填方边坡重力式挡土墙加固结构及其施工方法与流程

本发明涉及边坡加固领域，具体是一种填方边坡重力式挡土墙加固结构及其施工方法。

技术背景

重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在墙后土压力作用下的稳定。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简单的梯形。对于一般高度的自然边坡或建筑边坡，重力式挡土墙是一种广泛使用的防护或治理方式。当重力式挡墙应用于仓储、工业厂区或其他场地内的建筑边坡支护时，场地内土地利用率要求较高，由于墙后场地的规划用途改变导致墙后填土加高场地的情况时有发生，在原有挡墙上方形成填方边坡导致原有挡墙的受力条件改变，原有挡墙的地基承载力、抗倾覆、抗滑移稳定性等将不满足现状；且采用对原有挡墙加高的措施对挡墙底部地基承载力要求相应提高，支护效果存在缺陷，因此对原有挡墙如何加固和对挡墙上部填方边坡如何处理以保证原有挡墙和填方边坡的稳定性成了一个亟待解决的工程难题。

预应力锚杆(索)格构梁框架作为一种成熟的边坡支护形式，被广泛的应用于交通、冶金、水利等各行业各类边坡支护或加固工程，该支护形式既具有加固浅层岩土体、又有加固深层岩土体的作用，虽然该加固方法单独进行边坡治理具有一定的效果，但是由于重力式挡土墙对于承载力的要求更高，特别是在挡土墙上堆填边坡，原挡土墙地基承载力及挡土墙的抗倾覆、抗滑移稳定性等均发生改变，单纯的预应力锚杆(索)格构梁框架无法达到加固效果。而且一般的预应力锚杆(索)格构梁框架是采用拉力型锚杆(索)，其锚杆(索)进入原有挡墙后岩土体一定深度，其锚固段包裹的水泥浆体与周边岩土体形成稳固的粘聚力，其自由段通过预张拉并采用混凝土封锚固定于格构梁节点处，并与格构梁框架形成一个整体，通过锚杆(索)锚固段与周边岩土体的锚固力承担挡土墙后土压力，通过自由段预张拉和锁定控制挡墙位移。由于拉力型锚杆(索)在工作状态中锚杆受荷后其固定段内的灌浆体处于受拉状态，而灌浆体抗拉强度很小，工作状态时浆体容易出现张拉裂缝，地下水极易通过裂缝渗入锚杆内部，从而导致拉力型锚杆(索)杆体长期的防腐性差，且受力不均匀。

技术实现要素：

本发明根据现有技术的不足提供一种填方边坡重力式挡土墙加固结构及其施工方法，该结构适用于原有边坡重力式挡墙加固结构上部由于场地规划需要大面积填方而导致原有挡墙和上部填方边坡稳定性不足的情况，可以直接提高原有挡墙的地基承载力，增强原有挡墙的抗倾覆、抗滑移等稳定性，并可以增强填方边坡的整体稳定性，降低上部填土对原有挡墙的不利影响。

为了解决上述问题，本发明提供了一种填方边坡重力式挡土墙加固结构，包括原有重力式挡土墙和挡土墙上方的填土边坡，其特征在于：所述加固结构还包括施工在挡土墙地基内的高压旋喷加固体、施工在挡土墙上的格构锚索支护结构和施工在填土边坡的边坡加固结构，所述高压旋喷加固体由采用地质钻机从挡土墙顶部和墙趾分别引孔至挡土墙地基内施工的多根相互咬合的高压旋喷桩组成；所述格构锚索支护结构包括铺设在挡土墙表面的格构梁框架和设置在格构梁框架节点处的压力型锚索，所述压力型锚索的锚固段置于挡土墙后侧岩土体内，其自由段通过张拉锁定并采用混凝土封锚体固定于格构梁框架的节点处；所述边坡加固结构包括布设在填土边坡内的土工格栅加固结构、坡内排水盲沟和布设在填土边坡坡面的生态土袋，所述土工格栅加固结构是在填土边坡的堆填过程中铺设于填土之间的多层土工格栅组成，且每层土工格栅铺设方向垂直于挡土墙，所述坡内排水盲沟平行于边坡斜面呈水平布置，长度到达强夯碾压分界线处。

