挡土墙施工及加固技术PPT课件

，1，挡土墙加固和施工技术，2、挡土墙的作用挡土墙是各类工程中常见的支撑结构形式，具有结构简单、占地空间小、施工简便、成本低等优点。目前，它广泛应用于公路、铁路、城市建设，以及大坝建设、河床整治、港口工程、水土保持、土地规划、滑坡防治等领域。概述，3，挡土墙的分类挡土墙根据其结构特征，(1)重力式挡土墙；(2)悬臂式挡土墙；(3)臂式挡土墙；(4)支撑挡土墙；(5)锚板挡土墙；(6)板桩墙挡土墙；(7)加筋土挡墙。概述，4，挡土墙存在问题的挡土墙的主要荷载为土压力和相关外来荷载，使用时间越长，挡土墙的稳定性就会减弱，甚至会出现各种程度的不稳定性现象。特别是频繁的外负荷和地震、水灾等自然因素引起的挡土墙不稳定性现象尤为突出。道路交通建设几乎有所有的横档大桥，山区公路上还建有挡土墙。动态载荷下挡土墙的不稳定性越来越严重。例如，概述，建于5、80年代的滨州黄河大桥南北连接的挡土墙，墙高6米，1991年开始挡土墙逐渐变形，墙向外倾斜，到1997年为止，墙最大变形达到280毫米，南接线西部发生崩塌事故，严重威胁了整个大桥的交通安全。概述，从6，1990年前后的104国道边界河高架桥建设初期开始，发生了轻微的墙移动。从1997年开始，墙的外北变形加剧，到2000年6月，墙最大位移量达到100mm，绝对位移量超过200mm，道路发生部分纵向裂缝，墙的顶板开始脱落，墙整体不稳定，有进一步加剧的趋势。概述，7、位于山东省淄博市内的心点大桥、纵长600米的挡土墙都有不同程度的偏僻和偏僻鼓，局部外口多150毫米，严重威胁着公路运输的安全。概述，8，2001年9月27日，洛阳-三门峡高速公路k40940-k105 100段斜坡挡土墙，突然与斜坡一起滑下，山体滑坡12万m3以上，半地下层平均下陷深度5米，原开通时间推迟了3个多月。京沪高速公路(华临港)挡土墙在建设过程中发生了多种程度的侧滑现象，需要重新设计和加固。概述，9，图1中不稳定的加筋土挡墙，概述，10，图2中的不稳定斜坡挡土墙，概述，11，图3中倒塌的重力维持墙，概述。12，图4中倒塌的边坡保护屏障，概述，13，图5所示，3线倒塌的斜坡挡土墙，概述，14，这表明挡土墙的失稳问题具有普遍性，而不是一个例子。山东省内20多个各种挡土墙表现出多种程度的不稳定性。国内同类建设达数百起，中摆有可能导致翻墙、交通中断、人员伤亡严重的事故。因此，如何在设计和施工阶段应用有效的工程措施，消除挡土墙的不稳定性是交通安全的重大工程课题。概述，15、不稳定挡土墙的加固方法主要包括预应力锚杆、重力翼墙、后扶手墙、喷射混凝土和预应力锚杆的联合加固、加筋喷射混凝土和预应力锚杆的联合加固等。概述，16，由于实际工程中挡土墙接受的外部荷载环境、回填特性和挡土墙类型不同，因此结构不稳定的原因和使用的加固方法以及为相同方法选择的加固参数不同，因此，对问题的研究必须适合。目的在对特定类型挡土墙不稳定性的实践中进行比较系统研究，了解其不稳定性机制，选择可行的加固方法，在理论和实践中证明其可行性并促进应用。，概述，17、不稳定特性调查结果显示，加强地球保持墙建设时代，应用对象，甚至特定设计参数不同，但基本结构相似，不稳定具有共同特征：1、墙外鼓包。这种现象约占70%，主要是加筋土挡墙失稳的基本特征和原因分析。18，(a)弧外部鼓(图6a)。据调查，在现有加筋土挡土墙运行5年以上的国家，各墙外鼓出现了多种形式，路两边扶手向内，墙越高，外北现象越严重，外北位移最大的地方一般发生在地面高度的三分之二处。(b)S形外部鼓(图6b)。不是孤立的，通常还伴随着G104街高架路等弧外鼓，其主要特点是整体仍是弧外鼓，但墙中下部发生了另一种外拉德现象。加筋土挡墙失稳的基本特征及原因分析，19，2，外墙坡度(图6c)。这种现象约占30%，主要特征是整面墙外坡、路边扶手外径(滨州黄河大桥北线东墙等)。路面裂开了。所有出现不稳定现象的加筋土挡土墙一般与纵向裂缝一起，严重时有5-20mm的裂缝宽度，路面是否有裂缝是判断墙整体不稳定性的最重要特征。4、断开腱和面板，使墙面板的一部分滑动。