王坚强

(江苏淮阴水利建设有限公司，江苏 淮安 223002)

张家港市五节桥港交通桥加筋土挡墙病害分析及加固研究

王坚强

(江苏淮阴水利建设有限公司，江苏 淮安 223002)

结合现场勘察，对病害原因进行了分析，提出了挡墙支护和预应力锚杆加固两种加固处理方式，从技术特点和经济性角度优选预应力锚杆加固方式，对同类工程具有指导意义。

张家港市五节桥港；加筋土挡墙；病害分析；前倾；挡墙支护；预应力锚杆

1 概 况

五节桥港位于张家港市的张家港与十字港之间，属张家港北部水利片1片出江河道，控制区域北至长江，南至天生港，西至张家港，东至十字港。交通桥总宽7.5 m，为预制空心板。桥梁下部结构桥墩采用双柱式墩身，钻孔灌注桩基础，桩径1.2 m。桥台采用双柱式台身，台后设加筋土挡墙。由于年久失修，加筋土挡墙边角区域存在较大的前倾水平位移且前倾有加大的趋势，挡墙的前墙表面已经基本接近桥台立柱，如果进一步前倾，将会对立柱的受力造成不利影响，同时对于挡墙自身的稳定和上部新建挡墙的受力安全也将形成威胁。

2 工程现状

南侧前墙从根部向上均发生了前倾水平位移，位移最大部位位于该区域前墙的端部以下约3块面板高度位置处，量值约15 cm。后期加固采用的槽钢横梁已与台身立柱相抵、变形，前墙面板层也几乎与立柱相碰，如图1所示。在发生前倾现象的区域内，前墙上数量较多的面板块出现了竖向开裂现象，开裂位置位于十字形面板拼接、咬合部位，如图2所示。

图1 土挡墙侧墙前倾病害图Fig.1 Soil retaining wall side front leaning disease map

图2 面板横向拼接部位裂缝病害图Fig.2 Panel horizontal splice site cracks disease map

3 前倾原因及影响分析

加筋土挡墙由墙面板、拉筋(筋带)和填料三部分组成，其工作原理是：依靠填料与拉筋之间的摩擦力来平衡墙面所承受的水平土压力(即加筋土挡墙内部稳定)，并以拉筋、填料的复合结构抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力(即加筋土挡墙外部稳定)，从而保证了土挡墙的稳定[1]。

3.1 前倾性质分析

从加筋土挡墙的结构特点及加筋土挡墙前墙局部前倾的性状进行分析，加筋土挡墙面板靠近墩柱，造成前倾的原因可能有：A.由于土压力的作用或受基础沉降影响，加筋土体发生了前倾水平位移。B.新建的悬臂式挡墙的混凝土板基础直接支撑在面板顶部，而面板层为柔性构件，会发生侧向失稳、外鼓。对于上述两种可能，可根据不同部位但相同构造挡墙的技术状况来分析。调查结果表明，前倾仅发生在局部，并且桥梁竣工以来，直至2016年进行维修加固施工，两侧桥台挡墙的其他部位均未发生明显的前墙前倾或侧墙外倾现象，2016年至今，其余部位的前墙仍未发生该类现象，可以排除第二种可能。而第一种水平位移的情况对加筋土挡墙以及上部后建挡墙的受力安全更为不利。

3.2 前倾原因分析

第一，受力拉筋数量和加筋土体量的减小。由于新建挡墙内采用了EPS轻质填料，土压力和车辆活载的传力与原设计的全加筋土挡墙相比发生了改变。新建挡墙及填料的自重虽然较原加筋土挡墙的自重减轻很多，但同时由于竖向土压力减小，拉筋与填料之间摩阻力也会遭到削弱，而且受力拉筋数量的减小以及加筋土体量的减小降低了保留的这部分加筋土挡墙抗滑、抗倾覆能力，加大了加筋土挡墙发生侧向位移的可能[2]。第二，填土施工质量与地基沉降。外倾严重的部位仅位于挡墙的南侧，而另一侧并未发生，从面板预制块的开裂情况来看，在挡墙的中间位置发现了数量较多的竖向开裂，经分析应是由于板块之间相互咬合但竖向沉降又不均匀引起，而在外倾最大的边角位置，面层板块的开裂现象却很轻微，可能在整个外倾的边角区域存在填土不密实、整体沉降的现象，这与当时施工的填土压实度有着密切的关系。施工过程中靠近墙面板附近的填料更容易出现压实度不足的问题，出现这种情况会削弱拉筋的抗拔力。从两侧桥台后挡墙的总体调查情况来看，填土压实度不足以及后期的填土沉降可能是造成目前挡墙局部前倾的主要原因。第三，雨水浸入、拉筋腐蚀及加筋土受力性能下降。根据对加筋土结构研究情况的分析，建桥时国内对于该种结构的应用和研究虽较为成熟，但对于水的不利影响、加筋土组合结构的长期变形、受力性能以及拉筋(筋带)材料的长期防腐还有考虑不周之处，水的影响以及加筋土组合结构的受力性能至今仍在不断地探索与研究之中。从目前对该桥挡墙前倾调查情况来看，前倾位移的量值明显偏大，对挡墙局部的受力和耐久性都形成了非常不利的影响，前倾后与台身立柱相碰，进而逐渐对立柱形成纵向推力，对立柱的受力也形成不利影响。根据以往的工程检测经验，加筋土挡墙的病害大部分是加筋土挡墙的墙面发生局部变形或整体变形，严重时会引起局部或整体倾覆、垮塌，因此，该桥挡墙所存在的局部侧倾、侧鼓现象不容忽视，须及时进行处理。

