董 閣, 王祖珍

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司;公路交通節(jié)能與環(huán)保技術(shù)及裝備交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)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(wěn)的構(gòu)造物。有的擋土墻已修建并正常運(yùn)行多年，隨著山坡土地的開發(fā)，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(jìn)行相應(yīng)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(fèi)工費(fèi)時，而且存在一定危險性。因此，在既有擋土墻的基礎(chǔ)上進(jìn)行加高處理是較合理的辦法。

但既有擋土墻的原設(shè)計(jì)并未考慮后續(xù)填土加高的情況，其僅能支撐、承擔(dān)原填土產(chǎn)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(yīng)力，消耗既有擋土墻的安全儲備，甚至導(dǎo)致既有擋土墻結(jié)構(gòu)不滿足地基承載力及抗滑穩(wěn)定要求，使既有擋土墻具有失穩(wěn)的潛在危險。

可見，有待設(shè)計(jì)一種合理的既有擋土墻加高結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，包括鉆孔樁、框架結(jié)構(gòu)與預(yù)制板；鉆孔樁均勻排列于既有擋土墻后原填土中，框架結(jié)構(gòu)置于原填土的頂面，鉆孔樁的縱向鋼筋錨入框架結(jié)構(gòu)的底層框架中；框架結(jié)構(gòu)在既有擋土墻上方利用立柱與斜梁設(shè)置三角形的鏤空區(qū)，框架結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)離既有擋土墻的一側(cè)設(shè)置端梁；端梁上均勻地設(shè)置多個傾斜的預(yù)留孔，預(yù)留孔中設(shè)置錨固于原填土中的錨桿；框架結(jié)構(gòu)上方鋪設(shè)有預(yù)制板，后續(xù)的加高填土壓在預(yù)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(yīng)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(yīng)力影響。

圖2 擋土墻加高裝置立體圖

框架結(jié)構(gòu)置于原填土的頂面，鉆孔樁的縱向鋼筋錨入框架結(jié)構(gòu)中，使鉆孔樁與框架結(jié)構(gòu)形成強(qiáng)度與剛度較大的整體，共同承擔(dān)新填土荷載?？蚣芙Y(jié)構(gòu)由相互垂直的梁現(xiàn)澆而成，在原填土的頂面進(jìn)行支模與鋼筋綁扎即可，施工便利?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在既有擋土墻上方利用立柱與斜梁構(gòu)成鏤空框架，鏤空框架形成截面為三角形的鏤空區(qū)域，立柱的高度即為擋土墻擬加高的高度。

圖3 未鋪設(shè)預(yù)制板的加高裝置

圖4 框架結(jié)構(gòu)與鉆孔樁連接示意圖

框架結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)離既有擋土墻的一側(cè)設(shè)置端梁，端梁可以是框架結(jié)構(gòu)中底層框架的一部分，端梁上均勻地設(shè)置多個傾斜的預(yù)留孔，預(yù)留孔中設(shè)置錨固于原填土中的錨桿。端梁需承擔(dān)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(jié)構(gòu)施加一個遠(yuǎn)離臨空面的傾斜荷載，提高加高結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力。新填土產(chǎn)生的荷載最終由鉆孔樁與錨桿共同承擔(dān)。新填土的重心應(yīng)位于底部多排鉆孔樁的幾何形心處，盡可能避免產(chǎn)生偏壓荷載，以提高加高結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力。

預(yù)制板鋪設(shè)在斜梁與框架結(jié)構(gòu)的上部，形成縫隙較小的整體。加高填土壓在預(yù)制板上，加高填土的重量基于預(yù)制板與框架結(jié)構(gòu)傳遞給鉆孔樁，最終使既有擋土墻不承擔(dān)后續(xù)加高填土產(chǎn)生的荷載。

2 加高裝置的施工方法

所提既有擋土墻加高結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)在既有擋土墻上方利用立柱與斜梁形成三角形的鏤空區(qū)域，框架結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)離既有擋土墻的一側(cè)設(shè)置端梁，端梁上均勻地設(shè)置多個傾斜的預(yù)留孔。

(3) 按照設(shè)計(jì)方案，在端梁的預(yù)留孔中完成錨桿的施工。

(4) 把預(yù)制板鋪設(shè)在斜梁與框架結(jié)構(gòu)的上部，形成縫隙較小的整體。

(5) 在預(yù)制板上分層填筑新填土，分層碾壓達(dá)到規(guī)范要求。直至新填土填至設(shè)計(jì)標(biāo)高，各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求后，施工結(jié)束。

所提技術(shù)具有下列優(yōu)點(diǎn)：加高填土的重量最終作用在鉆孔樁上，既有擋土墻不承擔(dān)后續(xù)加高填土產(chǎn)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(jié)構(gòu)在既有擋土墻上方利用斜梁與立柱形成三角形的鏤空區(qū)域，鏤空區(qū)域無填土(填土壓在斜梁與框架結(jié)構(gòu)上部的預(yù)制板上)，在滿足填土標(biāo)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(wěn)定性；采用在框架結(jié)構(gòu)上鋪設(shè)預(yù)制板的辦法形成承土面，與現(xiàn)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(jié)束語

本文提出了一種既有擋土墻的加高結(jié)構(gòu)，包括鉆孔樁、框架結(jié)構(gòu)與預(yù)制板，鉆孔樁均勻排列于既有擋土墻后原填土中，框架結(jié)構(gòu)置于原填土的頂面，鉆孔樁的縱向鋼筋錨入所述框架結(jié)構(gòu)中，框架結(jié)構(gòu)在既有擋土墻上方設(shè)有鏤空區(qū)，框架結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)離既有擋土墻的一側(cè)設(shè)置端梁，端梁上均勻的設(shè)置多個傾斜的預(yù)留孔，預(yù)留孔中設(shè)置錨固于原填土中的錨桿，框架結(jié)構(gòu)上方鋪設(shè)有預(yù)制板，后續(xù)的加高填土壓在預(yù)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(dān)后續(xù)加高填土產(chǎn)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(jié)構(gòu)的鏤空區(qū)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(wěn)定性。