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挡土墙加固及 施工技术 北京科技大学土木与环境工程学院 二零零三年五月 挡土墙的作用挡土墙的作用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、港口工时应用于水坝建设、河床整治、港口工时应用于水坝建设、河床整治、港口工时应用于水坝建设、河床整治、港口工 程、水土保持、土地规划、山体滑坡防治程、水土保持、土地规划、山体滑坡防治程、水土保持、土地规划、山体滑坡防治程、水土保持、土地规划、山体滑坡防治 等领域。等领域。等领域。等领域。 概概概概述述述述 挡土墙的分类挡土墙的分类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 为为为为 （（（（1 1 1 1）重力式挡土墙）重力式挡土墙）重力式挡土墙）重力式挡土墙; ; ; ; （（（（2 2 2 2）悬臂式挡土墙）悬臂式挡土墙）悬臂式挡土墙）悬臂式挡土墙; ; ; ; （（（（3 3 3 3）扶臂式挡土墙）扶臂式挡土墙）扶臂式挡土墙）扶臂式挡土墙; ; ; ; （（（（4 4 4 4）支撑式挡土墙）支撑式挡土墙）支撑式挡土墙）支撑式挡土墙; ; ; ; （（（（5 5 5 5）锚定板挡土墙）锚定板挡土墙）锚定板挡土墙）锚定板挡土墙; ; ; ; （（（（6 6 6 6）板桩墙挡土墙）板桩墙挡土墙）板桩墙挡土墙）板桩墙挡土墙; ; ; ; （（（（7 7 7 7）加筋土挡土墙。）加筋土挡土墙。）加筋土挡土墙。）加筋土挡土墙。 概概概概述述述述 挡土墙存在问题挡土墙存在问题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。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，几乎所有的跨线大出。在公路交通建设中，几乎所有的跨线大出。在公路交通建设中，几乎所有的跨线大出。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。在动载荷下挡土桥，山区公路均建有挡土墙。在动载荷下挡土桥，山区公路均建有挡土墙。在动载荷下挡土桥，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，如墙的失稳日趋严重，如墙的失稳日趋严重，如墙的失稳日趋严重，如 概概概概述述述述 始建于始建于始建于始建于80808080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，墙高土墙，墙高土墙，墙高6m6m6m6m，，，，从从从从1991199119911991年开始，挡土墙逐渐年开始，挡土墙逐渐年开始，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，到开始发生变形，墙体外倾，到开始发生变形，墙体外倾，到1997199719971997年墙体的年墙体的年墙体的年墙体的 最大变形达最大变形达最大变形达最大变形达280mm280mm280mm280mm，，，，其中南接线西侧甚至发生其中南接线西侧甚至发生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。全。全。 概概概概述述述述 建成于建成于建成于建成于1990199019901990年前后的年前后的年前后的年前后的104104104104国道界河立交桥，自国道界河立交桥，自国道界河立交桥，自国道界河立交桥，自 建成初期即发生轻微的墙体外移现象。从建成初期即发生轻微的墙体外移现象。从建成初期即发生轻微的墙体外移现象。从建成初期即发生轻微的墙体外移现象。从 1997199719971997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2000200020002000 年年年年6 6 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月份，墙体最大的位移量达到月份，墙体最大的位移量达到100mm100mm100mm100mm，，，，绝绝绝绝 对位移量超过对位移量超过对位移量超过对位移量超过200mm200mm200mm200mm，，，，路面局部发生纵向开路面局部发生纵向开路面局部发生纵向开路面局部发生纵向开 裂，墙体的顶部面板开始脱落，墙体整体失裂，墙体的顶部面板开始脱落，墙体整体失裂，墙体的顶部面板开始脱落，墙体整体失裂，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。稳，并有进一步加剧的趋势。稳，并有进一步加剧的趋势。稳，并有进一步加剧的趋势。 概概概概述述述述 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 度度度度600m600m600m600m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，局部的外鼓达鼓现象，局部的外鼓达鼓现象，局部的外鼓达150mm150mm150mm150mm之多，从而严重之多，从而严重之多，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。