现，如何实现？如何实现？v(d)(d)注浆。注浆。在填土中进行注浆，浆液能否按预在填土中进行注浆，浆液能否按预想的在设计范围内分层并有效扩散；如何在想的在设计范围内分层并有效扩散；如何在保证不破坏路面和墙体本身的前提下确定注保证不破坏路面和墙体本
32、身的前提下确定注浆参数，实施高压注浆；注浆对最终加固效浆参数，实施高压注浆；注浆对最终加固效果影响有多大，作用如何等等。所有这些问果影响有多大，作用如何等等。所有这些问题必须通过实验和现场工程实践来回答。题必须通过实验和现场工程实践来回答。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理 施工过程施工过程 本项目确定的加筋土挡土墙加固方案主本项目确定的加筋土挡土墙加固方案主要由三项常规技术要由三项常规技术锚喷、注浆和预应力锚锚喷、注浆和预应力锚固构成。这三项技术在国内外岩土工程领域固构成。这三项技术在国内外岩土工程领域已得到广泛应用，但应用于加固加筋土挡土已得到广泛应用，
33、但应用于加固加筋土挡土墙，在国内外尚属首次。由于加固对象的特墙，在国内外尚属首次。由于加固对象的特殊性，所以，要达到设计要求，保证完美的殊性，所以，要达到设计要求，保证完美的加固效果。加固效果。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理1 1、墙面锚喷网加固、墙面锚喷网加固 在挡土墙外墙面铺设一层钢筋网，主筋在挡土墙外墙面铺设一层钢筋网，主筋采用采用1010钢筋，网度为钢筋，网度为1000mm1000mm1000mm1000mm，辅，辅筋采用筋采用6.56.5钢筋，网度为钢筋，网度为150mm150mm150mm150mm。 主筋的每个节点处，打一根连接锚杆。主筋的
34、每个节点处，打一根连接锚杆。连接锚杆采用连接锚杆采用1616螺纹钢，锚固深度为螺纹钢，锚固深度为500mm500mm，并与主筋焊连。，并与主筋焊连。 在整个外墙面喷射一层在整个外墙面喷射一层80mm80mm厚的砼，标厚的砼，标号号C25C25。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理图图9 9 墙面喷射钢筋混凝土设计图墙面喷射钢筋混凝土设计图连接锚杆主筋预应力锚杆2 2、工程对策、工程对策针对上述问题，首先进行了理论分析，基针对上述问题，首先进行了理论分析，基本弄清了出现问题的内在原因，根据不同情本弄清了出现问题的内在原因，根据不同情况，设计了多项不同的试验，从根
35、本上解决况，设计了多项不同的试验，从根本上解决了这些问题：了这些问题： v（a a）合理配比。）合理配比。通过现场喷射试验，确定了通过现场喷射试验，确定了最适合于喷射对象的喷射材料配合比，即水最适合于喷射对象的喷射材料配合比，即水泥泥: :砂砂: :石子石子: :水水: :速凝剂速凝剂=1:2:2:0.4:0.025=1:2:2:0.4:0.025（重量比）。重量比）。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理v(b)(b)分层湿喷。分层湿喷。试验发现，单次喷层厚度不大试验发现，单次喷层厚度不大于于40mm40mm，则喷层就不会脱离墙面。超过，则喷层就不会脱离墙面。
