加筋土擋土墻在投入使用5~10年以后，會(huì)出現(xiàn)不同程度的失穩(wěn)現(xiàn)象。因此掌握加筋土擋土墻失穩(wěn)的發(fā)展過程、變形特征和內(nèi)在機(jī)理，確定可永久消除其失穩(wěn)現(xiàn)象的合理有效加固方案并予以實(shí)施，是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)意義的技術(shù)研究。
一、失穩(wěn)特征及原因分析
1、失穩(wěn)特征
據(jù)調(diào)查，加筋土擋土墻雖然建設(shè)年代不同，應(yīng)用對(duì)象甚至具體的設(shè)計(jì)參數(shù)也不盡相同，但由于基本結(jié)構(gòu)是相似的，因此其失穩(wěn)特征都具有共同的特征：（1）墻體外鼓。這種現(xiàn)象約占70%，主要有以下兩種形式：一是弧形外鼓。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全國(guó)現(xiàn)有的加筋土擋土墻運(yùn)行5年以上的，都不同程度地出現(xiàn)了墻體外鼓，路面兩側(cè)護(hù)欄內(nèi)傾，且墻體越高，外鼓現(xiàn)象越嚴(yán)重，外鼓位移處一般發(fā)生在離地面高度的2/3處。二是S形外鼓。這種現(xiàn)象不是孤立存在的，一般伴隨著弧形外鼓出現(xiàn)，其主要特征是：總體仍屬于外鼓失穩(wěn)，但在墻體中下部又出現(xiàn)另一外鼓現(xiàn)象。（2）墻體外傾。這種現(xiàn)象約占30%，特征是墻體整體外傾，路邊護(hù)欄外傾。（3）路面開裂。所有出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象的加筋土擋土墻，一般都伴隨著路面縱向開裂，嚴(yán)重者裂縫寬度達(dá)5~10mm，路面有無%考試大%裂縫，是判別墻體是否整體失穩(wěn)的最主要的特征。（4）拉筋與面板脫離，造成墻面板局部單塊滑落。
2、原因分析
加筋土擋土墻是國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用的成熟技術(shù)，但為什么加筋土擋土墻在運(yùn)行一定時(shí)期后相繼發(fā)生了輕微變形以至發(fā)展成嚴(yán)重失穩(wěn)變形？經(jīng)綜合分析，其存在著外在和內(nèi)在兩方面的原因：
（1）外在原因
a.我國(guó)大規(guī)模建設(shè)加筋土擋土墻時(shí)期，交通流量遠(yuǎn)不及現(xiàn)在大。大型運(yùn)輸車輛增多，超載嚴(yán)重（車貨總量超過100噸），直接導(dǎo)至路面動(dòng)荷載劇增，超過了原設(shè)計(jì)路基的承載能力。
b.對(duì)于一般車流量很大，動(dòng)荷載相對(duì)較高的路段，墻體變形一般主要受動(dòng)荷載的影響，出現(xiàn)嚴(yán)重的外傾失穩(wěn)，造成頂層拉筋斷裂、面板脫落。
c.施工質(zhì)量不高，尤其是初期填方不實(shí)，拉筋松弛或拉筋材料不適當(dāng)甚至不合格。
（2）內(nèi)在原因
a.車輛動(dòng)荷載所引起的側(cè)壓力沿垂直方向遵從布西涅期克（Bossnisq）解，即在彈性半空間體上作用———壓力，其應(yīng)力分布是上大下小，而主動(dòng)土壓力是下小上大，二者作用迭合，即在離地面度高的2/3處形成的推力。而設(shè)計(jì)拉筋又沒有設(shè)計(jì)相對(duì)的匹配強(qiáng)度，因此，墻體外鼓是必然的。當(dāng)然，外鼓不一定失穩(wěn)，只要外推力不超過拉筋的抗拉強(qiáng)度，墻體仍可保持相對(duì)穩(wěn)定，而判別是否失穩(wěn)的最明確的外在標(biāo)準(zhǔn)是路面是否開裂及面板是否脫落。
