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波纹涵管

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填土區擋牆上跨鋼波紋管涵病害處治

发表时间:2021-11-25 13:31:08

某公路匝道与主线之间相对高差约14m,两者之间设置高约8m(埋入地面以下2m)的混凝土衡重式挡墙进行支挡后,上部设置1:1.5的坡率路堤;在匝道标高以下约0.8m的设置直径为2m的钢波纹管涵。其中挡墙与钢波纹管涵 的地基均为人工填土。

在路面水穩層鋪設後,在雨季多次強降雨後,主線的路堤衡重式擋牆在兩條豎向伸縮縫和水平向施工縫之間20m的範圍內,出現出現了約10cm下沈變形,且呈現鋼波紋管涵兩側沈降變形大,逐漸向兩側變小的特征。位于擋牆下部的鋼波紋管呈現受壓的扁狀。

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图1 挡墙与钢波纹管涵相互位置关系图

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图2 病害挡墙与钢波纹管涵病害面图

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图3 病害挡墙与钢波纹管涵病害断面图

從現場看,擋牆病害並無外傾、錯位等特征,而只存在豎向沈降變形,且表現爲以鋼波紋管涵爲基點的變形大,遠離而變形逐漸減小的特征,導致個別擋牆呈現依附于伸縮縫而出現拉裂。

鋼波紋管涵在擋牆影響範圍外的形態表現完好,但在擋牆影響範圍內出現了嚴重的下沈,沈降量約30cm以上。

根據現場調查分析,由于擋牆與鋼波紋管涵均設置于填方體內,而牆基雖置于匝道路面以下2m,但基底卻僅較鋼波紋管涵的頂面底0.2m,導致擋牆雖然以拱形跨越鋼波紋管涵,但由于擋牆的基底穩定性欠佳和鋼波紋管涵上部填方厚度較小而很難形成拱效應,使部分擋牆荷載直接作用于鋼波紋管涵。

尤其是區內幾次暴雨後,上部主線的大量彙水滲流向下部的匝道。且從擋牆滲水現象分析,說明牆基與管涵部位地下水更爲豐富,直接導致位于鋼波紋管涵兩側的擋牆地基承載力下降,從而造成鋼波紋管涵兩側支撐擋牆的“馬步”失穩,導致擋牆“一屁股坐在”鋼波紋管涵上,即擋牆由于失去了跨越鋼波紋管涵的拱效應,造成鋼波紋管涵在擋牆重力作用下出現變形,繼而也與擋牆降低的承載力一起,造成上部擋牆在兩伸縮之間的部位發生下沈拉裂。

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图4 挡墙出水严重

基于以上病害特征和成因分析,決定采用如下工程措施進行處治:

1、在匝道路面標高的擋牆基底附近,以下傾30°設置兩排、長6m,橫向間距爲0.8m的Φ127的注漿鋼管,利用高壓注漿形成的複合地基,與保留于孔內不予拔除的大直徑鋼管共同對擋牆的地基承載力進行提高。

2、考慮到鋼波紋管涵部位的承載力欠缺,參照隧道兩側“騎馬抗滑樁”的設置,鋼管在鋼波紋管涵兩側2m的範圍內縱向間距爲1m,有效支撐擋牆的重力用,而擋牆其余部位縱向間距爲1.5m。

3、匝道所在地面注漿完成後,在直徑2m的鋼波紋管涵擋牆影響區受損部位,參照隧道加固工程設置,利用長3m的小導管在擋牆下部的鋼波紋管涵周邊進行環向注漿,並繼而采用鋼筋混凝土管涵對破損的鋼波紋管涵進行“套拱”加固。

4、對主線的路堤擋牆泄水孔進行重新“掃孔”,並在孔內設置滲水管有效引排地下水。

5、對破損的擋牆結構關模後設置小導管進行注漿。

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图5 病害挡墙与钢波纹管涵病害处治立面图

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图6 病害挡墙与钢波纹管涵病害处治断面图

以上處治方案針對性強,是一個相對較優的方案,可有效處治工程病害。