摘要：目前砌石挡墙在水利工程中已广泛利用，尤其是在城市河道护岸中较为普遍。随着时间的飞逝及历史原因，很多挡墙已出现不少问题，急需进行除险加固。而部分工程城市河道挡墙两岸往往存在大片建筑物和交通道路，且距离挡墙很近，若直接采用拆除重建的方式，必将截断墙顶小区居民进出唯一的交通道路，甚至还会危及附近居民建筑物安全。为解决此问题，本文选用某工程设计实例，探讨采用锚杆及微型桩加固技术解决该问题。
某挡墙位于深圳市某小区内，该段挡墙长160m，高7.8m～8.8m，岸边为小区交通道路及居民楼，小区道路以下约1m处沿路布设有DN300雨水管道，小区内车辆众多，人员活动频繁，现状挡墙向河道位移明显，之前道路路面裂缝严重，小区已对路面进行了凿除重建，现状路面又已出现裂缝，一旦该挡墙坍塌，后果十分严重。本工程针对这该病险挡墙进行加固处理。
1加固方案选择
本工程挡墙加固方式一般有灌注桩加固、拆除重建加固、锚杆加固、微型桩加固。现就以上4种加固方案进行综合必选以确定最优方案。
方案一：灌注桩加固方案
为减少墙背土压力对原砌石挡墙的作用力，本方案确定在原挡墙顶侧小区路面位置直接采用冲孔灌注桩施工，灌注桩桩径1.0m，间距1.2m，灌注桩桩底深入强风化岩石中不小于1m。
方案二：开挖重建方案
为提高挡墙自身的抗滑稳定性，本方案确定将原有病险挡墙拆除，以加大断面方式新建一座符合现行规范要求的挡墙，挡墙顶宽0.8m，背水坡1：0.5，临水坡1：0.1基础底宽6.4m，基础底按照1：15开挖成倒坡，前身设置UPVC75排水管，间排距1.5m，梅花型布置。应距离附近建筑很近，需要采用双排拉森钢板桩作为临时开挖支护，桩长12～16m，型号为拉森Ⅳ型。因现状该河道沿岸均为浆砌石挡墙，为河道护岸材料的一致性及节省资金方面考虑，本方案挡墙材料仍采用浆砌石。
方案三：锚杆加固方案
锚杆式挡墙由锚杆、挡土板及立柱等组成。锚杆采用斜拉锚杆，其与水平面夹角为15°。锚杆自上而下共设3排，其中第一排锚杆锚杆锚固段为5m，第二排及第三排锚杆锚固段长均为7m。每道锚杆由两根直径为28mm的螺纹钢组成，水平间距2.0m，竖向间距2.2m，锚杆孔径150mm。
方案四：微型桩加固方案
微型桩加固由微型桩、立柱、横梁、坡顶地梁及格构梁组成。微型桩采用地质钻机干钻成孔，钻孔孔径300mm，微型桩分别布置在挡墙两侧，靠小区道路侧桩长18.0m，靠内河侧桩长6m，桩底锚入全风化花岗岩不少于1.0m，两侧微型桩内均安置18号工字钢。
现就锚杆加固方案与其它三种加固方案进行综合比较。
方案
项目 方案一
灌注桩加固 方案二
拆除重建加固 方案三
锚杆加固 方案四
微型桩加固
对附近小区影响方面 施工中噪音大，场地大、需破环现状小区路面，对小区居民生活及环境影响较大。 需要拆除原有挡墙，需要拆除现状小区道路，切断唯一小区居民进出道路，且需迁移部分地下埋线，对居民日常生活影响很大，方案难以实施。 不需要拆除现状砌石挡墙，亦不需要拆除小区道路，锚杆在路面3m以下施工，对路下埋管或埋线无影响，居民生活不受施工影响。 施工噪音较小，场地小，仅需要拆除少部分路面，尤其对附近有楼房基础时，采用该方案不会对附近小区居民楼房基础造成影响，对居民生活影响也较小。
对现状挡墙影响方面 冲孔会加大土压力对现状挡墙的作用，对其稳定有较大影响，施工存在较大安全隐患 需要全部拆除现状挡墙，影响面大 仅需要在砌石挡墙面局部钻孔，工艺成熟，对挡墙影响很小 仅需要对挡墙顶面刻槽，对现状挡墙基本无影响。
建安造价 2.65万元/m 2.35万元/m 1.95万元/m 2.13万元/m
施工简便性 直接在小区路面施工，施工方便，但施工进度一般 开挖高度大，需采用大量钢板桩临时支护，施工进度较慢，危险性高 施工较方便，施工速度较快。 施工快捷，省工省时。
从上述综合比较可知：方案三（锚杆加固方案）既可以避免拆除现有挡墙，又对附近小区房屋基础及居民生活影响小，施工实施性强，造价也较低，故本次确定对大部分距离小区楼房基础较远处采用锚杆加固方式，而对现状少部分距离小区楼房基础较近的挡墙段，为避免锚杆施工对小区楼房基础的影响，本次确定对其采用施工方便性与锚杆挡墙相当，仅造价稍贵于锚杆的微型桩加固方案。
2挡墙加固设计
（1）锚杆加固方式
现状所需要加固的160m挡墙中，有118m挡墙远离小区楼房基础，锚杆施工不受小区楼房基础制约，有足够的空间条件，故对该情况的挡墙本次采用锚杆加固方式。