本发明进一步的技术方案：所述加固结构还包括设置在设置在填土边坡坡顶面上的坡顶截水沟和设置在与挡土墙底边平齐的坡底面上的坡底排水沟；所述土工格栅材料采用高密度聚乙烯土工格栅，相邻两层土工格栅之间的距离相等，并通过u型钉固定；土工格栅距离边坡面预留2.5～3.5m的宽度作为生态土袋的反包坡面，并在坡面喷播植草形成植物护坡面。

本发明较优的技术方案：所述高压旋喷加固体采用隔孔施工，且施工完成后留在挡土墙上的钻孔采用水泥浆或水泥砂浆充填密实；高压旋喷加固体的宽度不小于挡墙基础宽度+300mm×2，长度为原挡墙基础的长度+300mm×2，加固区域深度大于0.5倍的挡墙基础的宽度；组成高压旋喷加固体的高压旋喷桩桩间搭接宽度不小于300mm。高压旋喷桩施工中应采用隔孔施工，钻孔应注意避开挡墙泄水孔，高压旋喷加固完成后应对钻孔采用水泥浆或水泥砂浆充填密实。

本发明较优的技术方案：所述格构梁框架是由紧贴在原有重力式挡土墙墙面的水平格构梁和纵向格构梁组成；所述压力型锚索打入角度为10～15°，压力型锚索锚固段内的锚索钢绞线采用对中支架对中固定，压力型锚索自由段做防腐处理。锚索进入原有挡墙后岩土体一定深度，采用全长无黏结预应力钢绞线与灌浆体隔开，锚索受到的荷载通过钢绞线直接传递到锚固段底部的承载板上，其自由段通过张拉锁定并采用c30混凝土封锚固定于格构梁节点处。格构梁框架和压力型锚索形成一个整体，通过锚索锚固段底部承载板受压承担原有挡墙后土压力，通过自由段张拉和锁定控制挡墙位移。压力型锚索施工必须严格按相关规范规定和设计要求进行。

本发明较优的技术方案：所述压力型锚索包括水泥灌浆体、螺旋加强架、对中支架、承载板和锚索钢绞线，螺旋加强架安装在承载板以上1～3m范围内的水泥灌浆体内，其螺旋加强架的螺距为20～60mm，且螺旋加强架是由多根纵筋和缠绕在多根纵筋外的螺旋筋组成，螺旋加强架的底部固定在承载板上，并在通过一次注浆管和二次注浆管向锚索孔内进行注浆形成水泥灌浆体后，其水泥灌浆体将螺旋加强架完全包裹。

本发明提供的一种填方边坡重力式挡土墙加固结构的施工方法，针对原有挡土墙为毛石混凝土或浆砌石施工而成的重力式挡土墙，其特征在于该方法适用于在原有边坡重力式挡墙上部进行大面积填方的情况，具体施工步骤如下：

(1)采用高压旋喷桩加固原挡土墙的地基：

a.技术人员根据设计图纸现场放样出高压旋喷桩的平面位置，以及高压旋喷桩的施工深度，其高压旋喷桩的设计要求为：高压旋喷加固体的宽度不小于挡墙基础宽度+300mm×2，长度为原挡墙基础的长度+300mm×2，加固区域深度大于0.5倍的挡墙基础的宽度，相邻两根高压旋喷桩搭接宽度不小于300mm；

b.按照设计图纸钻机准确定位，机械就位应平稳，立轴、转盘与孔位对正，高压设备与管路系统应符合设计及安全要求，防止管路堵塞，密封良好；钻杆正对孔位钻至设计深度，并插入注浆管至设计深度，按旋喷工艺要求一边提升一边进行喷射注浆，由下而上进行喷射注浆，且注浆管分段提升的搭接长度不小于0.1m；相邻两桩施工间隔时间宜能保证先施工的桩体具有一定稳定性并不至于松散破环时施工下一根桩，施工中宜采用隔孔施工；