36、超过40mm40mm，个别地段出现轻微离层的迹象。，个别地段出现轻微离层的迹象。 v(c)(c)局部增厚。局部增厚。在每根预应力锚杆锚固墩周围在每根预应力锚杆锚固墩周围增加了一道加强钢筋网，参数与单层相同。增加了一道加强钢筋网，参数与单层相同。经过试验，在每个锚固墩周围经过试验，在每个锚固墩周围1m21m2范围内，喷范围内，喷层增至层增至150mm150mm（双层钢筋网），即可完全消除（双层钢筋网），即可完全消除由于局部承载而引起的喷层裂纹现象。由于局部承载而引起的喷层裂纹现象。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理图图10 10 挂网与喷浆v(d)(d)分期养
37、护。分期养护。每次喷射完成后，即进行一次每次喷射完成后，即进行一次养护（喷水），墙面强度增至设计值的养护（喷水），墙面强度增至设计值的40%40%时时，再进行下一循环喷射和养护，直至达到要，再进行下一循环喷射和养护，直至达到要求的厚度再进行最终养护。试验证明，分层求的厚度再进行最终养护。试验证明，分层喷射、分期养护，可彻底消除由于养护原因喷射、分期养护，可彻底消除由于养护原因而带来的喷层裂纹问题。而带来的喷层裂纹问题。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理3 3 、其他常规工程措施、其他常规工程措施v（a a）连接锚杆安装）连接锚杆安装采用采用76557655型
38、气腿凿岩机钻孔，孔径型气腿凿岩机钻孔，孔径50mm50mm，孔，孔深深500mm500mm，钻孔垂直于墙面。，钻孔垂直于墙面。向钻孔内注入水泥砂浆。首先向孔内插入注向钻孔内注入水泥砂浆。首先向孔内插入注浆管至孔底，随砂浆的注入缓慢地将注浆管浆管至孔底，随砂浆的注入缓慢地将注浆管拔出，保证砂浆注入饱满。拔出，保证砂浆注入饱满。注完浆后，立即将连接锚杆插入，连接锚杆注完浆后，立即将连接锚杆插入，连接锚杆用用1616螺纹钢预制，外露端带弯钩，以备与螺纹钢预制，外露端带弯钩，以备与主筋交叉相连。主筋交叉相连。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理v（b b）布设钢筋网）
39、布设钢筋网主筋的布设：主筋的布设：按按1000mm1000mm1000mm1000mm的网度编主的网度编主钢筋网，在钢筋网的交叉点处及锚钉与钢筋钢筋网，在钢筋网的交叉点处及锚钉与钢筋网接触点采用焊连，焊接点位置与墙面的距网接触点采用焊连，焊接点位置与墙面的距离为离为303050mm50mm。在准备布设预应力锚杆的位。在准备布设预应力锚杆的位置，预留孔位并采用塑料套管保护，以便于置，预留孔位并采用塑料套管保护，以便于下一步预应力锚杆的施工。下一步预应力锚杆的施工。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理辅筋的布设：辅筋的布设：按按150mm150mm150mm150
40、mm的网度编辅筋的网度编辅筋钢筋网，在钢筋网的交叉点及辅筋与主筋的钢筋网，在钢筋网的交叉点及辅筋与主筋的交叉处，采用交叉处，采用22铁丝绑扎牢固，将辅筋钢筋铁丝绑扎牢固，将辅筋钢筋网与主筋固定在一起。在辅筋布置的同时，网与主筋固定在一起。在辅筋布置的同时，定点埋设控制喷射混凝土厚度的标志，以确定点埋设控制喷射混凝土厚度的标志，以确保混凝土喷射的厚度。保混凝土喷射的厚度。在预留的预应力锚杆钻孔孔口周围，布设在预留的预应力锚杆钻孔孔口周围，布设1.0m1.0m2 2的加强钢筋网，两层网间距为的加强钢筋网，两层网间距为50mm50mm。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加
