摘要：简要说明病险及旧挡土墙加固改造的必要性，分析挡土墙的一些病险病态和质量安全隐患表现及其成因，结合本地区地质地貌特点浅析病险、旧重力式、衡重式挡土墙的加固改造途径与措施，并分析其适用条件和应注意的问题。
关键词：危旧挡土墙；旧重力式挡土墙；病险病态表现；加固改造途径；加固改造措施
中图分类号：C35 文献标识码： A
1、关于挡土墙的概述
1.1挡土墙概念：挡土墙是用来抵抗土体侧压力、支承填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的构筑物。
⑴按挡土墙的设置位置：a、路堤墙 b、路肩墙 c、路堑墙 d、山坡墙
⑵ 按挡土墙墙体材料：a、石砌挡土墙（或其他砌块） b、混凝土挡土墙（或毛石混凝土） c、钢筋混凝土挡土墙（成本较高） d、钢板挡土墙（工程时间较快）
⑶按断面的几何形状及受力特点：
挡土墙可分为：重力式挡土墙（重力式、衡重式、半重力式）、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙统称为薄壁式挡土墙、锚杆式挡土墙（锚杆式、竖向预应力锚杆）、锚定板式挡土墙、加筋土式挡土墙、板桩式挡土墙、地下连续墙、土钉式挡土墙。
2、危旧挡土墙加固改造的必要性
重力式挡土墙作为一种挡土护坡建筑物或构筑物，在水利水电、城镇市政、交通、港口等工程建设中使用比较广泛。作为人工建筑物或构筑物，挡土墙和其他工程建筑物一样均有一定的使用寿命或年限。在建成使用一段时期或临近生命周期时，因环境因素及各种外力作用与影响， 挡土墙会出现一些病态，如结构表层碳化或老化、结构开裂及变位等现象，说明挡土墙在地基或基础稳定性及墙体结构方面有潜在的安全隐患，需要加固治理。另一方面，由于工程施工期或环境条件等因素的限制，一些挡土墙工程不宜拆除重建，只能对原挡墙进行加固改造利用，如加厚、加高及锚杆加固等。因此，通过对病险挡土墙或旧挡土墙进行安全鉴定，针对找出的主病 因或隐患采取适用的加固措施，不仅可以解除其安全隐患，避免挡土墙由病险演变成灾害性工程事故，而且可以维持挡土墙的正常工作状态和延长挡土墙的使用寿命。经质量检验及设计论证， 除了老化严重及加固修补代价太大确实需要拆除重建之外，对旧挡土墙建筑物可采取适当的技术改造与加固措施后加以利用。
3、挡土墙病险及安全隐患的表现
病险挡土墙往往有其自身的一些病态表现，可以通过现场检查发现。但有的旧挡土墙安全或质量隐患，则通过结构检测和稳定性计算复核才能发现。
3.1 病险挡土墙病态表现及成因分析
旧重力式挡土墙病险病态有多种直观表现，如墙基下沉，混凝土结构表层碳化剥落，浆砌石结构块石间胶结材料（水泥砂浆）老化脱落，分缝上口宽度变大，分缝处墙体错位，墙体倾斜，墙面或墙体局部开裂，墙体有贯穿性裂缝，墙趾断裂等。造成这些病险有多方面的原因，一是结构本身耐久性问题，即因长期持续受环境因素及外力作用会使其材料疲劳或结构老化而致强度降低、表层碳化或老化脱落；二是水文地质环境变化。当墙基及墙后的地下水升高和岩土物理力 学指标降低，会造成墙背受到的压力增大；三是工程勘察设计质量缺陷。当工程地质勘察工作深度不足或无勘探成果时，往往容易造成基础设计偏差或失误；四是施工质量缺陷。挡土墙工程建设中可能存在因工程施工质量监理或监督不到位，承建方没完全按设计图纸施工，如对软基或地质软弱破碎带处理不彻底；擅自更改墙背回填土材料；简化排水构造；改变分缝间隔；改变填缝材料等，均可给挡土墙工程留下安全隐患；五 是运用管理不到位。设计对墙顶及墙后地面荷载一般有控制要求，但当挡土墙运行期间经常出现如长期在墙顶部或近墙顶地面堆放大于设计荷载的静止货物或通行大于设计活荷载的机动车辆等情况，会改变挡土墙的工作环境及受力条件，给挡土墙安全造成不利影响。
3.2挡土墙其他潜在安全隐患分析
当然，一些挡土墙在运用过程中并没有出现上述病险病态，可能是工程建成运用以来未遭遇到设计计算的最不利运行工况，但不等于说这类旧挡土墙不存在任何安全风险。有的挡土墙安全隐患是在安全鉴定中通过对挡土墙重新进行稳定性计算复核后发现的，如通过对现状墙背填土取样试验后发现，因受地下水等环境因素长期的作用影响，填土材料物理力学指标已比原设计取值偏低较多，这意味着作用于挡墙上的土压力增大。对于原设计或早期工程建设时无工程地质勘探资料的挡土墙工程，通过地质勘察可以复核或验证原基础设计参数的正确性、合理性。也不排除某些挡墙软岩基长期受渗透水压力作用而发生软化、凝聚力降低或摩擦系数变小的可能性。对原设计资料复核时发现原计算简图、物理模型、计算参数选用不恰当，按实际情况计算时发现挡土墙最小安全系数不满足现行规范要求，地基应力分布状态很不合理，有的地基应力状态在某种情况下出现恶化。通过现场检查发现有的临河地段单位或个体为提高该地段的防洪能力擅自加高挡土墙并相应填高该地段地面，短期内似乎没有问题但长期来看可能存在安全隐患。对此，应引起重视并进行结构稳定性复核，对有潜在安全隐患的旧挡土墙均应及时进行除险加固处理，以杜绝后患。