加筋土挡墙失稳的基本特征及原因分析，20，加筋土挡墙失稳的基本特征和原因分析，(a)(b)(c)图6加筋土挡墙失稳特性图，21、原因分析加强地球保持墙是国内外广泛使用的成熟技术，我国也开发了相应的设计和施工代码(JTJ015-90)。但是加筋土挡土墙在工程初期或运行一段时间后，继续发生轻微变形，发展为严重的不稳定性变形，为什么呢？综合分析后，分析了外部和内部原因，即加筋土挡墙失稳的基本特征和原因。22，1、外部原因(a)，我国大规模建设加筋土挡墙期间，交通流量比现在少得多。例：滨州黄河大桥81年前平均每天3085辆交通，到2000年增加到14890辆。山东省G104系江高架桥完工初期(1989年)，日平均交通量为2168辆，到2000年达到7645辆，大型运输车辆增加，超载严重的情况下(最大手推车超过100吨)，道路移动负荷急剧增加，在设计上超过了路基的承载能力。加筋土挡墙失稳的基本特征及原因分析，23，(b)通常是高交通流，相对高动态载荷段，墙变形通常受主要动态载荷的影响，由于严重的外部坡度不稳定性，顶部钢筋断裂，面板脱落。(三)工程质量不高。特别是早期的填方不足，钢筋松动，钢筋的材料选择不当或不合格。另外，这可能是引起加筋土挡土墙不稳定性的外部原因。加筋土挡墙失稳的基本特征及原因分析，24，2，内部原因(a)车辆动态载荷产生的横向压力沿垂直方向跟随副尼克解决方案。也就是说，弹性母模仁空间中作用的压力具有很小的应力分布，而作用中的土压力最小的大小，即地面高度的三分之二重叠，形成最大的外部推力。因此，壁鼓是必然的。但是，外部鼓不一定不稳定，只要外部推力不超过钢筋的抗拉强度，墙仍能保持相对稳定，判断挡土墙是否不稳定的最可靠的外部标准是路面是否开裂，面板是否脱落。加筋土挡墙失稳的基本特征及原因分析，25，(b)加筋土挡墙的加固材料是动态载荷下阻力较慢的韧性塑性材料，在动态载荷下阻力速度延迟，不能及时提供对动态载荷引起的土壤破坏的阻力。在很多情况下，筋失败不是本身强度不足，阻力速度没有动态载荷增加快，土瞬间变形超限破坏，导致墙填方不稳定。，加筋土挡墙失稳的基本特征及原因分析，26，(c)壁充填本身的强度极低，存在初始塑性变形区域时，动态载荷的急剧增加可能导致原始塑性区域的进一步扩大和开发，导致时间的积累和变形的叠加，即挡土墙内部发生整体永久性破坏。加筋土挡墙失稳的基本特征及原因分析，27、案例杰河高架桥加筋土挡墙失稳及加固处理。28、界河高架桥加强地球保持墙不稳定性和加固处理，工程背景界河高架桥建设1990年，从建设初期开始发生了一些墙倾卸。从1997年开始，外部鼓的变形逐渐加剧，到2000年6月为止，最大位移的相对值达到100毫米，绝对值超过200毫米，路面部分发生纵向裂缝，两侧防护罩内部，上部面板部分脱落，墙整体不稳定，有进一步加深的明显倾向。29，图7显示了不稳定加筋土挡墙、界河高架桥加筋土挡墙失稳和加固处理、30、工程对策1，必须满足的前提条件不稳定，如果加强地球挡墙最简单的处理方法是增加重力保持墙作为墙外压力或外部支撑，但这将导致加强地球挡墙主要优点的损失，巨大的工作，还需要取得土地，除非紧急救援，否则不采用此方案。界河高架桥加固地球挡墙的失稳及加固处理，31、(a)不能破坏原有项目的基本结构，实施完全保持加筋土挡墙现有优越性的加固方案，不会影响功能的使用。(二)在不影响主包装安全运行的情况下，可以正常进行加固工程。(三)建设工程要比较简单，施工成本和工期不能高于其他加固方案。杰河高架桥加固地球挡墙失稳加固处理，32，2、重复分析比较可用的工程程序，同时满足上述条件的计划实际上很小：首先，它必须是现有的技术；其次，可以有效地抑制或减少壁变形。第三，具有可靠的效果和持续性。如何选择和确定由多种通用技术组成的非常普遍有效的技术组合是解决不稳定的加筋土挡土墙加固问题的最大问题。杰河高架桥加固地球挡墙失稳加固处理，33，(a)主要方案是理想的，通过切断墙对应面板完全替换钢筋、张力锁、原始腱的特殊过程(图8a)。目前，由于国内钻孔设备和技术的限制，钻孔并不容易。可以分成两侧钻孔，并安装预应力锚而不是拉钢筋，这样钻孔问题就容易解决，同时保持电子技术的精髓，是可行的技术方案(图8b)。界河高架桥加强地球保持墙不稳定性加强处理。