41、固处理v（c c）喷射混凝土）喷射混凝土首先将光滑的墙面凿毛，然后用高压风、水首先将光滑的墙面凿毛，然后用高压风、水将墙面冲净，以保证首次喷层与墙面的良好将墙面冲净，以保证首次喷层与墙面的良好粘合。粘合。第一层喷射厚度第一层喷射厚度40mm40mm，喷头与喷面垂直，间，喷头与喷面垂直，间距为距为0.60.61.0m1.0m，第二次喷射砼在第一次喷射，第二次喷射砼在第一次喷射养护养护2424小时后进行，必须保证喷射厚度和表小时后进行，必须保证喷射厚度和表面平整。面平整。 界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理v（d d）养护）养护每次喷射完成，喷层初凝后立即进行养护
42、，当最后每次喷射完成，喷层初凝后立即进行养护，当最后一次喷射的混凝土终凝一次喷射的混凝土终凝2 2小时后，进行正常养护，小时后，进行正常养护，每天至少喷水每天至少喷水4 4次。养护时间一般不得少于次。养护时间一般不得少于7 7天。天。每层喷完后第一次喷水养护时，采用低压喷水，以每层喷完后第一次喷水养护时，采用低压喷水，以防止冲坏喷射混凝土表面。防止冲坏喷射混凝土表面。在养护过程中凡发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿在养护过程中凡发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象，均及时分析原因、采取措、色泽不均等不良现象，均及时分析原因、采取措施进行修补，以防后患。施进行修补，以防后患。 界河立交
43、桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙失稳加固处理失稳加固处理图图11 11 喷层养护喷层养护图图图图12 12 加固后加筋土挡土墙加固后加筋土挡土墙 所谓坡间挡土墙是指半填半挖段所谓坡间挡土墙是指半填半挖段的路基挡土墙，一般位于自然边坡的的路基挡土墙，一般位于自然边坡的坡面上，它是所有挡土墙结构形式中坡面上，它是所有挡土墙结构形式中难度最大、结构最复杂，也是最易失难度最大、结构最复杂，也是最易失稳的结构形式。稳的结构形式。 失稳类型失稳类型坡间挡土墙失稳的类型及原因分析坡间挡土墙失稳的类型及原因分析v(a).单纯失稳单纯失稳 所谓单纯失稳是指由于填方质量不好，所谓单纯失稳是指由于填方质量不好，
44、墙体支挡能力不够，路面荷载过大而引起墙墙体支挡能力不够，路面荷载过大而引起墙体本身的失稳，常见的各类挡土墙失稳大多体本身的失稳，常见的各类挡土墙失稳大多属于此类情况。属于此类情况。坡间挡土墙失稳的类型及原因分析坡间挡土墙失稳的类型及原因分析v(b).(b).间接失稳间接失稳 此类失稳是指由于坡体滑移导致的此类失稳是指由于坡体滑移导致的墙体基础外移，容易诱发整个墙体倾覆墙体基础外移，容易诱发整个墙体倾覆的严重事故，这是所有挡土墙事故中最的严重事故，这是所有挡土墙事故中最严重的情况。严重的情况。 坡间挡土墙失稳的类型及原因分析坡间挡土墙失稳的类型及原因分析 坡间挡土墙失稳的主要特征坡间挡土墙失稳的
45、主要特征 坡间挡土墙间接失稳的主要特征表现坡间挡土墙间接失稳的主要特征表现在以下三点：在以下三点：v(a) (a) 坡体滑动坡体滑动 这是此类坡间挡土墙失稳的根源。其这是此类坡间挡土墙失稳的根源。其特点是由于挡土墙所在原坡体发生滑动，特点是由于挡土墙所在原坡体发生滑动，进而导致整个墙体外移失稳。进而导致整个墙体外移失稳。 坡间挡土墙失稳的类型及原因分析坡间挡土墙失稳的类型及原因分析v(b) (b) 路面开裂路面开裂 墙体失稳后，首先可察觉的迹墙体失稳后，首先可察觉的迹象是路面产生纵向裂纹，严重者甚象是路面产生纵向裂纹，严重者甚至可在路面的横断面上形成阶梯状至可在路面的横断面上形成阶梯状。坡间挡
