挡土墙施工及加固技术.ppt

挡土墙加固及挡土墙加固及挡土墙加固及施工技术施工技术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、山体滑坡防治等领水土保持、土地规划、山体滑坡防治等领域。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。在动载荷下挡土墙的山区公路均建有挡土墙。在动载荷下挡土墙的失稳日趋严重，如：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，自建成初期即发生轻微的墙体外移现象。自建成初期即发生轻微的墙体外移现象。从从19971997年开始，墙体的外鼓变形加剧，到年开始，墙体的外鼓变形加剧，到20002000年年6 6月份，墙体最大的位移量达到月份，墙体最大的位移量达到100mm100mm，绝对位移量超过，绝对位移量超过200mm200mm，路面局部，路面局部发生纵向开裂，墙体的顶部面板开始脱落，发生纵向开裂，墙体的顶部面板开始脱落，墙体整体失稳，并有进一步加剧的趋势。墙体整体失稳，并有进一步加剧的趋势。 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，突然随段坡间挡土墙，突然随坡体下滑，塌方量达坡体下滑，塌方量达1212万万m m3 3以上，半幅路基以上，半幅路基平均下陷深度为平均下陷深度为5m5m，致使原定通车时间滞，致使原定通车时间滞后后3 3个多月。个多月。v京沪高速公路（化临段）挡土墙在建设过京沪高速公路（化临段）挡土墙在建设过程中即发生不同程度的侧滑现象，不得不程中即发生不同程度的侧滑现象，不得不重新设计和加固。重新设计和加固。 概概 述述图图图图图图1 1 1 1 1 1 失稳的加筋土挡土墙失稳的加筋土挡土墙失稳的加筋土挡土墙失稳的加筋土挡土墙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。仅山东省境内个例，而是带有普遍性。仅山东省境内就有不少于就有不少于2020座各类挡土墙发生不同程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，度的失稳现象。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，了解它的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，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推从理论和实践中加以证明其可行性并进而推广应用。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，但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，因此其失稳现象都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。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征加筋土挡土墙失稳的基本特征及原因分析及原因分析 快车道快车道快车道护栏护栏护栏填土填土填土失稳墙体失稳墙体失稳墙体慢车道慢车道慢车道快车道快车道快车道护栏护栏护栏填土填土填土失稳墙体失稳墙体失稳墙体慢车道慢车道慢车道快车道快车道快车道护栏护栏护栏填土填土填土失稳墙体失稳墙体失稳墙体慢车道慢车道慢车道 (a) (b) (c) (a) (b) (c) (a) (b) (c) (a) (b) (c) (a) (b) (c) (a) (b) (c)图图图图图图6 6 6 6 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的加筋土挡土墙是国内外已广泛应用的成熟技术，我国也制定了相应的设计与施成熟技术，我国也制定了相应的设计与施工规范（工规范（JTJ015-90JTJ015-90）。但为什么加筋土挡）。但为什么加筋土挡土墙在建成初期或运行一定时期后却相继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重失稳变形发生了轻微变形以至发展成严重失稳变形呢？经综合分析，其存在着外在和内在两呢？经综合分析，其存在着外在和内在两方面的原因：方面的原因： 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 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：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），直接导致路面动荷载剧增，超过了原设计路吨），直接导致路面动荷载剧增，超过了原设计路基的承载能力。基的承载能力。 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 (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格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外也是造成加筋土挡土墙失稳的不可忽视的外在原因。在原因。 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、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