加筋土擋土墻加固設(shè)計(jì)研究

時(shí)間:2022-12-31 10:34:52

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加筋土擋土墻加固設(shè)計(jì)研究

摘要:對哈爾濱繞城高速公路某路段加筋土擋土墻的檢測情況進(jìn)行了介紹,分析了該路段加筋土擋土墻產(chǎn)生病害的原因,提出對該路段的路基加筋土擋土墻采用水平鉆孔對拉錨索+鋼板豎梁的加固方案,對該路段橋臺處的加筋土擋土墻采用扶壁式擋土墻加固方案。

關(guān)鍵詞:加筋土擋土墻,加固方案,對拉錨索

目前在我國公路建設(shè)的支檔構(gòu)造物中廣泛應(yīng)用加筋土擋土墻和重力擋土墻。加筋土擋土墻在工程建設(shè)中普遍廣泛的應(yīng)用。隨著時(shí)間的推移由于多方面原因,擋土墻會產(chǎn)生不同程度的損壞和失穩(wěn)等現(xiàn)象。

1項(xiàng)目研究概況

哈爾濱繞城高速公路(G1001)瓦盆窯至秦家段于2004年10月竣工通車,有加筋土擋土墻18段,總長5355km,已維修加固3段,本次擬維修加固加筋土擋土墻設(shè)計(jì)樁號K41+800~K41+938段、K42+024~K42+401段、K42+920~K43+555段及哈伊高速互通A匝道AK0+000~AK0+258段、AK0+341~AK0+460段,維修加固全長1.527km。原有加筋土擋土墻設(shè)計(jì)采用漿砌片石和水泥混凝土基礎(chǔ),基底采用40cm天然砂礫換填;擋土墻面板采用C25水泥混凝土預(yù)制塊;筋帶采用CAT30020B型,從面板預(yù)留孔中穿過,折回另一端對齊鋪設(shè),最長筋帶長15.5m,最短筋帶長7m;擋土墻面板內(nèi)側(cè)設(shè)置100cm砂礫防凍層;擋土墻墻頂采用現(xiàn)澆混凝土找齊,設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)輪帶、鑄鐵泄水管。

2加筋土擋土墻檢測情況

2013年3月,完成了哈爾濱繞城高速公路(G1001)瓦盆窯至秦家段設(shè)計(jì)樁號K41+800~K42+401段、K42+920~K43+555段及哈伊高速互通A匝道AK0+000~AK0+460段等9段加筋土擋土墻的檢測和技術(shù)狀況評價(jià)工作,認(rèn)為評價(jià)檢測路段多處加筋土擋土墻的病害程度為嚴(yán)重級,并對評定為嚴(yán)重級的加筋土擋土墻提出重建或加固建議。2015年8月,對哈爾濱繞城高速公路(G1001)瓦盆窯至秦家段設(shè)計(jì)樁號K41+800~K42+401段、K42+920~K43+555段及哈伊高速互通A匝道AK0+000~AK0+460段等變形破損嚴(yán)重、擬維修加固的加筋土擋土墻的病害發(fā)展情況進(jìn)行了復(fù)查,認(rèn)為上述段落加筋土擋土墻現(xiàn)狀與2013年3月檢測結(jié)果相比,其外傾、鼓肚及沉陷等病害略有發(fā)展,但總體趨于穩(wěn)定。

3項(xiàng)目實(shí)施的必要性

哈爾濱繞城高速公路(G1001)是我省高速公路網(wǎng)的中心樞紐,通過多個(gè)互通區(qū)與輻射長春、吉林、牡丹江、佳木斯、綏化、黑河、大慶等多個(gè)方向的高速、一級公路連接,并銜接哈爾濱市多條城市主干道,實(shí)現(xiàn)了過境車輛不再進(jìn)入哈爾濱市區(qū),并改善了哈爾濱市松花江南北兩岸道路交通不暢的狀況,對促進(jìn)我省經(jīng)濟(jì)發(fā)展,以及建立新型高效的物流系統(tǒng)起到了至關(guān)重要的作用。哈爾濱繞城高速公路(G1001)瓦盆窯至秦家段設(shè)計(jì)樁號K41+800~K41+938段、K42+024~K42+401段、K42+920~K43+555段及哈伊互通A匝道AK0+000~AK0+258段、AK0+341~AK0+460段加筋土擋土墻出現(xiàn)了墻體外傾、外鼓超標(biāo),瀝青混凝土路面開裂等病害,經(jīng)檢測,該路段多處加筋土擋土墻的技術(shù)狀況評價(jià)為嚴(yán)重級。該路段加筋土擋土墻的技術(shù)狀態(tài)已影響了哈爾濱繞城高速公路(G1001)的使用功能,存在誘發(fā)嚴(yán)重交通安全事故的隱患,為使該段變形破損嚴(yán)重的加筋土擋土墻恢復(fù)其應(yīng)有的功能,保證哈爾濱繞城高速公路(G1001)服務(wù)水平和行車安全,亟需對該段加筋土擋土墻進(jìn)行維修。

