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摘要：结合天津地区公路桥梁加筋土挡土墙病害实例，总结了病害特征，分析了病害的产生机理，并提出了相应的处置措施进行加固，取得不错的加固效果。
关键词：加筋土挡土墙 病害 维修加固
中图分类号：U448文献标识码： A
1 前言
加筋土挡土墙指的是由填土、拉带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧压力的挡土墙。加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。加筋土挡土墙与其他挡土墙相比，具有容许沉降量大、施工周期短、造价低、造型美观等优点。
但是近年来加筋土挡土墙随着使用年限的增长，由于自然环境的作用，出现不同程度的缺陷和病害，影响行车安全。本文结合天津地区公路桥梁加筋土挡土墙病害实例，总结了病害特征，分析了病害的产生机理，并提出了相应的处置措施，为今后加筋土挡土墙设计和维修提供了可借鉴的经验。
2 病害分析
加筋土挡土墙在实际应用中容易出现的病害主要有变形、鼓肚、垮塌等病害，综合各种病害特点，将加筋土挡土墙破坏主要分为三类：拉筋断裂、拉筋与土间结合力不足及外部不稳定。
这三种破坏主要原因可以归纳为以下几点：
（1）拉筋断裂造成挡土墙破坏
1）拉筋强度不足；
2）拉筋与面板连接强度不足，或与面板接触不好；
3）超载；
4）拉筋腐蚀。
（2）拉筋与土间结合力不足造成挡土墙破坏
后期受力时，拉筋与土体之间摩擦力不满足其拉力要求，造成拉筋被拉长或拉断。
（3）因外部不稳定造成挡土墙破坏。
1）地基承载力低，超出了基底允许承载力；
2）沿基底抗滑稳定性不足。土体本身具有深层滑动的可能，在坡体滑动时带着加筋土一起滑动造成破坏；
3）抗倾覆能力不足。加筋土的高宽比过大，拉筋长度太短，在外倾力矩大于抗倾覆力矩时发生破坏。
3 加固措施
3.1面板病害的加固
局部出现破坏而脱落的，可以采用水泥砂浆水泥混凝土进行填塞，形成新的面板。新面板与原面板采用植筋连接。如果出现大面积破坏，应当重新对墙面进行加固设计。
3.2拉筋病害的加固
拉筋缺损病害主要表现为拉筋强度不足及拉筋材料长期氧化破坏，这种情况可采取增加锚杆（锚索）框架进行加固。
3.3路面病害的加固
路面病害主要是由于填土的不均匀沉降引起路面塌陷，对于这种缺陷病害可以采用注浆的方式对路面下填土进行加固，使其强度增加，并形成一个整体，从而稳定其不均匀沉降。
3.4墙体病害的加固
墙体病害主要表现为墙体外鼓、外倾、内倾和墙体产生竖向裂缝等。对于前3种缺陷破坏，可根据地形、地质遗迹所需歪理大小来确定加固方式。如果需要的外力较小，可以采用在加筋挡土墙外侧增设浆砌片石挡墙的形式进行加固；如果需要的外力较大，可以采用增加锚杆（锚索）框架进行加固。对于墙体竖向裂缝，可以采用在裂缝附近一段距离内用钢花管注浆的方法进行加固。
4 工程实例
4.1锚杆框架加固
4.1.1工程概况
该桥位于津沧高速公路K020+400～K020+780處，跨越乡村公路，是一座19跨简支后张预应力混凝土空心板梁桥。跨径布置为19×20m，桥梁总长380m。
桥梁上部结构为20m后张预应力混凝土空心板梁，桥梁下部结构为直径1.2m的钻孔灌柱桩上接直径1.0m的双柱式桥墩，桥墩盖梁为单跨双悬臂矩形截面，桥台为外置组合式加筋土桥台，台后设8m搭板和加筋土挡墙。
