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摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和交通條件改善，一些老路已不能滿足日益增長(zhǎng)的交通量的需要，迫切需要對(duì)老路進(jìn)行提級(jí)改造。在老路提級(jí)改造工程中，保持路基邊坡穩(wěn)定性是一項(xiàng)重要的工作，修建擋土墻是常用方法之一。依托省道S207線壽寧下黨至尤溪段公路工程實(shí)例，對(duì)舊擋土墻采用C20混凝土錨注式擋土墻加固方法進(jìn)行提級(jí)改造，并采用理正巖土計(jì)算軟件對(duì)本項(xiàng)目新舊結(jié)合擋土墻加固工程進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算，結(jié)果表明該擋土墻加固方法簡(jiǎn)便快捷、高效、可行，滿足相關(guān)規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：提級(jí)改造；擋土墻；C20；混凝土；錨注式；加固

省道S207線壽寧下黨至尤溪段公路工程是下黨進(jìn)鄉(xiāng)公路X942提級(jí)改造工程的一部分，項(xiàng)目的建設(shè)加大了國(guó)省道對(duì)壽寧縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的服務(wù)力度。既有X942公路為20世紀(jì)90年代修建的四級(jí)通鄉(xiāng)公路，該公路線形指標(biāo)較差、邊坡較陡、擋土墻較高、路面較窄，若對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行提級(jí)改造，傳統(tǒng)做法需開挖老路，拆除舊擋土墻，中斷老路交通，這將對(duì)附近鄉(xiāng)村居民出行，游客進(jìn)下黨學(xué)習(xí)、旅游產(chǎn)生較大的影響。為避免施工對(duì)現(xiàn)有交通的影響，以及提高老路提級(jí)改造后路基的穩(wěn)定性，對(duì)舊擋土墻采用C20混凝土錨注式擋土墻進(jìn)行加固[1]。本文采用理正巖土計(jì)算軟件對(duì)本項(xiàng)目新舊結(jié)合擋土墻加固工程進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算[2-6]。

1工程概況

1.1工程概況

該項(xiàng)目K16+329~K16+344路段原為半填半挖路段，右側(cè)為山體，左側(cè)緊鄰一條與道路平行的河流，老路路基左側(cè)設(shè)置衡重式路肩墻，高度8m，老路典型橫斷面如圖1所示。

1.2工程地質(zhì)

典型斷面的擋土墻基底落在碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r和中風(fēng)化凝灰?guī)r層，地基強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，工程地質(zhì)條件較好，擋土墻基底巖層主要指標(biāo)如表1所示.

2擋土墻加固設(shè)計(jì)方案

通過對(duì)現(xiàn)狀擋土墻的分析，綜合考慮工程特點(diǎn)、安全性和經(jīng)濟(jì)性，推薦采用C20混凝土錨注式擋土墻對(duì)舊擋土墻進(jìn)行加固。該方案可以有效節(jié)約資源，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）減少老路提級(jí)改造工程中對(duì)老路的開挖量，節(jié)約造價(jià)；（2）可充分利用現(xiàn)有路基擋土墻的穩(wěn)定性，保證老路提級(jí)改造后路基的穩(wěn)定性；（3）施工時(shí)不需要中斷交通，保證附近居民的便利出行；（4）采用錨注式方案，施工簡(jiǎn)單方便，機(jī)械設(shè)備投入較少，從而節(jié)約造價(jià)。施工前需對(duì)舊擋土墻的排水系統(tǒng)進(jìn)行疏通，并通過對(duì)舊擋土墻鑿毛處理和錨桿使新舊擋土墻緊密結(jié)合。新舊擋土墻之間采用32非預(yù)應(yīng)力錨桿呈梅花形布置，布置間距為2.3×2m；擋土墻基礎(chǔ)與地基之間采用20系統(tǒng)錨桿連接。新加固擋土墻錨桿布置如圖2所示，典型橫斷面如圖3～4所示.