锚杆式挡墙由锚杆、挡土板及立柱等组成。锚杆采用斜拉锚杆，其与水平面夹角为15°。每道锚杆由两根直径为28mm的螺纹钢组成，水平间距2.5m，竖向间距2.0m，每道锚杆长为15m，孔径150mm，二次注浆，一次注浆压力为0.5～1.0MPa，二次注浆注浆压力为2～5MPa。锚杆自上而下共设3排，其中第一排锚杆锚杆锚固段为5m，第二排及第三排锚杆锚固段长均为7m。锚杆要求进行除锈处理，并在表面涂环氧树脂防锈漆2层。注浆材料采用纯水泥浆，水灰比0.4～0.6，浆体强度不低于M20。水泥采用普通硅酸盐水泥，要求标号不低于32.5R。
为防止砌石挡墙进一步风化及增加挡墙整体受力条件，本次确定在现状挡墙外加设挡土板，挡土板采用喷射C25混凝土方式施工，板厚150mm，挡土板砼水泥采用普通硅酸盐水泥，要求标号不低于32.5R。面板内设置钢筋网，钢筋大小依结构计算确定，钢筋网由挂网锚筋固定。
立柱设置于挡土板外侧，采用现浇C25砼，间距2.5m，截面尺寸为0.30m×0.30m（宽×高），立柱砼水泥采用普通硅酸盐水泥，要求标号不低于32.5R立柱底部与护脚处的微型桩相接，上部与原老挡墙顶平齐。
（2）微型桩加固方式
现状所需要加固的160m挡墙中，有42m挡墙离小区楼房基础较近（约11m），故不宜再采用锚杆加固方式，以免影响小区楼房基础，故对该情况的挡墙本次采用微型桩加固方式。
微型桩加固由微型桩、立柱、横梁、坡顶地梁及格构梁组成。微型桩采用地质钻机干钻成孔，钻孔孔径300mm，微型桩分别布置在挡墙两侧，靠小区道路侧桩长18.0m，靠内河侧桩长6m，桩底锚入全风化花岗岩不少于1.0m，两侧微型桩内均安置18号工字钢。微型桩工字钢与挡墙顶部的格构梁及挡墙底部的立柱主筋采用焊接连接牢靠，交接部位根据情况进行微调；微型桩孔内注浆同锚杆注浆要求。
挡墙立柱布置及要求同锚杆挡墙加固同。挡墙顶部横梁及格构梁均采用现浇C25砼，间距2.0m，截面尺寸为0.30m×0.30m（宽×高）。
3墙身排水
挡墙坡顶附近为小区居民建筑，进行挡墙加固处理的同时，要做好截排水措施，特别是坡顶居民区生活用水的合理排放，水的作用将降低土体的抗剪强度，危及边坡稳定性。加固期间，疏通整治原有老砌石挡墙排水孔并适当增设泄水孔，保证墙后水的排出。
4设计计算
锚固段计算采用《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）公式，并取下述公式中的最大值。
（4.2-1）（4.2-2）
式中——最小锚固长度（m）；
K——锚杆的抗拔安全系数，依规范取2.2；
——锚杆轴向拉力设计值（kN）。
D——锚孔直径（mm）；
——锚固段注浆体与地层间粘结强度的标准值（kPa）；
——锚固长度对粘结强度的影响系数，按规范表7.5.2取值；
——锚固段注浆体与钢筋粘结强度的标准值（kPa）；
d——钢筋直径（mm）。
——采用2根或2根以上的钢筋时，界面的粘结强度降低系数，取0.7；
另外依规范规定：为了安全和稳定性的要求，锚杆的有效锚固长度除应满足公式计算的要求外，在土质地层中，一般不应小于5m。
按照以上设计加固方式、计算公式及依据地勘资料岩土参数进行电算，计算结果见下表。
梅花馨园段挡墙锚杆计算结果表
锚杆序号（自上而下） 锚杆所受拉力（KN） 锚固段长度（m） 自由段长度（m）Φ28钢筋根数 锚杆抗拔安全系数K
1 23 5 10 2 3.53
2 34 7 8 2 3.23
3 59 7 8 2 2.23
原挡墙经锚杆加固后，锚杆能提供原挡墙水平拉力为112.0KN。在常水位条件下，加上挡墙自身提供的抗滑力355.02KN，合计抗滑力为467.02KN，而滑移力为347.07KN，则抗滑安全系数可以提高到1.35>[1.2]，满足规范要求；在设计水位骤降条件下，加上挡墙自身提供的抗滑力275.38KN，合计抗滑力为387.38KN，而滑移力为303.97KN，则抗滑安全系数可以提高到1.27>[1.2]，亦可满足规范要求。
5结论
锚杆及微型桩加固技术在水利水电工程的应用越来越广，尤其在施工场地狭小，不允许放坡开挖条件下，更能发挥其施工干扰性小的优越性。使用该加固技术，既可减少临时工程费用，提高工程的施工安全和工程经济效益，亦能保证工期按时完成。
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