c.在注浆完毕后迅速拔出注浆管，并针对桩顶凹坑及时以水灰比为1.0～1.5的水泥浆补灌；

(2)在原有挡土墙上施工格构压力型锚索，其具体从上至下分层分段施工，施工过程如下：

a.按设计图纸确定锚索孔位的平面位置，进行测量放线，孔位误差不得超过±50mm；

b.搭设好施工平台，采用钻机钻设锚孔，锚孔打入角度为10～15°，方位允许误差±2.0°，倾角允许误差±1.0°，其钻孔深度超出设计锚索长度0.5m～0.6m；钻机安装要求水平、稳固，施钻过程中应随时检查，钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，为确保锚索孔深度，要求钻孔深度超出设计锚索长度0.5m左右；

c.制备锚索体，具体包括锚索承载板、直径小于锚索承载板5～10mm的螺旋加强架、表面涂防腐保护漆的锚索钢绞线和对中支架，对中支架隔1～2m设置一个；锚索螺旋加强架包括螺旋筋、多根纵筋和多根圆形加强筋，圆形加强筋焊接在纵筋内侧形成圆柱形钢筋架，螺旋筋呈螺旋状缠绕在圆柱形钢筋架的外侧，其中所述螺旋筋采用直径为6～8mm的光圆钢筋制成，纵筋采用直径10mm～14mm的钢筋制成，圆形加强筋采用直径大于10mm的光圆钢筋制成；锚索制作时应先除锈，锚索钢绞线表面涂防腐保护漆，锚索钢绞线下料长度应为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和；将含有螺旋加强架的锚索体置于步骤b的钻孔中，通过两次注浆形成灌浆体，一次灌浆压力≥0.5mpa，二次灌浆压力≥2.0mpa；锚索安装前应对杆体进行详细检查，对损坏的防护层、配件等应进行修复，在推送过程中用力要均匀，以免在推送时损坏锚索配件和防护层；

d.按照以下顺序施工格构梁框架：测线定位→模板安装→钢筋制安、锚索头制安→梁槽内浇筑混凝土→拆模→养护；

e.在格构梁框架混凝土强度达到设计强度等级的80％，锚索锚固段灌浆强度大于20mpa，且达到设计强度等级的80％后，进行锚索张拉锁定，锁定点为格构梁框架的节点，并在锚索张拉锁定后，用混凝土封闭保护；

(3)在步骤(2)中挡土墙加固完成后，在原有挡土墙上部堆填填土边坡，并同步进行填土边坡加固：

a.根据设计图纸及现场土质情况，平整填筑地基基底，开挖前应进行详细测量定位并标出开挖线，反包生态土袋施工定位放线位置必须准确无误；开始在地基上铺设填料和土工格栅，土工格栅与填料间隔铺设，每次铺设土工格栅铺设前，将填料压实整平，土工格栅不得重叠，不得卷曲或折曲，不得与硬质棱角填料直接接触，并采用u型钉打入填料层对土工格栅固定，土工格栅铺设时预留出大于3m的宽度作为生态袋反包坡面；并在填料和土工格栅铺设过程中坡内盲沟的施工位置，在施工图盲沟处，铺设土工格栅时预留2m的宽度，盲沟处和土工格栅交接处固定，盲沟侧壁采用干砌块石砌筑厚度200mm，内部采用一层土工布铺一圈，在盲沟内用碎石填筑，粒径20mm～40mm，碎石大小应均匀，孔隙应清晰以便保证流水通畅；

b.在生态袋内装入种植土并封口，每袋容量为袋容积的2/3，压实，然后用锁边机封口锁紧，生态土袋沿土工格栅外侧堆垒，回折拉筋，使土工格栅与生态土袋形成一个受力整体；

c.在土工格栅和生态土袋安装好之后，在最上层土工格栅上方铺土，并采用振动式压路碾压。

本发明较优的技术方案：所述步骤(1)中在施工旋喷桩时，要求钻机安放保持水平，钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于1％；在提升旋转喷射注浆时，在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射，喷射时，先达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管；所述高压水泥浆液的预定的喷射压力设定在30mpa以上，提升速度为0.1m/min，喷射浆液采用水灰比1.0～1.5的水泥浆。

