路堤挡土墙病害处置技术研究

　　刘泽义 李庆东 魏洪林 王兴 陈宝强
　　摘要：本文介绍了青（州）临（沭）高速公路四标段路堤挡土墙病害及成因，分不同情况提出了的针对性技术措施，达到了预期的治理要求，运营期间未发生损坏失稳情况，确保了运营安全。
　　【关键词】挡土墙；病害；处置；技术
　　青（州）临（沭）高速公路四标段K27+186.96～K27+300路段为半填半挖断面，地势左侧临山、右侧临沟，设计方案在临沟侧设置为衡重式路堤墙，挡墙顶以上路基填土高度8m。施工完成经历暴雨后，挡墙出现裂缝鼓胀病害，影响路基稳定。
　　1.设计情况
　　K27+186.96～K27+300路段挡土墙采用衡重式，面坡1：0.2，上墙背坡1：0.35，下墙背坡1：0.2，基底斜坡0.1：1，墙背设有碎砾石排水盲沟，墙身内部设有φ50mmPVC泄水管，外倾坡度不小于5%，基底埋深不小于1.25m。
　　2.现场破坏情况
　　因当地出现连续6天的降雨，达到暴雨级别，发现K27+190～K27+300段路基右幅局部有纵向裂缝，降雨过后，路基裂缝有进一步发展的趋势，随后调查挡土墙的过程中发现，部分挡土墙也出现部鼓胀及裂缝。
　　（2）现场挡土墙位置路基共出现2组裂缝。
　　第一组裂缝为路基面填土裂缝，宽约20cm，长约30m，基本平行于路线走向裂缝为路基裂缝，地层为人工填土，随着挡土墙的失稳破坏，裂缝逐渐扩展，K27+245～K27+290段亦发现有小裂缝出现，进一步说明挡土墙仍有更大变形破坏的危险。
　　第二组裂缝位于挡土墙外部边坡的坡顶，裂缝产生的主要原因为此段路基填方较大，坡顶的加载引起边坡失稳下滑，产生裂缝；边坡较陡加之雨水下渗是坡体失稳裂缝产生的外部因素。其中有的裂缝已经有错台出现，稳定性差；部分裂缝较长，且最大裂缝宽度已经达到7cm，判断其稳定性较差。
　　3.原因分析
　　通过现场钻探发现，整个填土范围内土层含水量较高；素填土与原状土交界面处的原状土含水量较高，小里程比大里程处地层的含水量高、湿度大。路中心线右侧15m处素填土与原状土下4m范围内的原状土均为稍湿状态，局部含水量较高；路中心线右侧7m左右处素填土与原状土下2m范圍内原状土为稍湿状态，局部较干燥。该区素填土一般压实度达到85～90%。
　　针对各部分的具体破坏形式及不同的破坏原因，把此段路基填方段分为3个部分进行分析：Ⅰ区：衡重式挡土墙K27+180～K27+K27+225段；Ⅱ区：衡重式挡土墙K27+225～K27+300段；Ⅲ区：K27+195～K27+300路基表面纵向裂缝。
　　（1）Ⅰ区：衡重式挡土墙K27+186.96～K27+K27+225段
　　此段挡土墙破坏的主要原因为挡土墙地基土不均匀，雨水下渗导致各段地基持力层承载力降低产生不均匀沉降，使挡土墙产生斜裂缝（K27+215处斜裂缝）；斜裂缝的产生降低了挡土墙的整体稳定性及承载能力，这时其后填方路基填料局部压实度不足、雨水下渗，导致填料内摩擦角降低、填料的重度增大，使得作用在挡土墙面的主动土压力增大，整体稳定性及承载能力降低的挡土墙在过大主动土压力作用下，局部产生裂缝及鼓胀现象。
　　（2）Ⅱ区：衡重式挡土墙K27+225～K27+300段
　　此段挡土墙地基持力层为强风化花岗岩，地基承载力较高，地基变形较小，其破坏的主要原因为雨季几场暴雨，由于正处施工期间，墙后填土压实度不足，雨水快速下渗致含水量较高，导致主动土压力过大，使得挡土墙局部产生水平裂缝及鼓胀破坏。
　　（3）Ⅲ区：K27+195～K27+300路基表面纵向裂缝
　　路基纵向裂缝在路面挡土墙一侧，距路肩约3.7m，K27+195～K27+245裂缝宽度大；K27+245～K27+290裂缝宽度较小，但有继续发展开裂的趋势；纵向裂缝产生的主要原因为挡土墙不均匀沉降及侧向变形使得在填方土体中产生了较大的变形，从而产生滑动裂缝；另外填方路基高度较高（最高约16.0m）、雨水下渗（现场调查期间正值下雨，路面基本无积水，雨水下渗迅速，钻孔资料和物探资料均反映填土及填土交界面处土体含水量高）使得填方土体强度降低也是裂缝产生的原因。
　　4.加固方案
　　4.1挡墙加固方案：对K27+195～K27+244段采取框架-锚索加固方案，其他段落对出现破坏部分进行注浆勾缝，局部进行表层处理。
　　框架梁断面型式为40cm×40cm，采用C25钢筋混凝土浇筑；上部及下部为50cmC25混凝土护顶及框架梁基础。K27+195～K27+235段h（第一排横梁中心至护顶距离）取2m，横梁间距为2.5m，竖梁间距2.5m；K27+235～K27+244段h取1.5m，横梁间距为2.5m，竖梁间距为3m。
　　在第一排横梁与竖梁节点设置全长29.5m的预应力锚索（锚固段10m、自由段18m），其余横竖梁节点及中心位置设置HRB335 d=25mm、长3.65m的锚杆。锚索、锚杆锚固角度均为20度。
　　锚索每孔采用3束φ15.2mm钢绞线，锚索孔注浆材料采用M40水泥浆，采用42.5级普通硅酸盐水泥。注浆采用孔底注浆法，注浆压力0.6～0.8Mpa。锚索张拉控制应力分别为200KN（K27+195～K27+225段）、275KN（K27+225～K27+235段）、330KN（K27+235～K27+244段）。
　　4.2路基加固及裂缝处理方案
　　自中分带处路基右幅下挖0.8m，再分台阶下挖至挡墙顶，挖台阶宽度为100cm，台阶向内倾斜4%，形成灌浆、下部粘土包边工作面。下部粘土包边后，自左侧开挖面1m处开始，排距3m，孔距3m，布置梅花状灌浆孔，前3排、后3排灌浆孔长度分别为9m、14m。灌浆孔径为60～80mm，灌浆管采用φ60mmPVC管。注浆采用纯水泥浆，32.5号普通硅酸盐水泥，水灰比为1：1，注浆压力为0.4～0.5MPa。灌浆完成后，加铺土工格栅分层回填至路床顶，同步做好上部粘土包边。
　　5.结语
　　对于半填半挖路基施工，应加强横向排水、截水、防水设计，通过设置截水沟、路基盲沟等措施，减少水对路基质量的影响，同时严格控制路基填料及压实质量。
　　山区高挡墙的设计应充分考虑降雨、水损坏等不良因素，选取适宜的挡墙形式。
　　【参考文献】
　　[1]陈紫云. 某公路软弱地基上的高填方路基开裂失效病害处治对策研究[J]. 地质灾害与环境保护，2016（1）：51-58.
　　[2] 刘小飞. 山区高速公路路基病害成因及处治技术分析[J]. 公路交通科技（应用技术版），2015（6）：178-179.