4維修加固工程方案

方案設(shè)計(jì)中提出該段加筋土擋土墻處的部分路面縱向裂縫寬度較大,裂縫經(jīng)灌縫后有多處再次開裂;加筋土擋土墻整體沉降和外傾較嚴(yán)重,墻頂混凝土護(hù)欄錯位嚴(yán)重;墻側(cè)多處有較明顯的外鼓現(xiàn)象,部分墻面板縫呈曲線狀,個(gè)別墻底面板斷裂;老機(jī)場路兩側(cè)橋臺加筋土擋土墻出現(xiàn)明顯的不均勻沉降,變形嚴(yán)重,兩側(cè)橋臺變形且與蓋梁發(fā)生擠壓。4.1路基加筋土擋土墻加固方案方案設(shè)計(jì)中推薦路基加筋土擋土墻采用對拉錨索+鋼板豎梁的加固方案,即在原擋土墻基礎(chǔ)頂面1m高的位置至路面下2m~2.5m位置之間采用水平鉆孔穿透整個(gè)路基寬度,鉆孔孔徑90mm,采用跟管成孔即鉆孔過程中即時(shí)穿橡膠管;然后采用預(yù)應(yīng)力錨索對加筋土擋土墻兩側(cè)實(shí)施對拉錨索加固,預(yù)應(yīng)力孔道的豎向間距為3m,張拉錨固順序?yàn)閺南轮辽现鹗鴱埨⒐嘧30水泥砂漿;采用1cm厚50cm寬×h(墻高)鋼板豎梁+1cm厚30cm×30cm的鋼板墊塊提供錨索反力,鋼板豎梁立于原加筋土擋土墻基礎(chǔ)頂面,鋼板豎梁頂與原擋土墻頂部混凝土現(xiàn)澆段頂部同高。將原加筋土擋土墻面板表面進(jìn)行鑿毛處理,并采用鋼筋網(wǎng)及噴射10cm厚C30水泥混凝土對擋土墻表面進(jìn)行加固處理。底層鋼筋網(wǎng)采用Φ16@100cm×100cm形式布置,并通過50cm長的Φ16植筋固定于原擋土墻面板上,頂層鋼筋網(wǎng)采用Φ12@15cm×15cm形式布置,并與底層鋼筋網(wǎng)進(jìn)行綁扎連接。鋼筋網(wǎng)及鋼板的高度在實(shí)際施工時(shí),根據(jù)實(shí)際墻高進(jìn)行調(diào)整。4.2橋臺處加筋土擋土墻加固方案方案設(shè)計(jì)中推薦橋臺處加筋土擋土墻采用扶壁式擋土墻加固方案。具體加固方案如下:1)K41+981.6處分離立交橋瓦盆窯側(cè)、秦家側(cè)的橋臺前側(cè)局部和左右兩側(cè)均新建鋼筋混凝土立壁,立壁厚度均為40cm,橋臺前側(cè)局部立壁高度5.8m,橋臺左右兩側(cè)立壁高度至原擋土墻混凝土現(xiàn)澆段頂面(瓦盆窯側(cè)立壁平均高度8.11m,秦家側(cè)立壁平均高度8.74m);橋臺前側(cè)局部和左右兩側(cè)均新建鋼筋混凝土扶壁,橋臺前側(cè)扶壁高度5m,橋臺左右兩側(cè)扶壁高度6m,扶壁厚度60cm、頂寬50cm、底寬230cm,扶壁與樁基礎(chǔ)通過承臺相連接。因原橋臺橋墩與前側(cè)擋土墻之間的間距較小,該處難以實(shí)施扶壁式擋土墻方案,故本次設(shè)計(jì)采用Ⅰ14型工字鋼對原擋土墻進(jìn)行支護(hù),工字鋼接入兩側(cè)新建擋土墻鋼筋混凝土扶壁內(nèi)并與內(nèi)部鋼筋進(jìn)行焊接固定,支護(hù)位置為原擋土墻面板接縫處,間距50cm。瓦盆窯側(cè)新建擋土墻上行側(cè)長度18m、下行側(cè)長度4m,秦家側(cè)新建擋土墻上行側(cè)長度4m、下行側(cè)長度18m,采用對拉錨索加固。