34，界河高架桥加固地球挡墙失稳加固处理，(a)(b)图8主要程序图。35，(b)选定程序将混凝土(锚网)层喷射到墙表面，使分散的嵌板预制块从单个整体变为整体，因此墙表面的任何力都可以分布在“一个”而不是“一个”上。整个喷层相当于一个大轴承垫，整个外墙可以合并成一个，从而大大提高其抗弯、抗剪和整体承载能力，杰河高架桥加筋土挡墙失稳和加固处理。36、将1-3列预应力锚杆冲击墙侧墙，有效抑制墙的变形。在锚杆安装过程中，利用“逐层多高压注浆预应力锚固技术”实施多层注浆，可以通过土体变形加固墙本身，提高预应力锚杆的承载力。解河高架桥加固地球挡墙失稳加固处理，37，3，需要克服的主要技术问题(a)凿孔问题。地下土质本来是没有的土，但用土石的杂笔在这种杂土上钻孔是很困难的，因此，是否形成正常的洞是选择方案正常实施的关键和前提。(b)预应力锚杆。在岩层上安装永久预应力锚杆或在现有土壤上安装永久预应力锚杆已经是国内外现有的技术，但在人工吉他填充层上实施该技术还存在很多技术问题需要解决。即解河高架桥的加筋土挡土墙失稳和加固处理。38，预应力锚杆预应力值的衰减特性，最终稳定预应力值是多少？可以使用哪些技术改进和永久保留设计预应力值？如何确定预应力锚杆的设计参数，例如锚杆的长度、直径、密度等。解河高架桥加固地球挡墙失稳加固处理，39，(c)锚喷网络。方案表明，锚喷层与面板相结合设计，可以达到预期效果，如何实现？(d)灌浆。在填土中灌浆，浆液可以按预期分层，有效扩散到设计范围。在不破坏路面和墙本身的前提下，确定灌浆参数，实施高压灌浆的方法；灌浆对最终加固效果的影响程度、作用方式等。所有这些问题都必须通过实验和现场工程实践来回答。解河高架桥加固地球挡墙失稳加固处理，40、建设过程中确定的加筋土挡墙加固方案主要由锚喷、注浆和预应力锚固三种现有技术组成。这三种技术已经在国内外岩土工程领域得到了广泛的应用，但在加强加筋土挡土墙方面的应用尚属国内外首次。由于加固对象的特殊性，必须满足设计要求，保证完善的加固效果。界河高架桥加固地球挡墙失稳及加固处理，41，1，壁锚喷涂网格为挡土墙外墙，主筋10910钢筋，网格长度1000mm1000mm，辅助筋1096.5钢筋，网格角度150mm150mm。在主筋的每个节点上安装连接锚。16螺柱钢，锚固深度500mm和主筋焊接连接。在整个外墙上喷射80mm厚的混凝土，标签C25。杰河高架桥加筋土挡土墙失稳及加固处理，42，杰河高架桥加筋土挡土墙失稳及加固处理，图9壁喷钢筋混凝土设计图。43，2，工程对策首先进行理论分析，基本确定问题的根本原因，根据情况设计各种不同的实验，从根本上解决：(a)合理比例。通过现场喷射试验，确定了最适合喷射对象的喷射材料的混合比。即水泥：砂：石：水：速调剂=1:333636.4:0.025(重量比)。解河高架桥加固地球挡墙失稳加固处理，44，(b)逐层湿式喷雾。实验发现，如果单个喷射层不大于40mm，则喷射层不会从墙面分离。超过40mm后，各个扇区可能会出现轻微的分离。(c)部分雨后。钢筋以与单个层相同的参数添加到每个预应力锚固码头周围。在各锚固桥墩周围的1m2范围内，喷射层增加到150毫米(双层钢丝网)，完全消除了局部荷载引起的喷射层裂缝。解河高架桥加固地球挡墙失稳加固处理，45、杰河高架桥加筋土挡墙失稳加固处理，图10挂网和喷涂，46、(d)阶段性维护。每次喷射完成后，进行一次硬化(注水)，将壁强度提高到设计值的40%，进行下一次循环喷射和硬化，直到达到所需厚度。实验证明，分层喷雾、分期护理可以完全消除维护引起的喷雾层裂纹问题。解河高架桥加固地球挡墙失稳加固处理，47，3，其他常见工程措施(a)连接螺栓安装7655气腿凿岩机，光圈50mm，孔深度500mm，垂直钻入墙。钻孔内注入水泥砂浆。首先，在孔底放入灌浆管，与砂浆注入一起慢慢拉动灌浆管，确保砂浆注入已满。注入纸浆后，立即插入连接锚，连接锚由16螺柱钢预制，外露端有钩，可与主筋相交。，界河高架桥加固地球挡墙失稳及加固处理，48，(b)钢筋网布局：以1000mm1000mm网格布置主钢筋网，钢筋网交点和锚钉与钢筋网触点的焊接连接，焊接点位置与墙面的距离