某挡墙病害处治方案合理性讨论(假日专题)
某高速公路某段为半填半挖陡坡路基,自然坡度约为 35 °。路肩衡重式路肩墙高7~15m,墙基置于稳定的中风化砂岩,采用C20砼浇注。2015 年 11 月中旬,该段挡墙整体出现最大约 30cm的外移,局部出现不均匀沉降,最大沉降约 15cm,墙身出现长约10.0m 的水平向裂缝,墙体伸缩缝发生竖向错位。
2015年12月14日,根据现场调查,笔者建议挡墙后部路堤填土进行适当卸载后,在挡墙胸坡设置面板式锚索工程对路堤和墙身进行加固,对墙基部位的堆积体进行压力注浆和进行监测。
但该段路基病害由于多种原因一直没有治理,造成病害持续恶化,使挡墙在30m的范围内呈现贯通性“正八字形”沉降拉裂缝,裂缝宽约5cm左右;挡墙外倾现象加重,并有鼓胀现象。病害发恶化后,相关单位认为该段坡体存在整体滑坡,故对墙前反压体进行了清理。
2016年3月25日,现场调查时笔者建议:
1)路基病害的主要问题是挡墙的稳定性和基底承载力问题,而非挡墙基底的滑坡问题。
2)建议立刻对挡墙后部的路堤填土进行4m左右高度的卸载,以减小墙后土压力对挡墙的作用力。
3)建议对挡墙采用面板式锚索进行加固,锚固段穿过填土进入强~中砂岩。且锚索初次张拉为设计拉力的50%,待路堤回填到位后,再将锚索张拉到设计拉力。
4)挡墙基底部位的堆积体采用劈裂注浆进行加固,注浆时浆液中加入1~3%水玻璃,防止浆液过稀造成过量注浆却加固效果欠佳。
最终处治方案
技术人员采用既有路基病害处治和“路改桥”两个方案进行比选。
1、既有路基病害处治时在墙身每个断面布置4~5排、每孔750KN拉力、长18~26m的锚索,在墙基设置9m长的两排注浆管进行加固,工程造价250万元。
2、“路改桥”方案工程造价230万元,故最终采用之。
在此笔者认为,以上两个方案没有在一个平台上进行比选,所谓的方案比选是欠公平的。原因如下:
1、该段挡墙墙后填土有限,土压力应按有限范围内的土压力计算,而不应按半无限体模型计算。
2、挡墙破坏的主要原因墙身结构质量问题和墙基置于堆积体上的承载力不足问题。基于此:
1)由于土压力较小,挡墙稳定性可采用2排锚索加固,且锚索设计拉力宜由750KN减小为450KN,长度大幅减小至13~18m。
2)采用的锚索面板可有效提高挡墙自身的结构稳定性,并可设置小导管对墙身进行注浆胶结。
3)墙基部位堆积体厚度约为2.0m,故基底注浆管不宜置于中风化砂岩,即注浆长度可由9.0m减小为5.0m,并可保留注浆管于墙基底部。
经以上优化后,原位病害处治的工程造价约为100万元,远低于路改桥”方案,且工期可控。
经验教训:
1、方案比选应置于平等的平台,否则方案没有可比性。
2、工程并非越安全越好,更非万无一失最好。安全度应是建立在满足服用对象、服务时效基础上的经济性比选。
3、工程病害治理应贯彻“治早治小”的原则,及时处治,防止病害恶化扩大。