46、土墙失稳的类型及原因分析坡间挡土墙失稳的类型及原因分析v (c) 发展迅速发展迅速 上述两个特征与单纯失稳的特征类上述两个特征与单纯失稳的特征类似，其最大的不同点在于此类失稳发展似，其最大的不同点在于此类失稳发展十分迅速。一般情况下，只要出现迹象十分迅速。一般情况下，只要出现迹象，即会在短时间内，即会在短时间内( (不超过一个月不超过一个月) )发展发展成墙体倾覆、交通中断的严重事故，没成墙体倾覆、交通中断的严重事故，没有足够的后续加固治理时间。对此类事有足够的后续加固治理时间。对此类事故处治的重点应是预先防止而不是事后故处治的重点应是预先防止而不是事后治理。治理。 坡间挡土墙失稳的类型及原因
47、分析坡间挡土墙失稳的类型及原因分析 失稳原因分析失稳原因分析 1、自然原因、自然原因v（a a）坡体本身不稳定，即使不扰动，也）坡体本身不稳定，即使不扰动，也可能滑塌；可能滑塌；v（b b）雨水渗透、采空区的存在及地震等）雨水渗透、采空区的存在及地震等原因也可能诱发坡体滑动。原因也可能诱发坡体滑动。 坡间挡土墙失稳的类型及原因分析坡间挡土墙失稳的类型及原因分析 2 2、人为原因、人为原因v（a a）经过人工挖填后，打破了原来坡体的）经过人工挖填后，打破了原来坡体的自然平衡，开挖揭露面可能导致雨水的大自然平衡，开挖揭露面可能导致雨水的大量渗入，改变了边坡岩土体的力学特性量渗入，改变了边坡岩土体的
48、力学特性v（b b）支挡措施单一。现行的规范一般只是）支挡措施单一。现行的规范一般只是采用单一的设计形式，没有根据坡间挡土采用单一的设计形式，没有根据坡间挡土墙的失稳特点，将挡土墙的施工当作边坡墙的失稳特点，将挡土墙的施工当作边坡加固的组成部分，常常是单纯失稳避免了加固的组成部分，常常是单纯失稳避免了，而更为严重的间接失稳却发生了。，而更为严重的间接失稳却发生了。坡间挡土墙失稳的类型及原因分析坡间挡土墙失稳的类型及原因分析 加固方法加固方法v(a).(a).将边坡加固与挡土墙的建设融为一将边坡加固与挡土墙的建设融为一体。把挡土墙的建设当作边坡加固的组体。把挡土墙的建设当作边坡加固的组成部分，在
49、挡土墙施工的同时，既实现成部分，在挡土墙施工的同时，既实现了对边坡的加固了对边坡的加固, ,又稳定了挡土墙本身。又稳定了挡土墙本身。v(b).(b).针对研究对象所在边坡的工程地质针对研究对象所在边坡的工程地质情况和其本身的结构特点，探索出一种情况和其本身的结构特点，探索出一种新的、有效的并且适用于坡间挡土墙建新的、有效的并且适用于坡间挡土墙建造的新的技术组合。造的新的技术组合。坡间挡土墙失稳的类型及原因分析坡间挡土墙失稳的类型及原因分析方案方案1 1固坡与建墙相结合固坡与建墙相结合 该方案的要点是在墙体的上部，锚定板与护坡该方案的要点是在墙体的上部，锚定板与护坡锚杆相连接，并施加预应力；在墙
50、体的中下部，运锚杆相连接，并施加预应力；在墙体的中下部，运用墙体作为承载体，打下向预应力锚杆。此方案能用墙体作为承载体，打下向预应力锚杆。此方案能起到稳定墙体本身和加固边坡的双重作用，适用于起到稳定墙体本身和加固边坡的双重作用，适用于各类坡间挡土墙的建造。各类坡间挡土墙的建造。 坡间挡土墙失稳的类型及原因分析坡间挡土墙失稳的类型及原因分析 方案方案2 2固坡与建墙分离固坡与建墙分离 采取必要的工程措施先将边坡加固，以采取必要的工程措施先将边坡加固，以保证挡土墙有一个可靠并且稳定的基础。此保证挡土墙有一个可靠并且稳定的基础。此类方案适用于边坡坡角大、滑移特征明显、类方案适用于边坡坡角大、滑移特征
