挡土墙倒塌原因分析及加固处理方法

挡土墙倒塌原因分析及加固处理方法 挡土墙指为防止路基填土或山坡岩土坍塌而修筑的、抵抗土体侧压力的一种工程结构体。 挡土墙被广泛应用于交通、桥梁、建筑物基础、水利和港口等生命线工程中。随着我国经济的高速发展，各种生命线工程的建设规模越来越大，挡土建筑物越来越多。在使用过程中，挡土墙常存在倒塌情况。墙体倒塌通常对行人的生命安全、过往车梁和公共财产造成重大损失，应引起足够的重视。 本文对挡土墙主要结构形式、倒塌机理及加固措施进行浅析。为设计施工、日常使用、加固改造等提供技术依据。 1 挡土墙的结构形式 挡土墙常见结构形式有重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆挡土墙、桩板式挡墙。 名称 结构形式 特点 图例 重力式挡土墙 一般用块石、砖或素混凝土筑成，靠挡土墙本身所受到的重力保持稳定，通常用于较低的挡土墙。 结构简单、对地基承载力要求高。 悬臂式挡土墙 多用钢筋混凝土做成，稳定性主要靠墙踵悬臂以上土体所受重力维持，悬臂部分的拉应力由钢筋承担。 截面尺寸小、施工方便、对地基承载力要求相对偏低。 扶壁式挡土墙 挡土墙的墙高较高时，为增加悬臂的抗弯刚度，沿墙长纵向每隔一定距离设置一道扶壁，称为扶壁式挡土墙。 工程量小、工艺较悬臂式复杂。 锚杆挡土墙 由立柱、墙面板和锚杆三部分组成的轻型支挡结构。 结构轻、柔性大，工程量小，造价低。 桩板式挡土墙 由桩和混凝土挡板组成的填方边坡支挡结构。 适用于土压力较大、基础深埋的地段 加筋式挡土墙 由填土、填土中的拉筋条以及墙面板等三部分组成，它是通过填土与拉筋间的摩擦作用把土的侧压力削减到土体中起到稳定土体作用的。 外形美观、占地面积小，对地基适应性强 2 倒塌机理分析 挡土墙因抗滑移、抗倾覆、地基承载力不能满足，从而导致墙体倒塌。 （1）抗滑移不满足 —挡土墙压力；—基地摩擦系数 G1—每延米墙身自重；G2—每延米基底板自重；G3—每延米墙踵板在宽度内的土重 （2）抗倾覆不满足 Mr——抗倾覆力矩；Ms——倾覆力矩 （3）地基承载力不满足 fa—修正后的低级承载力特征值。 抗倾覆倒塌                                  滑移后倒塌 3 挡土墙破坏影响因素 （1）地基承载力不足 在挡土墙墙底地基存在不良地质条件或基础的填埋深度达不到要求时都会影响地基承载能力，由于外界作用力的影响下导致基础脱空、基底失稳、墙角下沉等变化都将改变墙体原有的受力平衡状态，在不断的变形过程中墙体的抗剪强度及墙底的抗滑能力不足以抵抗外力时即会发生失稳破坏。 （2）地质勘察工作不精确 坡体和地基土的地质构造和土体的类别参数不够准确判定，不能准确验算出坡体潜在的滑动范围，将挡土墙修建于滑体之上，于是会导致墙体倾覆破坏等现象发生。 （3）墙后超负荷堆载 在墙后过度堆载土体，进而主动土压力过大，致使墙体倾覆。在一些路基边坡的防治工程中，由于过多的车辆和过重的荷载日复一日作用在坡体之上，不可以避免的影响到路基的变形而造成破坏，推力作用不断地作用于墙体之上引起塑性变形，久而久之墙体将会超负荷发生膨胀、倾倒等破坏。 （4）墙体排水不畅 墙后土体无泄水孔或排水措施不完善。随着降雨雨水渗入土体，填土重度增加，增大了墙后主动土压力及水压力。作用挡土墙重力形成的稳定力矩不足以克服墙后总水平荷载对挡土墙产生的倾覆力矩导致挡土墙产生倾覆变形破坏。 （5）墙体配筋不足 在设计或施工过程中致使墙体截面配筋不足，尤其是墙体嵌固端抗弯截面配筋不足，墙体在土体等外荷载作用下，墙体易发生倾覆现象。 （6）基础截面尺寸不足 基础尺寸相对不足导致基础产生不均匀沉降，抗滑移不足。 （7）墙体厚度不足 在较大的水平荷载作用下产生结构抗剪性破坏。 （8）墙后填土不密实 未经压实处理松散填土抗剪强度低粘聚力、内摩擦角小，墙后土体滑裂面与水平面的夹角小，松散填土的主动土压力系数较压实填土大。 （9）突发外力作用 由于不可抗力碰撞、地震或强降雨等不利工况下的影响，致使墙体无法抵抗发生破坏。 04 加固处理建议 （1）卸载。按照卸载(放坡)，减少墙后土体压力，采取坡脚加固的方法对原挡墙进行加固。 （2）增设锚拉结构。通过对现有挡墙增设锚拉结构，把作用在挡墙后的土压力传到更远的稳定土层中，同时对锚杆施加一定的预应力可以有效控制挡土墙的变形。 （3）挡墙后填土的改良。从改良挡土墙后填土的角度来进行加固，原挡墙后填土的抗剪强度较低，对钢筋混凝土挡墙产生很大的侧压力，导致原支挡结构变形较大，采用水泥土桩通过对填土进行置换，形成复合地基来提高填土c(粘聚力)、φ(内摩擦角)值来提高挡土墙自身的稳定性。 （4）墙前增设支撑。在挡土墙外侧每隔一定间距增建钢构件或混凝土支撑。 05 结语 通过对挡土墙变形破坏成因机制的分析，造成该挡土墙毁损的影响因素是多方面综合性的。建议对挡土墙建设前对地质参数进行精确测量，在挡土墙设计施工过程中对质量严格把控，在使用过程中应定期进行检查和维护，避免结构安全事故发生。 8