本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中钻孔结束后，逐根拔出钻杆和钻具，采一根聚乙烯管复核孔深，并将孔内岩粉和土屑清洗干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，以织物或水泥袋纸塞好孔口待用；在进行锚索体安装前对钻孔重新检查，及时清理塌孔和掉块，并检查锚索；在锚索体安装过程中，锚索体推送用力均匀，注浆从孔底向上灌注，其注浆材料采用纯水泥浆液，其水泥采用42.5等级普通硅酸盐水泥，浆液水灰比0.45～0.5，并在浆液中膨胀剂和早强剂，确保其28天的强度不低于1mpa。

本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中浇筑框架格构梁时，确保锚索轴线的位置和框架结点位置相对应，架格构梁每隔20m设一道伸缩缝，缝宽50mm，缝内用沥青麻筋填充；锚索张拉锁定后，用c30混凝土封闭保护，混凝土保护的厚度不小于10cm。

本发明较优的技术方案：所述步骤(3)中将填土边坡与原状坡体结合部位开挖成台阶状，以增加界面摩擦，并在施工前先将土工格栅摊铺范围内的树根、草皮、腐植土全部挖除，基底开挖前应进行详细测量定位并标出开挖线；填土边坡的回填料内不含树根、草皮和其它杂物，防止基底局部存在的尖锐物或硬物损坏土工格栅，每层填料摊铺平整后应及时碾压，其压实过程中先轻后重碾压，作业先从土工格栅中部开始，逐步碾压至土工格栅尾部，靠近坡面15m范围内的填料压实用小型机械由坡面后轻压；土工格栅规格、长度和竖向间距应按相关规范要求和设计计算确定，每层土工格栅回折长度不小于1.5m(顶部不小于2.5m，不含反包土袋宽度)，在进行下一道土工格栅摊铺之前，对回填填料进行压实度检测，压实度应符合设计要求进行下一层土工格栅铺设，同时对回填碾压过程中发生变形或破损的土袋及时进行处理。

本发明中的锚索采用特制的螺旋筋结构，依据mander模型计算方法，针对压力型锚索的灌浆体，在水泥降低一个标号级别的前提下，可以将水泥灌浆体的抗压强度至少提高一个水泥标号，从而达到保证承载板以上1～3m范围内灌浆体满足设计要求、不被压碎、提高灌浆体可靠性和降低设计水泥标号降低工程造价的目的。

本发明的有益效果：

(1)本发明保留了原有的重力式挡墙支护结构，对挡墙地基进行高压旋喷加固处理，直接提高了挡墙地基承载力；

(2)本发明将原有重力式挡墙的被动防护变为格构压力型锚索主动防护，提高了原有挡墙的稳定性，且能有效地控制挡墙位移；上部填方边坡采用在填土中铺设土工格栅，利用每一层土工格栅与填土之间的相互作用改善土体的变形条件、提高土体的工程性能，且边坡稳定区内土工格栅与土体产生摩擦阻力以平衡滑动区的推力，从而保证填方边坡的稳定性；

(3)本发明压力型锚索工作时，固定段的灌浆体受压，不易开裂，防腐性能好，锚固长度上的轴力和粘结应力较均匀，不会产生逐步粘脱现象，从而能最大限度的调用地层强度。

(4)本发明中的压力型锚索利用螺旋加强架约束水泥浆体的原理，能够有效解决压力型锚索承载板附近灌浆体容易被压碎的现象，同时可以显著提高压力型锚索承载板以上1～3m范围内灌浆体的抗压强度提高可靠性，在满足设计要求的前提下，降低了使用的水泥标号，节省了工程造价。

(5)本发明利用原有的挡墙支护结构，有效地解决挡墙上部大面积填方导致原有挡墙和填方边坡稳定性不足且对原有挡墙加高支护效果存在缺陷的问题，不需要拆除原有挡墙，避免了拆除工程导致边坡失稳的风险，同时节约了加固费用和施工工期，生态环保，对于此类边坡加固工程值得推广应用。