该桥边墩后路基沉降，挡墙外鼓2cm。
4.1.2加固方案
由于该桥挡土墙高度仅为3m，且墙体病害较为轻微，故采取锚杆框架加固的方案，具体方法为：
（1）胸墙加固
1）采用槽钢加固梁结构，绑扎钢筋成方格网架；
2）在胸墙底部植筋与加固梁预留钢筋焊接为一体；
3）在胸墙上打眼植筋（钢筋直径16，间距1m），挂焊接钢筋网片（10φ10）；
4）现浇20cm厚C40混凝土，浇注时预留拉锚杆孔；
5）设置两排共20根拉锚杆，锚杆选用中空自钻式锚杆，锚杆长度为6m、角度为斜向下方15度，锚杆灌浆锚固。
图4.1.2胸墙加固图
（2）边墙加固
1）采用槽钢加固梁结构，绑扎钢筋成方格网架；
2）在边墙底部植筋与加固梁预留钢筋焊接为一体；
3） 在边墙上打眼植筋（钢筋直径16，间距1m），挂焊接钢筋网片（10φ10）；
4）现浇20cm厚C40混凝土，浇注时预留拉锚杆孔；
5）边墙两侧设置两排拉锚杆，每侧20根，共40根），锚杆选用中空自钻式锚杆，锚杆长度为6m、角度为斜向下方15度，锚杆灌浆锚固；
6）边墙加固钢筋网与胸墙钢筋网连接成整体，角部钢筋应加强；
7）成型后混凝土墙面进行美化处理。
4.2挡土墙结构改造
4.2.1工程概况
该桥位于京哈高速公路K87+500处，是马王公路跨越京哈高速公路交叉部位的分离式立交桥，桥梁全长376.7米，桥面全宽9m。
桥梁上部结构：为20m预应力混凝土板梁和现浇钢筋混凝土连续箱梁。
桥梁下部结构：中墩在箱梁中支点处为独柱墩，直径1.5m，其余为双柱墩，直径1m，帽梁宽1.4m，高1.2m。桥台为肋墙式桥台。桩基为直径1.2m钻孔灌注桩，台后设8m搭板和加筋土挡墙。
该桥桥台胸墙外鼓20cm，与桥台肋板顶死；侧墙外倾最大16cm，开裂最宽1.2cm；桥台肋板U型横向裂缝
4.2.2加固方案
由于该桥挡土墙高度为5m，且墙体病害较为严重，故采取局部改造挡土墙结构的方案，具体方法为：
（1）将台后顺桥向13m范围（至沉降缝）挡墙进行拆除，22m范围内填土、路面结构及防撞护栏全部拆除。拆除时对只进行挖方处理的挡墙进行临时支护。
（2）未拆除加筋土挡墙拉带损坏的进行更换，塑料拉带长8m，宽30mm，厚1.5mm，断面强度不小于220MPa，塑性变形小于10mm。后加固挡墙横向钢筋断裂的，采用同规格钢筋进行帮焊。
（3）做混凝土扶壁式挡墙（胸墙与侧墙浇筑成U型），挡墙采用C40混凝土。地基处理方式为高压旋喷桩，桩径60cm，间距1.6m，桩长10m。成桩后凿除桩头50cm，然后铺30cm厚碎石垫层和20cm厚C15混凝土垫层，并在碎石垫层中间铺设一层钢塑土工格栅。
（4）重做桥头搭板，桥头搭板及地梁采用反开槽法施工，搭板与挡墙间垫设2cm厚泡沫板。
（5）台后引路填土填筑二灰（石灰：粉煤灰=10：90），横坡1%。
（6）设置排水孔和反滤层。设置两排孔径5cm，排距2m，列距2.5m。排水孔周围设置反滤层，与路基土接触的那层为细砂10cm，上一层为中砂10cm，再上一层为10～20mm的石料和土工布。
图4.2.2挡土墙布置图
5 结语
就技术经济性而言，加筋土挡土墙有着一定的优势，但由于各种原因，部分加筋土挡土墙出现这样或那样的病害，产生这些病害的主要原因为超载、材料强度不足、地基沉降等。挡土墙的严重破坏会造成台后填土的垮塌，给行车安全带来隐患，因此对产生了较明显变形或开裂的挡土墙应及时维修加固。
