浅析挡土墙结构形式、倒塌机理及加固措施

浅析挡土墙结构形式、倒塌机理及加固措施

挡土墙是指为抵抗土体的侧压力，防止路基填土或山坡岩土体坍塌而修建的一种工程结构。

挡土墙广泛应用于交通、桥梁、建筑基础、水利、港口等生命线工程。随着我国经济的快速发展，各类生命线工程建设规模越来越大，挡土建筑数量不断增多。在使用过程中，挡土墙经常发生倒塌。墙体倒塌通常会给行人、过往车辆梁及公共财产安全造成重大损失，应引起足够重视。

本文简要分析了挡土墙的主要构造形式、倒塌机理及加固措施，为挡土墙的设计施工、日常使用、加固重建等提供技术依据。

01 挡土墙结构形式

挡土墙常见的结构形式有重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚式挡土墙、桩板式挡土墙等。

姓名

结构类型

特征

传奇

重力式挡土墙

通常是用石头、砖块或素混凝土砌成，靠挡土墙本身的重力来保持稳定，通常用于较低的挡土墙。

结构简单，要求地基承载力较高。

悬臂式挡土墙

它多为钢筋混凝土结构，其稳定性主要靠墙踵处悬臂上方土体的重力来维持，悬臂部分的拉应力则由钢筋承担。

截面尺寸较小，施工方便，对地基承载力要求相对较低。

扶壁挡土墙

当挡土墙高度较高时，为了增加悬臂的抗弯刚度，沿墙纵向长度每隔一定距离设置扶壁，称为扶壁挡土墙。

工程工作量较小，工序较悬臂式复杂。

锚固挡土墙

由柱、墙板、锚杆三部分组成的轻型支护结构。

结构轻便灵活，施工体积小，成本低。

桩板挡土墙

由桩和混凝土挡土板组成的填坡支护结构。

适用于土压力大、地基较深的地区

加筋挡土墙

它由填料、填料内钢筋和墙板三部分组成，通过填料与钢筋间的摩擦力，减小土体对土体的侧压力，达到稳定土体的作用。

外形美观、占地面积小、地基适应性强

02 坍塌机理分析

挡土墙因抗滑、抗倾覆及地基承载力未达标而发生倒塌。

（1）防滑性能不满意

— 挡土墙压力；

—基底摩擦系数

G1—墙体每延米重量；G2—底板每延米重量；G3—墙跟板宽度内土体每延米重量

（2）防倾覆不满足

Mr——抗倾覆力矩；Ms——倾覆力矩

（3）地基承载力不满足

fa——修正后的低位承载力特征值。

抗倾覆坍塌 滑落后坍塌

03 影响挡土墙损坏的因素

（1）地基承载力不足

当挡土墙底部存在不良地质条件或地基填筑深度不符合要求时，地基承载力就会受到影响。受外力影响而出现地基空鼓、基底失稳、墙角下沉等变化，会改变墙体原有的受力平衡状态。在不断变形过程中，当墙体的抗剪强度和墙底抗滑移能力不足以抵抗外力时，就会发生失稳破坏。

（2）地质调查工作不精准

边坡及地基土的地质结构、土类型参数未准确确定，不能准确计算边坡的潜在滑动范围，在滑体上修建挡土墙，会造成墙体倾覆、破坏。

（3）墙后超载

墙后土体荷载过大，产生过大的主动土压力，使墙体倾覆。在一些路基边坡防护工程中，由于过多的车辆和重荷载日复一日地作用在边坡上，路基难免会变形破坏。推力不断作用在墙体上，产生塑性变形。久而久之，墙体就会超载而膨胀、坍塌等破坏。

（4）墙体排水不良

墙后土体无排水孔或排水措施不完善，随着雨水渗入土体，填土自重增加，使墙后主动土压力和水压力增大，挡土墙重力形成的稳定矩不足以克服墙后总水平荷载的倾覆矩，造成挡土墙倾覆变形破坏。

（5）墙体配筋不足

设计或施工过程中，墙体截面配筋不足，特别是墙体预埋端弯曲段配筋不足，墙体在土体等外荷载作用下，容易发生倾覆。

（6）基础截面尺寸不足

基础尺寸相对不足，导致基础沉降不均匀，抗滑移能力不足。

（7）壁厚不足

在较大的水平荷载作用下，结构将发生剪切破坏。

（8）墙后土体不够密实

未经压实处理的松散填土，抗剪强度、黏聚力、内摩擦角均较小，墙后土体滑动面与水平面的夹角较小，松散填土的主动土压力系数较压实填土的要大。

（9）突然的外力

由于不可抗力的碰撞、地震或大雨等恶劣工作条件的影响，墙体不能抵抗损坏。

04 加固建议

（1）卸荷。通过卸荷（减坡）减少墙后土压力，对原有挡土墙进行坡脚加固。

（2）增设锚固结构。通过在现有挡土墙中增设锚固结构，可以将作用在挡土墙后的土压力传递到更远的稳定土层上，同时对锚杆施加一定的预应力，可以有效控制挡土墙的变形。

（3）挡土墙后填土的改进。挡土墙后填土从改进的角度进行加固。挡土墙后原填土抗剪强度较低，对钢筋混凝土挡土墙施加较大的侧压力，导致原挡土结构变形较大。采用水泥土桩置换填土，形成复合地基，增加填土c（黏聚力）和φ（内摩擦角）值，提高挡土墙自身的稳定性。

（4）墙前增设支撑。在挡土墙外侧按一定间隔增设钢构件或混凝土支撑。

05 结论

通过对挡土墙变形破坏机理分析发现，造成挡土墙破坏的因素是多方面、综合性的，建议在挡土墙修建前准确测量地质参数，在挡土墙设计、施工时严格控制质量，使用过程中定期进行检查和维护，避免发生结构安全事故。