4 处治建议

加筋土挡墙是一种对地基承载力要求低、经济性强的支护结构，从20世纪60年代开始使用，至今已发展和应用得较为成熟。但其间也发生了很多垮塌事件，绝大部分在暴雨条件下发生。因此，该种结构出现外倾现象后，加筋土体的受力性能已经降低，虽然该桥发生前倾的挡墙位于桥下，不至于在大暴雨条件下突然塌落，但由于水和其他腐蚀物质的浸入、桥面车辆荷载的反复作用，加筋土体的材料性能、受力性能会缓慢降低，最终可能导致局部塌落，影响上部结构的受力安全。经分析，可采用挡墙支护和预应力锚杆加固两种方式，挡墙进行支护是一种被动支护方式，而预应力锚杆是对前倾的前墙进行主动加固，两种加固方式各有优缺点：A.挡墙支护。采用挡墙支护可参照侧面支护挡墙的构造，限制挡墙的水平位移。根据设计图纸上新建挡墙的构造，挡墙体量较大且可能由于地质条件不好，挡墙板基以下需打桩。因此，采用挡墙支护时对原桥台有较大的扰动，并且由于台身立柱的干扰，支护范围仅能有效地局限于两根立柱中间。通过有效地支护，前倾的挡墙可以维持现状。B.预应力锚杆加固。采用预应力锚杆进行挡墙加固国内已有多处先例，加固效果也得到了肯定，预应力锚杆结合横梁或格构进行主动加固，工程量和对原结构的扰动远小于挡墙支护方式，工期也相对较短，但其对设计和施工的要求较高：a.原加筋土挡墙组合材料的性能、填土密实度不详，给预应力筋数量和张拉力的准确计算带来困难，可能要进行一定的检测试验。b.为确保主动加固的整体效果和有效性，后浇混凝土横梁或采用型钢横梁与原挡墙面板、土体的黏结性能要求较高。c.施工技术水平要求较高。

5 结语

从技术特点的角度来看，采用预应力锚杆加固能够主动改善挡墙整体和局部的抗倾覆能力，也可起到改善加筋土填料受力性能的作用，对于存在局部外倾的挡墙，其可局部加密布置，灵活性较好。从经济性的角度来看，该方法回避了基础处理、打桩等问题，具有较强的经济性且工期短、交通影响小。因此，推荐采用预应力锚杆对原加筋土挡墙进行加固[3]。

[1] 何光春.加筋土工程设计与施工[M].北京:人民交通出版社，2000.

[2] 常方强，涂帆.加筋土挡墙的可靠性分析[J].工业建筑，2005，35(01):53-55.

[3] 孟莉敏，鄢贵权.路堤加筋土挡墙变形分析与研究[J].土工基础，2007，(03):121-122.

StudyonthereinforcedearthretainingwallfaultsandreinforcementoftrafficbridgeatWujieqiaoportofZhangjiagang

WANG Jian-qiang

(Jiangsu Huaiyin Water Conservancy Construction Co., Ltd., Huaian 223002, China)

Combining with the site investigation, the causes of the disease were analyzed and two kinds of reinforcement methods were proposed, including retaining wall support and prestressed anchor reinforcement. Prestressed anchor reinforcement method was selected from technical and economical aspects, which has a guiding significance to the same kind of engineering.

Wujieqiao Port of Zhangjiagang; Reinforced earth retaining wall; Disease analysis; Forward leaning; Retaining wall support; Prestressed anchor

U417.1

B

1674-8646(2017)20-0106-02

2017-08-26

王坚强(1979-)，男，学士，工程师。