威胁到了公路运输的安全。威胁到了公路运输的安全。 概概概概述述述述 2001200120012001 年年年年 9 9 9 9 月月月月 27272727 日，洛阳日，洛阳日，洛阳日，洛阳 - - - - 三门峡高速公路三门峡高速公路三门峡高速公路三门峡高速公路 K104940K104940K104940K104940- - - -K105100K105100K105100K105100段坡间挡土墙，突然随坡段坡间挡土墙，突然随坡段坡间挡土墙，突然随坡段坡间挡土墙，突然随坡 体下滑，塌方量达体下滑，塌方量达体下滑，塌方量达体下滑，塌方量达12121212万万万万m m m m 3 3 3 3 以上，半幅路基平以上，半幅路基平以上，半幅路基平以上，半幅路基平 均下陷深度为均下陷深度为均下陷深度为均下陷深度为5m5m5m5m，，，，致使原定通车时间滞后致使原定通车时间滞后致使原定通车时间滞后致使原定通车时间滞后3 3 3 3个个个个 多月。多月。多月。多月。 京沪高速公路（化临段）挡土墙在建设过程京沪高速公路（化临段）挡土墙在建设过程京沪高速公路（化临段）挡土墙在建设过程京沪高速公路（化临段）挡土墙在建设过程 中即发生不同程度的侧滑现象，不得不重新中即发生不同程度的侧滑现象，不得不重新中即发生不同程度的侧滑现象，不得不重新中即发生不同程度的侧滑现象，不得不重新 设计和加固。设计和加固。设计和加固。设计和加固。 概概概概述述述述 图1 失稳的加筋土挡土墙图1 失稳的加筋土挡土墙 概概概概述述述述 图图图图2 2 2 2 失稳的坡间挡土墙失稳的坡间挡土墙失稳的坡间挡土墙失稳的坡间挡土墙 概概概概述述述述 图图图图3 3 3 3 垮塌的重力式挡墙垮塌的重力式挡墙垮塌的重力式挡墙垮塌的重力式挡墙 概概概概述述述述 图图图图4 4 4 4 垮塌的护坡挡墙垮塌的护坡挡墙垮塌的护坡挡墙垮塌的护坡挡墙 概概概概述述述述 图图图图5 5 5 5 洛三线垮塌的坡间挡墙洛三线垮塌的坡间挡墙洛三线垮塌的坡间挡墙洛三线垮塌的坡间挡墙 概概概概述述述述 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就有不少于就有不少于20202020座各类挡土墙发生不同程座各类挡土墙发生不同程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度的失稳现象。国内类似工程有几百度的失稳现象。国内类似工程有几百度的失稳现象。国内类似工程有几百 处，严重者甚至有可能酿成墙体倾覆、处，严重者甚至有可能酿成墙体倾覆、处，严重者甚至有可能酿成墙体倾覆、处，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。因交通中断、人员伤亡的严重事故。因交通中断、人员伤亡的严重事故。因交通中断、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此，如何在设计和施工阶段采用有效的此，如何在设计和施工阶段采用有效的此，如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工程措施，以消除挡土墙失稳的事故隐工程措施，以消除挡土墙失稳的事故隐工程措施，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患是事关交通安全的重大工程技术难患是事关交通安全的重大工程技术难患是事关交通安全的重大工程技术难 题。题。题。题。 概概概概述述述述 失稳挡土墙的加固方法失稳挡土墙的加固方法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 等等等等 。。。。 概概概概述述述述 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对性。即针对某一类型的挡土墙的失稳情对性。即针对某一类型的挡土墙的失稳情对性。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，了解况，从实际出发进行比较系统的研究，了解况，从实际出发进行比较系统的研究，了解况，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它的失稳机理并选择一种切实可行的加固方它的失稳机理并选择一种切实可行的加固方它的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法，从理论和实践中加以证明其可行性并进法，从理论和实践中加以证明其可行性并进法，从理论和实践中加以证明其可行性并进 而推广应用。而推广应用。而推广应用。而推广应用。 