3擋土墻穩(wěn)定計(jì)算分析

本文采用理正巖土計(jì)算軟件，分正常工況和設(shè)計(jì)洪水位工況對(duì)擋土墻的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算分析。

3.1正常工況

此種工況條件下?lián)跬翂κ艿降耐獠孔饔昧χ饕校鹤灾?、背后土壓力、地基反力。下面?duì)正常工況下2種不用截面形式的擋土墻的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，2種擋土墻截面形式計(jì)算模型簡(jiǎn)圖如圖5~6所示。3.1.1滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算增強(qiáng)擋土墻抗滑性，一般是將擋土墻基底設(shè)置成倒坡的形式，本次計(jì)算第一種擋土墻基底傾斜角度為∠5.711°。通過計(jì)算，得到擋土墻的滑移力為126.449kN，抗滑力為227.349kN，抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc=抗滑力/滑移力=1.798；第二種擋土墻截面與第一種增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性的方法相同。通過計(jì)算，得到擋土墻的滑移力為86.371kN，抗滑力為164.596kN，Kc=抗滑力/滑移力=1.906。同時(shí)，計(jì)算得出第一種擋土墻地基土層的水平向滑移力和抗滑力分別為171.065kN和225.451kN，地基土層水平向抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc2為1.318；第二種擋土墻地基土層的水平向滑移力和抗滑力分別為118.698kN和162.604kN，地基土層水平向抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc2為1.370。根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》[7]，本項(xiàng)目第一種和第二種擋土墻抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc分別為1.798和1.318，地基土層的水平向抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc2分別為1.318和1.370，均大于規(guī)范規(guī)定的最小值1.3，2種擋土墻截面形式采用錨注式加固后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，符合相關(guān)滑動(dòng)穩(wěn)定性的要求。3.1.2抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算對(duì)擋土墻進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算一般計(jì)算擋土墻繞墻趾的穩(wěn)定性，通過對(duì)2種擋土墻截面進(jìn)行計(jì)算，得到2種擋土墻的傾覆力矩和抗傾覆力矩，由此得出的抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)K0=抗傾覆力矩/傾覆力矩，具體結(jié)果如表2所示。本項(xiàng)目第一種和第二種擋土墻截面抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)K0分別為2.629和2.918，均大于規(guī)范規(guī)定的最小值1.50。3.1.3地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算通過對(duì)2種擋土墻截面地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算，得到作用于2種擋土墻截面的結(jié)果如表3所示.根據(jù)路基規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，重力式擋土墻軸向力的偏心距e不大于0.25B，本項(xiàng)目第一種擋土墻基底寬度為3.184m，規(guī)范要求的偏心距為0.25×3.184m=0.796m，本項(xiàng)目偏心距e為0.093m，小于規(guī)范值，滿足規(guī)范的要求；本項(xiàng)目第二種擋土墻基底寬度為2.647m，規(guī)范要求的偏心距為0.25×2.647m=0.662m，本項(xiàng)目第二種擋土墻偏心距e為0.370m，小于規(guī)范值，滿足規(guī)范的要求。第一種新建擋土墻墻趾處作用在基底的壓應(yīng)力為167.886kPa，墻踵處作用在基底的壓應(yīng)力為117.718kPa，本項(xiàng)目第一種擋土墻地基允許承載力550kPa，因此墻趾和墻踵壓應(yīng)力均滿足承載力的要求。第二種新建擋土墻墻趾處作用在基底的壓應(yīng)力為20.2kPa，墻踵處作用在基底的壓應(yīng)力為228.501kPa，本項(xiàng)目第二種擋土墻墻趾處地基允許承載力為660kPa，墻踵處地基允許承載力為715kPa，因此墻趾和墻踵處壓應(yīng)力均滿足承載力的要求。