为了确保加筋土挡土墙的维修方案的经济合理、安全可靠，应像本文述，针对病害采取相应的加固措施。本文列举的两种加筋土挡土墙常用的维修加固措施，都取得了良好的加固效果，值得广泛应用。
关键词：加筋土挡土墙 病害 维修加固
中图分类号：U448文献标识码： A
1 前言
加筋土挡土墙指的是由填土、拉带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧压力的挡土墙。加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。加筋土挡土墙与其他挡土墙相比，具有容许沉降量大、施工周期短、造价低、造型美观等优点。
但是近年来加筋土挡土墙随着使用年限的增长，由于自然环境的作用，出现不同程度的缺陷和病害，影响行车安全。本文结合天津地区公路桥梁加筋土挡土墙病害实例，总结了病害特征，分析了病害的产生机理，并提出了相应的处置措施，为今后加筋土挡土墙设计和维修提供了可借鉴的经验。
2 病害分析
加筋土挡土墙在实际应用中容易出现的病害主要有变形、鼓肚、垮塌等病害，综合各种病害特点，将加筋土挡土墙破坏主要分为三类：拉筋断裂、拉筋与土间结合力不足及外部不稳定。
这三种破坏主要原因可以归纳为以下几点：
（1）拉筋断裂造成挡土墙破坏
1）拉筋强度不足；
2）拉筋与面板连接强度不足，或与面板接触不好；
3）超载；
4）拉筋腐蚀。
（2）拉筋与土间结合力不足造成挡土墙破坏
后期受力时，拉筋与土体之间摩擦力不满足其拉力要求，造成拉筋被拉长或拉断。
（3）因外部不稳定造成挡土墙破坏。
1）地基承载力低，超出了基底允许承载力；
2）沿基底抗滑稳定性不足。土体本身具有深层滑动的可能，在坡体滑动时带着加筋土一起滑动造成破坏；
3）抗倾覆能力不足。加筋土的高宽比过大，拉筋长度太短，在外倾力矩大于抗倾覆力矩时发生破坏。
3 加固措施
3.1面板病害的加固
局部出现破坏而脱落的，可以采用水泥砂浆水泥混凝土进行填塞，形成新的面板。新面板与原面板采用植筋连接。如果出现大面积破坏，应当重新对墙面进行加固设计。
3.2拉筋病害的加固
拉筋缺损病害主要表现为拉筋强度不足及拉筋材料长期氧化破坏，这种情况可采取增加锚杆（锚索）框架进行加固。
3.3路面病害的加固
路面病害主要是由于填土的不均匀沉降引起路面塌陷，对于这种缺陷病害可以采用注浆的方式对路面下填土进行加固，使其强度增加，并形成一个整体，从而稳定其不均匀沉降。
3.4墙体病害的加固
墙体病害主要表现为墙体外鼓、外倾、内倾和墙体产生竖向裂缝等。对于前3种缺陷破坏，可根据地形、地质遗迹所需歪理大小来确定加固方式。如果需要的外力较小，可以采用在加筋挡土墙外侧增设浆砌片石挡墙的形式进行加固；如果需要的外力较大，可以采用增加锚杆（锚索）框架进行加固。对于墙体竖向裂缝，可以采用在裂缝附近一段距离内用钢花管注浆的方法进行加固。
4 工程实例
4.1锚杆框架加固
4.1.1工程概况
该桥位于津沧高速公路K020+400～K020+780處，跨越乡村公路，是一座19跨简支后张预应力混凝土空心板梁桥。跨径布置为19×20m，桥梁总长380m。
桥梁上部结构为20m后张预应力混凝土空心板梁，桥梁下部结构为直径1.2m的钻孔灌柱桩上接直径1.0m的双柱式桥墩，桥墩盖梁为单跨双悬臂矩形截面，桥台为外置组合式加筋土桥台，台后设8m搭板和加筋土挡墙。
该桥边墩后路基沉降，挡墙外鼓2cm。
4.1.2加固方案
由于该桥挡土墙高度仅为3m，且墙体病害较为轻微，故采取锚杆框架加固的方案，具体方法为：