概概述述 失稳特征失稳特征失稳特征失稳特征 据调查，加筋土挡土墙虽然建设的年据调查，加筋土挡土墙虽然建设的年据调查，加筋土挡土墙虽然建设的年据调查，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代、应用对象甚至具体的设计参数不尽相代、应用对象甚至具体的设计参数不尽相代、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，因此其失稳同，但由于基本结构是相似的，因此其失稳同，但由于基本结构是相似的，因此其失稳同，但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现象都有着共同的特征现象都有着共同的特征现象都有着共同的特征 1 1 1 1、、、、墙体外鼓墙体外鼓墙体外鼓墙体外鼓。。这种现象约占这种现象约占这种现象约占这种现象约占70707070，主要有，主要有，主要有，主要有 以下两种表现形式以下两种表现形式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及原因分析及原因分析 aaaa弧形外鼓弧形外鼓弧形外鼓弧形外鼓 图图图图6 6 6 6aaaa。。。。调查发现，全国现有调查发现，全国现有调查发现，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的加筋土挡土墙运行的加筋土挡土墙运行5 5 5 5年以上的，都不同程度年以上的，都不同程度年以上的，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2/32/32/32/3处。处。处。处。 bSbSbSbS形外鼓形外鼓形外鼓形外鼓 图图图图6 6 6 6bbbb。。。。这种现象不是孤立存在这种现象不是孤立存在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 例如例如例如例如G104G104G104G104界河界河界河界河 立交桥立交桥立交桥立交桥 ，其主要特征是总体仍属弧形外，其主要特征是总体仍属弧形外，其主要特征是总体仍属弧形外，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。鼓，但在墙体中下部又出现另一外鼓现象。鼓，但在墙体中下部又出现另一外鼓现象。鼓，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及原因分析及原因分析 2 2 2 2、、、、墙体外倾墙体外倾墙体外倾墙体外倾 图图图图6c6c6c6c。。。。这种现象约占这种现象约占这种现象约占这种现象约占30303030，主，主，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）。（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 3 3、路面开裂、路面开裂、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者裂缝宽度达者裂缝宽度达5 5 5 520mm20mm20mm20mm，，，，路面有无裂缝，是判路面有无裂缝，是判路面有无裂缝，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。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 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、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。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及原因分析及原因分析 快车道 护栏 填土 失稳墙体 慢车道 快车道 护栏 填土 失稳墙体 慢车道 快车道 护栏 填土 失稳墙体 慢车道 a b ca b c 图6 加筋土挡土墙失稳特征示意图图6 加筋土挡土墙失稳特征示意图 原因分析原因分析原因分析原因分析 加筋土挡土墙是国内外已广泛应用的成加筋土挡土墙是国内外已广泛应用的成加筋土挡土墙是国内外已广泛应用的成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工规熟技术，我国也制定了相应的设计与施工规熟技术，我国也制定了相应的设计与施工规熟技术，我国也制定了相应的设计与施工规 范（范（范（范（JTJ015JTJ015JTJ015JTJ015- - - -90909090）。）。）。）。