3.2設(shè)計(jì)洪水位工況

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)洪水位采用25年一遇洪水位，在設(shè)計(jì)洪水位工況下，擋土墻受到的外力除了正常工況下結(jié)構(gòu)自重、墻后土壓力、地基反力之外，還增加了浮力以及墻前和墻后的水壓力。對(duì)設(shè)計(jì)洪水位工況下?lián)跬翂Φ姆€(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，第一種擋土墻截面形式計(jì)算模型簡(jiǎn)圖如圖7所示，第二種擋土墻截面形式計(jì)算模型簡(jiǎn)圖如圖8所示。3.2.1滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算增強(qiáng)擋土墻抗滑性，一般是將擋土墻基底設(shè)置成倒坡的形式，本次計(jì)算第一種擋土墻基底傾斜角度為∠5.711°。通過計(jì)算，得到擋土墻的滑移力為115.8.35kN，抗滑力為216.066kN，抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc=抗滑力/滑移力=1.865；第二種擋土墻截面與第一種增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性的方法相同。通過計(jì)算，得到擋土墻的滑移力為91.952kN，抗滑力為155.915kN，Kc=抗滑力/滑移力=1.696。同時(shí)，計(jì)算得出第一種擋土墻地基土層的水平向滑移力和抗滑力分別為160.274kN和213.748kN，地基土層水平向抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc2為1.334；第二種擋土墻地基土層的水平向滑移力和抗滑力分別為114.864kN和153.689kN，地基土層水平向抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc2為1.338。根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》[7]，本項(xiàng)目第一種和第二種擋土墻抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc分別為1.865和1.696，地基土層的水平向抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc2分別為1.334和1.338，均大于規(guī)范規(guī)定的最小值1.3，2種擋土墻截面形式采用錨注式加固后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，符合相關(guān)滑動(dòng)穩(wěn)定性的要求。3.2.2抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算對(duì)擋土墻進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算一般計(jì)算擋土墻繞墻趾的穩(wěn)定性，通過對(duì)2種擋土墻截面進(jìn)行計(jì)算，得到2種擋土墻的傾覆力矩和抗傾覆力矩，由此得出的抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)K0=抗傾覆力矩/傾覆力矩，具體結(jié)果如表4所示。本項(xiàng)目第一種和第二種擋土墻截面抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)K0分別為2.31和2.635，均大于規(guī)范規(guī)定的最小值1.50。3.2.3地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算通過對(duì)2種擋土墻截面地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算，得到作用于2種擋土墻截面的結(jié)果如表5所示。根據(jù)路基規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，重力式擋土墻軸向力的偏心距e不大于0.25B，本項(xiàng)目第一種擋土墻基底寬度為3.184m，規(guī)范要求的偏心距為0.25×3.184m=0.796m，本項(xiàng)目偏心距e為0.018m，小于規(guī)范值，滿足規(guī)范的要求；本項(xiàng)目第二種擋土墻基底寬度為2.647m，規(guī)范要求的偏心距為0.25×2.647m=0.662m，本項(xiàng)目第二種擋土墻偏心距e為－0.364m，小于規(guī)范值，滿足規(guī)范的要求。第一種新建擋土墻墻趾處作用在基底的壓應(yīng)力為140.196kPa，墻踵處作用在基底的壓應(yīng)力為131.233kPa，設(shè)計(jì)洪水位條件下本項(xiàng)目第一種擋土墻墻趾處地基允許承載力為660kPa，墻踵處地基允許承載力為715kPa，因此墻趾和墻踵處壓應(yīng)力均滿足承載力的要求。第二種新建擋土墻墻趾處作用在基底的壓應(yīng)力為20.729kPa，小于本項(xiàng)目地基允許承載力660kPa；墻踵處作用在基底的壓應(yīng)力為214.856kPa，設(shè)計(jì)洪水位條件下本項(xiàng)目第二種擋土墻墻趾處地基允許承載力為660kPa，墻踵處地基允許承載力為715kPa，因此墻趾和墻踵處壓應(yīng)力均滿足承載力的要求。通過以上對(duì)錨注式擋土墻在正常工況和設(shè)計(jì)洪水位工況下穩(wěn)定性驗(yàn)算分析，得出此種加固方式有效、可行，滿足相關(guān)規(guī)范要求。

4結(jié)論

本文依托省道S207線壽寧下黨至尤溪段公路工程，通過理正巖土軟件對(duì)舊擋土墻采用C20混凝土錨注式擋土墻加固方法進(jìn)行驗(yàn)算分析，得出此加固方案符合穩(wěn)定性的要求，滿足相關(guān)規(guī)范要求。目前，該項(xiàng)目的提級(jí)改造工程施工已經(jīng)順利完成并通車，質(zhì)量合格，施工成本低，且施工過程中保通效果好，說(shuō)明此方案合理可行，可廣泛用于此類工程項(xiàng)目中。

參考文獻(xiàn)

[1]陳高，楊雄.異形截面錨注式擋土墻施工工法[J].工程技術(shù)研究，2017（9）：41-42.

[2]王廣森，張麗.仰斜式重力擋土墻穩(wěn)定計(jì)算復(fù)核[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2017，25（3）:11-13,72.

[3]周健，侯麗，張峰．降雨工況下水工擋土墻穩(wěn)定分析[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2019（6）：223-227．

[4]胡啟帆．地震作用下?lián)跬翂χ鲃?dòng)土壓力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2012（3）：87-90．

[5]滕少華．《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于基底應(yīng)力允許比值的探討[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2018（6）：121-123．

[6]李全文，常金源，徐文剛，等．降雨條件下含裂縫的邊坡數(shù)值模擬分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2019（1）：97-100．

[7]中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院.公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范：JTGD30-2015[S].北京：人民交通出版社，2004.

作者：崔彥平 單位：福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司