（1）胸墙加固
1）采用槽钢加固梁结构，绑扎钢筋成方格网架；
2）在胸墙底部植筋与加固梁预留钢筋焊接为一体；
3）在胸墙上打眼植筋（钢筋直径16，间距1m），挂焊接钢筋网片（10φ10）；
4）现浇20cm厚C40混凝土，浇注时预留拉锚杆孔；
5）设置两排共20根拉锚杆，锚杆选用中空自钻式锚杆，锚杆长度为6m、角度为斜向下方15度，锚杆灌浆锚固。
图4.1.2胸墙加固图
（2）边墙加固
1）采用槽钢加固梁结构，绑扎钢筋成方格网架；
2）在边墙底部植筋与加固梁预留钢筋焊接为一体；
3） 在边墙上打眼植筋（钢筋直径16，间距1m），挂焊接钢筋网片（10φ10）；
4）现浇20cm厚C40混凝土，浇注时预留拉锚杆孔；
5）边墙两侧设置两排拉锚杆，每侧20根，共40根），锚杆选用中空自钻式锚杆，锚杆长度为6m、角度为斜向下方15度，锚杆灌浆锚固；
6）边墙加固钢筋网与胸墙钢筋网连接成整体，角部钢筋应加强；
7）成型后混凝土墙面进行美化处理。
4.2挡土墙结构改造
4.2.1工程概况
该桥位于京哈高速公路K87+500处，是马王公路跨越京哈高速公路交叉部位的分离式立交桥，桥梁全长376.7米，桥面全宽9m。
桥梁上部结构：为20m预应力混凝土板梁和现浇钢筋混凝土连续箱梁。
桥梁下部结构：中墩在箱梁中支点处为独柱墩，直径1.5m，其余为双柱墩，直径1m，帽梁宽1.4m，高1.2m。桥台为肋墙式桥台。桩基为直径1.2m钻孔灌注桩，台后设8m搭板和加筋土挡墙。
该桥桥台胸墙外鼓20cm，与桥台肋板顶死；侧墙外倾最大16cm，开裂最宽1.2cm；桥台肋板U型横向裂缝
4.2.2加固方案
由于该桥挡土墙高度为5m，且墙体病害较为严重，故采取局部改造挡土墙结构的方案，具体方法为：
（1）将台后顺桥向13m范围（至沉降缝）挡墙进行拆除，22m范围内填土、路面结构及防撞护栏全部拆除。拆除时对只进行挖方处理的挡墙进行临时支护。
（2）未拆除加筋土挡墙拉带损坏的进行更换，塑料拉带长8m，宽30mm，厚1.5mm，断面强度不小于220MPa，塑性变形小于10mm。后加固挡墙横向钢筋断裂的，采用同规格钢筋进行帮焊。
（3）做混凝土扶壁式挡墙（胸墙与侧墙浇筑成U型），挡墙采用C40混凝土。地基处理方式为高压旋喷桩，桩径60cm，间距1.6m，桩长10m。成桩后凿除桩头50cm，然后铺30cm厚碎石垫层和20cm厚C15混凝土垫层，并在碎石垫层中间铺设一层钢塑土工格栅。
（4）重做桥头搭板，桥头搭板及地梁采用反开槽法施工，搭板与挡墙间垫设2cm厚泡沫板。
（5）台后引路填土填筑二灰（石灰：粉煤灰=10：90），横坡1%。
（6）设置排水孔和反滤层。设置两排孔径5cm，排距2m，列距2.5m。排水孔周围设置反滤层，与路基土接触的那层为细砂10cm，上一层为中砂10cm，再上一层为10～20mm的石料和土工布。
图4.2.2挡土墙布置图
5 结语
就技术经济性而言，加筋土挡土墙有着一定的优势，但由于各种原因，部分加筋土挡土墙出现这样或那样的病害，产生这些病害的主要原因为超载、材料强度不足、地基沉降等。挡土墙的严重破坏会造成台后填土的垮塌，给行车安全带来隐患，因此对产生了较明显变形或开裂的挡土墙应及时维修加固。
为了确保加筋土挡土墙的维修方案的经济合理、安全可靠，应像本文述，针对病害采取相应的加固措施。本文列举的两种加筋土挡土墙常用的维修加固措施，都取得了良好的加固效果，值得广泛应用。