但为什么加筋土挡土墙在但为什么加筋土挡土墙在但为什么加筋土挡土墙在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发生了轻建成初期或运行一定时期后却相继发生了轻建成初期或运行一定时期后却相继发生了轻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呢经综合微变形以至发展成严重失稳变形呢经综合微变形以至发展成严重失稳变形呢经综合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方面的原因分析，其存在着外在和内在两方面的原因分析，其存在着外在和内在两方面的原因分析，其存在着外在和内在两方面的原因 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及原因分析及原因分析 1 1 1 1、外在原因、外在原因、外在原因、外在原因 aaaa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81818181年以前日年以前日年以前日年以前日 交通量平均为交通量平均为交通量平均为交通量平均为3085308530853085辆，到辆，到辆，到辆，到2000200020002000年已增至年已增至年已增至年已增至14890148901489014890辆；辆；辆；辆； 山东省山东省山东省山东省G104G104G104G104界河立交桥建成初期（界河立交桥建成初期（界河立交桥建成初期（界河立交桥建成初期（1989198919891989年），日均年），日均年），日均年），日均 交通量为交通量为交通量为交通量为2168216821682168辆，至辆，至辆，至辆，至2000200020002000年达到年达到年达到年达到7645764576457645辆，且大型运辆，且大型运辆，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100100100100 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。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及原因分析及原因分析 bbbb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。裂、面板脱落。裂、面板脱落。 cccc施工质量不高，尤其初期填方不施工质量不高，尤其初期填方不施工质量不高，尤其初期填方不施工质量不高，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实，拉筋松弛或拉筋材料选材不适当甚至不实，拉筋松弛或拉筋材料选材不适当甚至不实，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合格也是造成加筋土挡土墙失稳的不可忽视合格也是造成加筋土挡土墙失稳的不可忽视合格也是造成加筋土挡土墙失稳的不可忽视 的外在原因。的外在原因。的外在原因。的外在原因。 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及原因分析及原因分析 2 2 2 2、、、、内在原因内在原因内在原因内在原因 aaaa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 遵从布西涅斯克解，即在弹性半空间体上作用遵从布西涅斯克解，即在弹性半空间体上作用遵从布西涅斯克解，即在弹性半空间体上作用遵从布西涅斯克解，即在弹性半空间体上作用 一压力，其应力分布是上大下小，而主动土压一压力，其应力分布是上大下小，而主动土压一压力，其应力分布是上大下小，而主动土压一压力，其应力分布是上大下小，而主动土压 力是上小下大，二者作用的迭合，即在离地面力是上小下大，二者作用的迭合，即在离地面力是上小下大，二者作用的迭合，即在离地面力是上小下大，二者作用的迭合，即在离地面 高度的高度的高度的高度的2/32/32/32/3处形成最大的外推力。因此，墙体处形成最大的外推力。因此，墙体处形成最大的外推力。因此，墙体处形成最大的外推力。因此，墙体 外鼓是必然的。但外鼓不一定失稳，只要外推外鼓是必然的。但外鼓不一定失稳，只要外推外鼓是必然的。但外鼓不一定失稳，只要外推外鼓是必然的。但外鼓不一定失稳，只要外推 力不超过拉筋的抗拉强度，墙体仍可保持相对力不超过拉筋的抗拉强度，墙体仍可保持相对力不超过拉筋的抗拉强度，墙体仍可保持相对力不超过拉筋的抗拉强度，墙体仍可保持相对 稳定，而判别挡土墙是否失稳的最明确的外在稳定，而判别挡土墙是否失稳的最明确的外在稳定，而判别挡土墙是否失稳的最明确的外在稳定，而判别挡土墙是否失稳的最明确的外在 标准是路面是否开裂及面板是否脱落。标准是路面是否开裂及面板是否脱落。标准是路面是否开裂及面板是否脱落。标准是路面是否开裂及面板是否脱落。 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及原因分析及原因分析 bbbb加筋土挡土墙的加筋材料为增阻迟缓加筋土挡土墙的加筋材料为增阻迟缓加筋土挡土墙的加筋材料为增阻迟缓加筋土挡土墙的加筋材料为增阻迟缓 的柔塑性体，在动荷载作用下增阻速度滞后，的柔塑性体，在动荷载作用下增阻速度滞后，的柔塑性体，在动荷载作用下增阻速度滞后，的柔塑性体，在动荷载作用下增阻速度滞后， 不能及时提供阻力以抵御动载对土体的破坏作不能及时提供阻力以抵御动载对土体的破坏作不能及时提供阻力以抵御动载对土体的破坏作不能及时提供阻力以抵御动载对土体的破坏作 用。在许多情况下，拉筋失效并非是本身强度用。在许多情况下，拉筋失效并非是本身强度用。在许多情况下，拉筋失效并非是本身强度用。