3.3加固改造途径
病险及有安全隐患的挡土墙需要除险加固或旧挡土墙需要加固改造利用时，可以通过以下加固途径来实现。
（1）扩建墙基及增大墙身断面。通过扩大及改建基础来改善地基应力条件，或增大墙身断面几何尺寸，来增加墙的自重和结构强度，提高挡墙稳定性。
（2）减小墙背土压力。减小墙背土压力有多种途径。一是改墙型，即在墙背下部增设衡重台并改变下墙背坡系数，墙型由重力式变为衡重式挡土墙；二是置换墙背填土材料并改善排水条件，即用力学指标高的填土材料部分置换或全部 置换墙背后力学指标低的填土材料。更换排水效果更佳的排水反滤设施；三是控制墙顶路面荷载，如重型交通机具、临时堆积物等墙后地面活荷载；四是放缓墙顶上边坡或降低墙后填土高程等等。 （3）外置阻滑构筑物。在墙前地面设置支撑构筑物或在墙趾边外沿设置基础阻滑构筑物以分担挡土墙所承受的水平滑动力，提高挡土墙的抗滑稳定安全系数。
（4）施加外力。即设置墙后拉杆、锚杆（或预应力锚杆）并锚定于稳定岸体上或岩土层中， 通过拉杆或锚杆施加作用力以维持挡土墙的稳定性。
4、关于加固措施的选择
对病险及有质量安全隐患的旧挡土墙加固治理措施，可分地基及基础加固、墙身加固、锚（拉）杆加固、墙背填土置换、局部缺陷修补、放缓墙顶以上边坡或降低墙后填土高程等，每种加固措施均有其适用环境条件或工程条件，应根据具体情况而选用。下面着重就施加外力加固措施进行探讨。
4.1 锚杆（索）锚固
原挡土墙的加固除了上述方法之外，锚杆（索）加固法也是常用的加固方法。对于中高挡土墙，采用前述的方法可能造成土建工作量及工程投资过大，此时采用锚杆（索）加固法更合适。 对于受力较大和安全问题更为突出的高挡土墙 工程，需要更大的锚固力，可选择预应力锚杆（或锚索）加固法。在墙前对原挡土墙墙身及墙后边 坡岩土体进行机械钻孔造孔时，孔内安装上锚杆（索）后进行灌浆固结，施工原墙面锚固帽或压梁（板），处理好锚杆（索）头部构造。锚杆材料及型式、锚头及杆尾部构造，根据设计条件选取与配置。对于原浆砌石挡土墙整体结构完好或为钢筋混凝土，墙后边坡岸体为稳定的自然岩（土）层时，采用锚杆（索）加固法可获得较好的加固效果。锚杆（索）加固技术可参考专业书籍介绍的方法进行设计，这里不作介绍。
4.2 墙顶设墙后拉杆
原挡土墙结构为钢筋混凝土，且墙后有稳定的岸体并无地面建筑物，可考虑采用墙顶拉杆加固法。即在原墙顶部沿纵向一定间隔位置布设拉杆锚头连接点，在墙后稳定岸体地表层设锚固桩（墩）或坑埋混凝土地牛，再用拉杆连接后进行封闭处理。拉杆锚头连接点构造视拉杆材料而定，可以是在墙后设活动铰或固定铰节点，也可以在墙前采用拉杆锚帽。拉杆材料可根据拉杆受力大小、工程施工条件和地质环境条件选择。如钢筋混凝土拉梁、型钢拉梁、钢筋拉杆、钢索拉绳和高强化纤材料拉绳等。
5、挡土墙加固算例
5.1 工程概况：
由于大连地区地貌多山地丘陵，少平原低地，滨海岩溶地貌形态较发育，形成复杂多样的海岸地貌。许多建筑都依山而建，特别是随着社会及城市建设的多元发展，为营造更多的居住空间和追求生活品质，某些房屋劈山而建，势必增加了房屋主体周边的挡土墙安全隐患，加之许多奖惩年代久远的房屋，由于挡土墙常年风化及雨雪侵蚀且年久失修，都存在不同程度的安全隐患。
5.2 施工参数及要点
⑴清理坡面
①施工前应将前面杂草清理完毕；
⑵边坡锚喷施工
①钻孔：钻孔孔径130，按图纸要求的角度，孔深、孔径以及位置施工，锚索水平方向的孔距偏差不大于50mm，垂直方向的孔距偏差不大于100mm。施工时若无法成孔，可采用跟管钻进、多次注浆等工艺。
②锚索：采用3*7φ5钢绞线，水平间距2m，垂直间距2-3m；下锚索时，每隔2m作一道支架，自由端用塑料薄膜包裹严密。
③墙面外侧现浇300厚混凝土板，钢筋网为双向双层φ8@150*150.
④注浆：浆液为M30水泥浆，浆液中须加膨胀剂。注浆时，注浆管嵌入锚索支架内与锚索一同放入孔内，注浆管距孔底0.1m，边注浆边提注浆管，直到孔口开始冒浆为之。
⑤伸缩缝：沿边坡纵向每15m设置竖向伸缩缝，缝中填充沥青木条。
⑥预应力张拉：砂浆强度达到15MPa且喷射混凝土强度达10MPa时，锚索方能张拉，张拉至设计荷载的1.05倍，稳定5-10min后，再0.65倍设计值作为其锁定荷载锁定。
6、结语
前述的病险及旧挡土墙除险加固措施，其使用条件是不同的，应根据不同工程的具体情况或环境条件，通过技术论证或方案比较选用。加固改造设计不仅要考虑经济条件如工程投资、建设工期等，也要考虑施工技术条件、场地制约条件和环境影响。
