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        路堤擋土墻病害處置技術(shù)研究

        2018-07-31 05:23:18劉澤義李慶東魏洪林王興陳寶強(qiáng)
        人民交通 2018年6期
        關(guān)鍵詞:處置擋土墻技術(shù)

        劉澤義 李慶東 魏洪林 王興 陳寶強(qiáng)

        摘要:本文介紹了青(州)臨(沭)高速公路四標(biāo)段路堤擋土墻病害及成因,分不同情況提出了的針對(duì)性技術(shù)措施,達(dá)到了預(yù)期的治理要求,運(yùn)營期間未發(fā)生損壞失穩(wěn)情況,確保了運(yùn)營安全。

        【關(guān)鍵詞】擋土墻;病害;處置;技術(shù)

        青(州)臨(沭)高速公路四標(biāo)段K27+186.96~K27+300路段為半填半挖斷面,地勢(shì)左側(cè)臨山、右側(cè)臨溝,設(shè)計(jì)方案在臨溝側(cè)設(shè)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(jīng)歷暴雨后,擋墻出現(xiàn)裂縫鼓脹病害,影響路基穩(wěn)定。

        1.設(shè)計(jì)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(shè)有碎礫石排水盲溝,墻身內(nèi)部設(shè)有φ50mmPVC泄水管,外傾坡度不小于5%,基底埋深不小于1.25m。

        2.現(xiàn)場(chǎng)破壞情況

        因當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)連續(xù)6天的降雨,達(dá)到暴雨級(jí)別,發(fā)現(xiàn)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(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì),隨后調(diào)查擋土墻的過程中發(fā)現(xiàn),部分擋土墻也出現(xiàn)部鼓脹及裂縫。

        (2)現(xiàn)場(chǎng)擋土墻位置路基共出現(xiàn)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(wěn)破壞,裂縫逐漸擴(kuò)展,K27+245~K27+290段亦發(fā)現(xiàn)有小裂縫出現(xiàn),進(jìn)一步說明擋土墻仍有更大變形破壞的危險(xiǎn)。

        第二組裂縫位于擋土墻外部邊坡的坡頂,裂縫產(chǎn)生的主要原因?yàn)榇硕温坊罘捷^大,坡頂?shù)募虞d引起邊坡失穩(wěn)下滑,產(chǎn)生裂縫;邊坡較陡加之雨水下滲是坡體失穩(wěn)裂縫產(chǎn)生的外部因素。其中有的裂縫已經(jīng)有錯(cuò)臺(tái)出現(xiàn),穩(wěn)定性差;部分裂縫較長,且最大裂縫寬度已經(jīng)達(dá)到7cm,判斷其穩(wěn)定性較差。

        3.原因分析

        通過現(xiàn)場(chǎng)鉆探發(fā)現(xiàn),整個(gè)填土范圍內(nèi)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(cè)15m處素填土與原狀土下4m范圍內(nèi)的原狀土均為稍濕狀態(tài),局部含水量較高;路中心線右側(cè)7m左右處素填土與原狀土下2m范圍內(nèi)原狀土為稍濕狀態(tài),局部較干燥。該區(qū)素填土一般壓實(shí)度達(dá)到85~90%。

        針對(duì)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(gè)部分進(jìn)行分析:Ⅰ區(qū):衡重式擋土墻K27+180~K27+K27+225段;Ⅱ區(qū):衡重式擋土墻K27+225~K27+300段;Ⅲ區(qū):K27+195~K27+300路基表面縱向裂縫。

        (1)Ⅰ區(qū):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?yàn)閾跬翂Φ鼗敛痪鶆?,雨水下滲導(dǎo)致各段地基持力層承載力降低產(chǎn)生不均勻沉降,使擋土墻產(chǎn)生斜裂縫(K27+215處斜裂縫);斜裂縫的產(chǎn)生降低了擋土墻的整體穩(wěn)定性及承載能力,這時(shí)其后填方路基填料局部壓實(shí)度不足、雨水下滲,導(dǎo)致填料內(nèi)摩擦角降低、填料的重度增大,使得作用在擋土墻面的主動(dòng)土壓力增大,整體穩(wěn)定性及承載能力降低的擋土墻在過大主動(dòng)土壓力作用下,局部產(chǎn)生裂縫及鼓脹現(xiàn)象。

        (2)Ⅱ區(qū):衡重式擋土墻K27+225~K27+300段

        此段擋土墻地基持力層為強(qiáng)風(fēng)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?yàn)橛昙編讏?chǎng)暴雨,由于正處施工期間,墻后填土壓實(shí)度不足,雨水快速下滲致含水量較高,導(dǎo)致主動(dòng)土壓力過大,使得擋土墻局部產(chǎn)生水平裂縫及鼓脹破壞。

        (3)Ⅲ區(qū):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(cè),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(xù)發(fā)展開裂的趨勢(shì);縱向裂縫產(chǎn)生的主要原因?yàn)閾跬翂Σ痪鶆虺两导皞?cè)向變形使得在填方土體中產(chǎn)生了較大的變形,從而產(chǎn)生滑動(dòng)裂縫;另外填方路基高度較高(最高約16.0m)、雨水下滲(現(xiàn)場(chǎng)調(diào)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(qiáng)度降低也是裂縫產(chǎn)生的原因。

        4.加固方案

        4.1擋墻加固方案:對(duì)K27+195~K27+244段采取框架-錨索加固方案,其他段落對(duì)出現(xiàn)破壞部分進(jìn)行注漿勾縫,局部進(jìn)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(hù)頂及框架梁基礎(chǔ)。K27+195~K27+235段h(第一排橫梁中心至護(hù)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(jié)點(diǎn)設(shè)置全長29.5m的預(yù)應(yīng)力錨索(錨固段10m、自由段18m),其余橫豎梁節(jié)點(diǎn)及中心位置設(shè)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(jí)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(yīng)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(tái)階下挖至擋墻頂,挖臺(tái)階寬度為100cm,臺(tái)階向內(nèi)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(cè)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(hào)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(jié)語

        對(duì)于半填半挖路基施工,應(yīng)加強(qiáng)橫向排水、截水、防水設(shè)計(jì),通過設(shè)置截水溝、路基盲溝等措施,減少水對(duì)路基質(zhì)量的影響,同時(shí)嚴(yán)格控制路基填料及壓實(shí)質(zhì)量。

        山區(qū)高擋墻的設(shè)計(jì)應(yīng)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(xiàn)】

        [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(duì)策研究[J]. 地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù),2016(1):51-58.

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

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