在许多情况下，拉筋失效并非是本身强度 不够，而是增阻速度不及动载的增载加速，土不够，而是增阻速度不及动载的增载加速，土不够，而是增阻速度不及动载的增载加速，土不够，而是增阻速度不及动载的增载加速，土 体因瞬间变形超限而破坏，从而导致墙体填方体因瞬间变形超限而破坏，从而导致墙体填方体因瞬间变形超限而破坏，从而导致墙体填方体因瞬间变形超限而破坏，从而导致墙体填方 失稳。失稳。失稳。失稳。 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及原因分析及原因分析 cccc墙体内的填土本身强度很低，建成墙体内的填土本身强度很低，建成墙体内的填土本身强度很低，建成墙体内的填土本身强度很低，建成 之时存在着初始塑性变形区，动荷载剧增即之时存在着初始塑性变形区，动荷载剧增即之时存在着初始塑性变形区，动荷载剧增即之时存在着初始塑性变形区，动荷载剧增即 可诱发原有塑性区的进一步扩大和发展，随可诱发原有塑性区的进一步扩大和发展，随可诱发原有塑性区的进一步扩大和发展，随可诱发原有塑性区的进一步扩大和发展，随 着时间的积累和变形的叠加，即可能在挡土着时间的积累和变形的叠加，即可能在挡土着时间的积累和变形的叠加，即可能在挡土着时间的积累和变形的叠加，即可能在挡土 墙内部出现整体和永久性的破坏。墙内部出现整体和永久性的破坏。墙内部出现整体和永久性的破坏。墙内部出现整体和永久性的破坏。 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及原因分析及原因分析 实实实实例例例例 界河立交桥界河立交桥界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙失稳加固处理加筋土挡土墙失稳加固处理加筋土挡土墙失稳加固处理加筋土挡土墙失稳加固处理 界河立交桥界河立交桥界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙 失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理 工程背景工程背景工程背景工程背景 界河立交桥建成于界河立交桥建成于界河立交桥建成于界河立交桥建成于1990199019901990年，自建成初期年，自建成初期年，自建成初期年，自建成初期 即发生轻微墙体外倾现象。从即发生轻微墙体外倾现象。从即发生轻微墙体外倾现象。从即发生轻微墙体外倾现象。从1997199719971997年开始，年开始，年开始，年开始， 外鼓变形逐渐加剧，至外鼓变形逐渐加剧，至外鼓变形逐渐加剧，至外鼓变形逐渐加剧，至2000200020002000年年年年6 6 6 6月，最大位移月，最大位移月，最大位移月，最大位移 量相对值达量相对值达量相对值达量相对值达100mm100mm100mm100mm，，，，绝对值超过绝对值超过绝对值超过绝对值超过200mm200mm200mm200mm，，，，路面路面路面路面 局部发生纵向开裂，两侧护拦内倾，顶部面局部发生纵向开裂，两侧护拦内倾，顶部面局部发生纵向开裂，两侧护拦内倾，顶部面局部发生纵向开裂，两侧护拦内倾，顶部面 板局部脱落，墙体整体失稳，并有进一步加板局部脱落，墙体整体失稳，并有进一步加板局部脱落，墙体整体失稳，并有进一步加板局部脱落，墙体整体失稳，并有进一步加 剧的明显趋势剧的明显趋势剧的明显趋势剧的明显趋势 。。。。 图7 加固前的失稳加筋土挡土墙图7 加固前的失稳加筋土挡土墙 界河立交桥界河立交桥界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙 失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理 工程对策工程对策工程对策工程对策 1 1 1 1、、、、必须满足的前提条件必须满足的前提条件必须满足的前提条件必须满足的前提条件 对于失稳加筋土挡土墙，最简单的处理对于失稳加筋土挡土墙，最简单的处理对于失稳加筋土挡土墙，最简单的处理对于失稳加筋土挡土墙，最简单的处理 方法是在墙体外侧压土或附加一个重力挡墙方法是在墙体外侧压土或附加一个重力挡墙方法是在墙体外侧压土或附加一个重力挡墙方法是在墙体外侧压土或附加一个重力挡墙 作为外支撑，但这将直接导致加筋土挡土墙作为外支撑，但这将直接导致加筋土挡土墙作为外支撑，但这将直接导致加筋土挡土墙作为外支撑，但这将直接导致加筋土挡土墙 的主要优越性的丧失，不但工程量巨大，又的主要优越性的丧失，不但工程量巨大，又的主要优越性的丧失，不但工程量巨大，又的主要优越性的丧失，不但工程量巨大，又 需要重新征地，除非紧急抢险，此方案不能需要重新征地，除非紧急抢险，此方案不能需要重新征地，除非紧急抢险，此方案不能需要重新征地，除非紧急抢险，此方案不能 采用。任何拟采用的加固方案必须满足以下采用。任何拟采用的加固方案必须满足以下采用。任何拟采用的加固方案必须满足以下采用。