b.原加筋土擋土墻的加筋材料為增阻遲緩的柔塑性體，在動(dòng)荷載作用下增阻滯后，不能及時(shí)提供阻力以抵御動(dòng)載對(duì)土體的破壞作用。在許多情況下，拉筋失效并非是本身強(qiáng)度不夠，而是增阻速度不及動(dòng)載的增載速度，土體因瞬間變形超限而破壞，從而導(dǎo)致墻體墻方失穩(wěn)。因此，拉筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)必須考慮其增阻性能與動(dòng)載作用的匹配。
c.墻體內(nèi)的填土本身強(qiáng)度很低，建成時(shí)存在著初始塑性變形區(qū)，動(dòng)荷載劇增即可誘發(fā)原有塑性區(qū)的進(jìn)一步擴(kuò)大的發(fā)展，隨著時(shí)間的積累和變形增加，即可能在擋土墻內(nèi)部出現(xiàn)整體和永久的破壞。
二、主要工程對(duì)策
1、必須滿足的前提條件
對(duì)于失穩(wěn)加筋土擋土墻的加固方案，最簡(jiǎn)單處理方法是在墻體外側(cè)壓上或附加一個(gè)重力擋墻作為外支撐，但這將直接導(dǎo)至加筋土擋土墻的主要優(yōu)越性喪失。不但工程量巨大，又需要重新征地，除非緊急搶險(xiǎn)，采用的加固方案必須滿足以下條件：（1）不能破壞原工程結(jié)構(gòu)，所實(shí)施的加固方案要保留原加筋土擋土墻的優(yōu)越性，又要保證不影響其使用功能。（2）在不影響主路面安全運(yùn)行的前提下能正常進(jìn)行加固施工。（3）施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，工程造價(jià)及施工工期不能高于其他加固方案。
2、可采用的工程方案
經(jīng)分析比較，能同時(shí)滿足上述條件的方案范圍很?。菏紫缺仨毷浅Ｒ?guī)技術(shù)；二是能夠有效抑制或減少墻體變形；三是具有可靠的有效性和持久性。如何選擇并確定這樣一個(gè)由多項(xiàng)常規(guī)技術(shù)構(gòu)成又非常規(guī)的有效技術(shù)組合，是解決加固問題的關(guān)鍵。主要方案如下：
（1）理想的方案是通過一種特殊的工藝，將墻體對(duì)應(yīng)面板鑿川，穿上鋼筋，對(duì)拉鎖定，完全取代原有的拉筋。（2）由于國(guó)內(nèi)目前鑿孔設(shè)備及技術(shù)所限，對(duì)穿鑿孔不易實(shí)現(xiàn)?？筛臑閮蓚?cè)分別鑿孔，并安裝預(yù)應(yīng)力錨桿以代替對(duì)拉鋼筋，這樣鑿孔問題易解決，同時(shí)又保護(hù)了前者的技術(shù)精髓，是可實(shí)施的技術(shù)方案。（3）由于加筋土擋土墻墻體是由單個(gè)面板構(gòu)成的，面板預(yù)制塊與塊之間沒有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，相對(duì)孤立存在，單塊面板不僅難以承載施加的預(yù)應(yīng)力，而且會(huì)造成墻%考試大%面的不均勻變形。要解決該問題，必須考慮在墻表面噴射一層砼，使分散的面板預(yù)制塊由單體變成整體，這樣可保證在墻表面任何一點(diǎn)加力都能將力分布在“一片”而不是“一塊”上，整個(gè)噴層相當(dāng)于一個(gè)大承力墊板，整個(gè)外墻成為一個(gè)整體，可大大提高其抗彎、抗剪和整體承載能力。
3、需要克服的主要技術(shù)難題
（1）鑿孔問題。由于路基填土為非原狀土，而是由土石組成的雜填土，在這樣的雜土中鉆孔十分困難，能否正常成孔是選定方案正常實(shí)施的關(guān)鍵和前提。（2）預(yù)應(yīng)力錨桿。雖然在巖石層中或在原狀土層中安裝永久預(yù)應(yīng)力錨桿在國(guó)內(nèi)外已是常規(guī)技術(shù)，而在人工雜填土中實(shí)施該項(xiàng)技術(shù)卻有許多沒有解決而又必須解決的技術(shù)難題。（3）注漿。在填土中注漿，漿液能否按預(yù)想在設(shè)計(jì)范圍分層有效擴(kuò)散，如何在保證不破壞路面和墻體本身的前提下確定注漿參數(shù)，實(shí)施高壓注漿；注漿對(duì)最終加固效果影響有多大，作用如何，等等。這些問題必須通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和工程實(shí)踐有針對(duì)性的進(jìn)行解決。