拆除橋臺兩側(cè)擋土墻的上部,重新澆筑路基外圍擋土墻,在道路縱向距離橋臺6.45m處設(shè)鋼筋混凝土錨板,錨板通過Φ28鋼筋分別與道路縱向、橫向重新澆筑的路基外圍擋土墻相連接,采用泡沫輕質(zhì)混凝土回填至搭板下40cm,現(xiàn)澆40cm貧混凝土后重新澆筑搭板,在其上鋪筑8cm瀝青混凝土面層。2)K43+641.38處分離立交橋瓦盆窯側(cè)的橋臺前側(cè)局部和左右兩側(cè)均新建鋼筋混凝土立壁,立壁厚度均為40cm,橋臺前側(cè)局部立壁高度6.8m,橋臺左右兩側(cè)立壁高度至原擋土墻混凝土現(xiàn)澆段頂面(立壁平均高度10.05m);橋臺前側(cè)局部和左右兩側(cè)均新建鋼筋混凝土扶壁,橋臺前側(cè)扶壁高度6m,扶壁厚度40cm、頂寬50cm、底寬230cm,橋臺左右兩側(cè)扶壁高度8m,扶壁厚度60cm、頂寬50cm、底寬290cm,扶壁與樁基礎(chǔ)通過承臺相連接。因原橋臺橋墩與前側(cè)擋土墻之間的間距較小,難以實(shí)施扶壁式擋土墻方案,故本次設(shè)計(jì)采用Ⅰ14型工字鋼對原擋土墻進(jìn)行支護(hù),工字鋼接入兩側(cè)新建擋土墻鋼筋混凝土扶壁內(nèi)并與其內(nèi)部鋼筋進(jìn)行焊接固定,支護(hù)位置為原擋土墻面板接縫處,間距50cm。瓦盆窯側(cè)新建擋土墻上行側(cè)長度9m、下行側(cè)長度4m,采用對拉錨索加固。3)哈伊互通AK0+299.59處分離立交橋哈伊公路側(cè)、秦家側(cè)的橋臺前側(cè)局部和左右兩側(cè)均新建鋼筋混凝土立壁,立壁厚度均為40cm,橋臺前側(cè)局部立壁高度9.3m,橋臺左右兩側(cè)立壁高度至原擋土墻混凝土現(xiàn)澆段頂面(立壁平均高度10.8m);橋臺前側(cè)局部和左右兩側(cè)均新建鋼筋混凝土扶壁,橋臺前側(cè)、左右兩側(cè)扶壁高度均為8m,扶壁厚度均為60cm、頂寬均為50cm、底寬均為290cm,扶壁與樁基礎(chǔ)通過承臺相連接。因原橋臺橋墩與前側(cè)擋土墻之間的間距較小,難以實(shí)施扶壁式擋土墻方案,故本次設(shè)計(jì)采用Ⅰ14型工字鋼對原擋土墻進(jìn)行支護(hù),工字鋼接入兩側(cè)新建擋土墻鋼筋混凝土扶壁內(nèi)并與其內(nèi)部鋼筋進(jìn)行焊接固定,支護(hù)位置為原擋土墻面板接縫處,間距50cm。哈伊公路側(cè)、秦家側(cè)新建擋土墻上、下行側(cè)長度均為4m,采用對拉錨索加固。

5結(jié)論

1)推薦采用的路基加筋土擋土墻維修加固工程方案在國內(nèi)尚無施工案例,并根據(jù)加筋土擋土墻病害發(fā)展情況開展動態(tài)設(shè)計(jì)。2)方案設(shè)計(jì)中推薦采用的加筋土擋土墻維修加固工程方案可行,建議在下階段工作中對路面開裂、墻體外傾、外鼓的路段進(jìn)一步進(jìn)行檢查,實(shí)行動態(tài)設(shè)計(jì),并應(yīng)對路基填料松散、空洞處采取壓漿等補(bǔ)強(qiáng)措施,加強(qiáng)基礎(chǔ)沉降觀測,制定防止基礎(chǔ)不均勻沉降致使墻體失穩(wěn)的控制方案。

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作者:刁萬民 單位:京哈高速公路拉林河(吉黑省界)至哈爾濱段改擴(kuò)建工程項(xiàng)目辦