任何拟采用的加固方案必须满足以下 条件条件条件条件 界河立交桥界河立交桥界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙 失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理 aaaa不能破坏原工程的基本结构，所实施的加不能破坏原工程的基本结构，所实施的加不能破坏原工程的基本结构，所实施的加不能破坏原工程的基本结构，所实施的加 固方案既能完全保留加筋土挡土墙的既有优固方案既能完全保留加筋土挡土墙的既有优固方案既能完全保留加筋土挡土墙的既有优固方案既能完全保留加筋土挡土墙的既有优 越性，又能保证不影响其使用功能。越性，又能保证不影响其使用功能。越性，又能保证不影响其使用功能。越性，又能保证不影响其使用功能。 bbbb在不影响主路面安全运行的前提下能正常在不影响主路面安全运行的前提下能正常在不影响主路面安全运行的前提下能正常在不影响主路面安全运行的前提下能正常 进行加固施工。进行加固施工。进行加固施工。进行加固施工。 cccc施工工艺要相对简单，工程造价及施工工施工工艺要相对简单，工程造价及施工工施工工艺要相对简单，工程造价及施工工施工工艺要相对简单，工程造价及施工工 期不能高于其它加固方案。期不能高于其它加固方案。期不能高于其它加固方案。期不能高于其它加固方案。 界河立交桥界河立交桥界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙 失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理 2 2 2 2、可采用的工程方案、可采用的工程方案、可采用的工程方案、可采用的工程方案 经反复分析比较，能同时满足上述条件经反复分析比较，能同时满足上述条件经反复分析比较，能同时满足上述条件经反复分析比较，能同时满足上述条件 的方案其实范围很小首先，其必须是常规的方案其实范围很小首先，其必须是常规的方案其实范围很小首先，其必须是常规的方案其实范围很小首先，其必须是常规 技术；其二，它能有效抑制或减小墙体变技术；其二，它能有效抑制或减小墙体变技术；其二，它能有效抑制或减小墙体变技术；其二，它能有效抑制或减小墙体变 形；其三，它具有可靠的有效性和持久性。形；其三，它具有可靠的有效性和持久性。形；其三，它具有可靠的有效性和持久性。形；其三，它具有可靠的有效性和持久性。 如何选择并确定这样一个由多项常规技术构如何选择并确定这样一个由多项常规技术构如何选择并确定这样一个由多项常规技术构如何选择并确定这样一个由多项常规技术构 成又非常规的有效技术组合，是解决失稳加成又非常规的有效技术组合，是解决失稳加成又非常规的有效技术组合，是解决失稳加成又非常规的有效技术组合，是解决失稳加 筋土挡土墙加固问题的最大难题。筋土挡土墙加固问题的最大难题。筋土挡土墙加固问题的最大难题。筋土挡土墙加固问题的最大难题。 界河立交桥界河立交桥界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙 失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理 （（（（a a a a））））主要方案主要方案主要方案主要方案 理想的方案是通过一种特殊的工艺，将墙体理想的方案是通过一种特殊的工艺，将墙体理想的方案是通过一种特殊的工艺，将墙体理想的方案是通过一种特殊的工艺，将墙体 对应面板凿穿，穿上钢筋，对拉锁定，完全对应面板凿穿，穿上钢筋，对拉锁定，完全对应面板凿穿，穿上钢筋，对拉锁定，完全对应面板凿穿，穿上钢筋，对拉锁定，完全 取代原有的拉筋取代原有的拉筋取代原有的拉筋取代原有的拉筋 图图图图8 8 8 8aaaa。。。。 由于国内目前凿孔设备及技术所限，对穿凿由于国内目前凿孔设备及技术所限，对穿凿由于国内目前凿孔设备及技术所限，对穿凿由于国内目前凿孔设备及技术所限，对穿凿 孔不易实现，可改由两侧分别凿孔，并安装孔不易实现，可改由两侧分别凿孔，并安装孔不易实现，可改由两侧分别凿孔，并安装孔不易实现，可改由两侧分别凿孔，并安装 预应力锚杆以代替对拉钢筋，这样凿孔问题预应力锚杆以代替对拉钢筋，这样凿孔问题预应力锚杆以代替对拉钢筋，这样凿孔问题预应力锚杆以代替对拉钢筋，这样凿孔问题 易解决，同时又保持了前者的技术精髓，是易解决，同时又保持了前者的技术精髓，是易解决，同时又保持了前者的技术精髓，是易解决，同时又保持了前者的技术精髓，是 可实施的技术方案可实施的技术方案可实施的技术方案可实施的技术方案 图图图图8 8 8 8bbbb。。。。 界河立交桥界河立交桥界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙 失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理 界河立交桥界河立交桥界河立交桥界河立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙加筋土挡土墙 失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理失稳加固处理 对 拉 钢 筋 对拉预制面板 墙体 对拉预制面板 预应力锚 杆 a ba b 图8 主要方案示意图图8 主要方案示意图 （（（（b b b b）））