一、失穩(wěn)特征及原因分析
1、失穩(wěn)特征
據(jù)調(diào)查，加筋土擋土墻雖然建設(shè)年代不同，應(yīng)用對(duì)象甚至具體的設(shè)計(jì)參數(shù)也不盡相同，但由于基本結(jié)構(gòu)是相似的，因此其失穩(wěn)特征都具有共同的特征：（1）墻體外鼓。這種現(xiàn)象約占70%，主要有以下兩種形式：一是弧形外鼓。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全國(guó)現(xiàn)有的加筋土擋土墻運(yùn)行5年以上的，都不同程度地出現(xiàn)了墻體外鼓，路面兩側(cè)護(hù)欄內(nèi)傾，且墻體越高，外鼓現(xiàn)象越嚴(yán)重，外鼓位移處一般發(fā)生在離地面高度的2/3處。二是S形外鼓。這種現(xiàn)象不是孤立存在的，一般伴隨著弧形外鼓出現(xiàn)，其主要特征是：總體仍屬于外鼓失穩(wěn)，但在墻體中下部又出現(xiàn)另一外鼓現(xiàn)象。（2）墻體外傾。這種現(xiàn)象約占30%，特征是墻體整體外傾，路邊護(hù)欄外傾。（3）路面開裂。所有出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象的加筋土擋土墻，一般都伴隨著路面縱向開裂，嚴(yán)重者裂縫寬度達(dá)5~10mm，路面有無%考試大%裂縫，是判別墻體是否整體失穩(wěn)的最主要的特征。（4）拉筋與面板脫離，造成墻面板局部單塊滑落。
2、原因分析
加筋土擋土墻是國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用的成熟技術(shù)，但為什么加筋土擋土墻在運(yùn)行一定時(shí)期后相繼發(fā)生了輕微變形以至發(fā)展成嚴(yán)重失穩(wěn)變形？經(jīng)綜合分析，其存在著外在和內(nèi)在兩方面的原因：
（1）外在原因
a.我國(guó)大規(guī)模建設(shè)加筋土擋土墻時(shí)期，交通流量遠(yuǎn)不及現(xiàn)在大。大型運(yùn)輸車輛增多，超載嚴(yán)重（車貨總量超過100噸），直接導(dǎo)至路面動(dòng)荷載劇增，超過了原設(shè)計(jì)路基的承載能力。
b.對(duì)于一般車流量很大，動(dòng)荷載相對(duì)較高的路段，墻體變形一般主要受動(dòng)荷載的影響，出現(xiàn)嚴(yán)重的外傾失穩(wěn)，造成頂層拉筋斷裂、面板脫落。
c.施工質(zhì)量不高，尤其是初期填方不實(shí)，拉筋松弛或拉筋材料不適當(dāng)甚至不合格。
（2）內(nèi)在原因
a.車輛動(dòng)荷載所引起的側(cè)壓力沿垂直方向遵從布西涅期克（Bossnisq）解，即在彈性半空間體上作用———壓力，其應(yīng)力分布是上大下小，而主動(dòng)土壓力是下小上大，二者作用迭合，即在離地面度高的2/3處形成的推力。而設(shè)計(jì)拉筋又沒有設(shè)計(jì)相對(duì)的匹配強(qiáng)度，因此，墻體外鼓是必然的。當(dāng)然，外鼓不一定失穩(wěn)，只要外推力不超過拉筋的抗拉強(qiáng)度，墻體仍可保持相對(duì)穩(wěn)定，而判別是否失穩(wěn)的最明確的外在標(biāo)準(zhǔn)是路面是否開裂及面板是否脫落。
b.原加筋土擋土墻的加筋材料為增阻遲緩的柔塑性體，在動(dòng)荷載作用下增阻滯后，不能及時(shí)提供阻力以抵御動(dòng)載對(duì)土體的破壞作用。在許多情況下，拉筋失效并非是本身強(qiáng)度不夠，而是增阻速度不及動(dòng)載的增載速度，土體因瞬間變形超限而破壞，從而導(dǎo)致墻體墻方失穩(wěn)。因此，拉筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)必須考慮其增阻性能與動(dòng)載作用的匹配。
c.墻體內(nèi)的填土本身強(qiáng)度很低，建成時(shí)存在著初始塑性變形區(qū)，動(dòng)荷載劇增即可誘發(fā)原有塑性區(qū)的進(jìn)一步擴(kuò)大的發(fā)展，隨著時(shí)間的積累和變形增加，即可能在擋土墻內(nèi)部出現(xiàn)整體和永久的破壞。
二、主要工程對(duì)策
1、必須滿足的前提條件
對(duì)于失穩(wěn)加筋土擋土墻的加固方案，最簡(jiǎn)單處理方法是在墻體外側(cè)壓上或附加一個(gè)重力擋墻作為外支撐，但這將直接導(dǎo)至加筋土擋土墻的主要優(yōu)越性喪失。不但工程量巨大，又需要重新征地，除非緊急搶險(xiǎn)，采用的加固方案必須滿足以下條件：（1）不能破壞原工程結(jié)構(gòu)，所實(shí)施的加固方案要保留原加筋土擋土墻的優(yōu)越性，又要保證不影響其使用功能。（2）在不影響主路面安全運(yùn)行的前提下能正常進(jìn)行加固施工。（3）施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，工程造價(jià)及施工工期不能高于其他加固方案。
2、可采用的工程方案
經(jīng)分析比較，能同時(shí)滿足上述條件的方案范圍很?。菏紫缺仨毷浅Ｒ?guī)技術(shù)；二是能夠有效抑制或減少墻體變形；三是具有可靠的有效性和持久性。如何選擇并確定這樣一個(gè)由多項(xiàng)常規(guī)技術(shù)構(gòu)成又非常規(guī)的有效技術(shù)組合，是解決加固問題的關(guān)鍵。主要方案如下：
（1）理想的方案是通過一種特殊的工藝，將墻體對(duì)應(yīng)面板鑿川，穿上鋼筋，對(duì)拉鎖定，完全取代原有的拉筋。（2）由于國(guó)內(nèi)目前鑿孔設(shè)備及技術(shù)所限，對(duì)穿鑿孔不易實(shí)現(xiàn)?？筛臑閮蓚?cè)分別鑿孔，并安裝預(yù)應(yīng)力錨桿以代替對(duì)拉鋼筋，這樣鑿孔問題易解決，同時(shí)又保護(hù)了前者的技術(shù)精髓，是可實(shí)施的技術(shù)方案。（3）由于加筋土擋土墻墻體是由單個(gè)面板構(gòu)成的，面板預(yù)制塊與塊之間沒有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，相對(duì)孤立存在，單塊面板不僅難以承載施加的預(yù)應(yīng)力，而且會(huì)造成墻%考試大%面的不均勻變形。要解決該問題，必須考慮在墻表面噴射一層砼，使分散的面板預(yù)制塊由單體變成整體，這樣可保證在墻表面任何一點(diǎn)加力都能將力分布在“一片”而不是“一塊”上，整個(gè)噴層相當(dāng)于一個(gè)大承力墊板，整個(gè)外墻成為一個(gè)整體，可大大提高其抗彎、抗剪和整體承載能力。
3、需要克服的主要技術(shù)難題
（1）鑿孔問題。由于路基填土為非原狀土，而是由土石組成的雜填土，在這樣的雜土中鉆孔十分困難，能否正常成孔是選定方案正常實(shí)施的關(guān)鍵和前提。（2）預(yù)應(yīng)力錨桿。雖然在巖石層中或在原狀土層中安裝永久預(yù)應(yīng)力錨桿在國(guó)內(nèi)外已是常規(guī)技術(shù)，而在人工雜填土中實(shí)施該項(xiàng)技術(shù)卻有許多沒有解決而又必須解決的技術(shù)難題。（3）注漿。在填土中注漿，漿液能否按預(yù)想在設(shè)計(jì)范圍分層有效擴(kuò)散，如何在保證不破壞路面和墻體本身的前提下確定注漿參數(shù)，實(shí)施高壓注漿；注漿對(duì)最終加固效果影響有多大，作用如何，等等。這些問題必須通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和工程實(shí)踐有針對(duì)性的進(jìn)行解決。