本发明通过对下部原有重力式挡墙采用高压旋喷加固处理地基、格构锚整体加固和上部填方边坡采用加筋土加固保证原有挡墙和填方边坡的稳定性，从而提高了原有挡墙的地基承载力，增强原有挡墙的抗倾覆、抗滑移等稳定性，并增强了填方边坡的整体稳定性，并有效降低了上部填土对原有挡墙的不利影响。有效地解决了重力式挡墙上部大面积填方导致原有挡墙和填方边坡稳定性不足且对原有挡墙加高存在支护效果缺陷的问题。

附图说明

图1是本发明的原始边坡挡墙支护剖面示意图；

图2是本发明的加固结构剖面示意图；

图3是本发明的加固结构正面示意图；

图4是本发明的高压旋喷加固处理挡墙地基示意图；

图5是本发明的格构锚索结构示意图；

图6是本发明图5中的b部位放大图；

图7是本发明中锚索对中支架的截面图；

图8是本发明中锚索螺旋加强架的结构示意图；

图9是实施例中的高压旋喷加固处理挡墙地基的施工工艺流程图；

图10是实施例中的预应力锚索格构梁施工工艺流程图；

图11是实施例中的上部填方边坡加筋土施工工艺流程图。

图中：1—挡土墙，1-1—挡土墙基础，2—高压旋喷加固体，2-1—高压旋喷引孔，2-2—高压旋喷桩，3—压力型锚索，3-1—锚索灌浆体，3-2—螺旋加强架，3-3—对中隔离支架，3-4—承载板，3-5—夹片，3-6—二次注浆管，3-7—锚索钢绞线，3-8—一次注浆管，4—格构梁框架，4-1水平格构梁，4-2—纵向格构梁，5—后侧岩土体，6—原始坡面线，7—排水盲沟，8—土工格栅加固结构，9—生态土袋，10—u型钉，11—植物护坡面，12—坡顶截水沟，13—坡底排水沟，14—填土边坡，15—边坡坡顶面，16—边坡坡底面，17—混凝土封锚体，17-1—锚具，17-2—钢垫板，17-3—pvc套管，17-4—封锚混凝土，18—阶梯状强夯碾压分界线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图2至图7均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本发明实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本发明的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例提供的一种填方边坡重力式挡土墙加固结构，如图2所示，包括原有重力式挡土墙1和置于挡土墙1上方的填土边坡14，挡墙1材料为毛石混凝土或浆砌石，所述加固结构还包括坡顶截水沟12、坡底排水沟13、施工在挡土墙地基1-1内的高压旋喷加固体2、施工在挡土墙1上的格构锚索支护结构和施工在填土边坡14上的边坡加固结构。如图2至图4所示，所述高压旋喷加固体2采用地质钻机从挡土墙1顶部和墙趾分别引孔至挡土墙地基1-1内施工的多根相互咬合的高压旋喷桩2-2组成；所述高压旋喷加固体2采用隔孔施工，且施工完成后留在挡土墙1上的高压旋喷引孔2-1采用水泥浆或水泥砂浆充填密实；高压旋喷加固体2的宽度不小于挡墙基础1-1宽度+300mm×2，长度为原挡墙基础1-1的长度+300mm×2，加固区域深度大于0.5倍的挡墙基础1-1的宽度；组成高压旋喷加固体2的高压旋喷桩桩间搭接宽度不小于300mm。

实施例中的填方边坡重力式挡土墙加固结构，如图2至图3所示，所述格构锚索支护结构包括铺设在挡土墙1表面的格构梁框架4和设置在格构梁框架4节点处的压力型锚索3，所述压力型锚索3的锚固段置于挡土墙1后侧岩土体5内，其自由段通过张拉锁定并采用混凝土封锚体17固定于格构梁框架4的节点处。所述格构梁框架4是由紧贴在原有重力式挡土墙1墙面的水平格构梁4-1和纵向格构梁4-2组成。所述压力型锚索3打入角度为10～15°，如图5所示，所述压力型锚索3包括水泥灌浆体3-1、螺旋加强架3-2、对中支架3-3、承载板3-4和锚索钢绞线3-7，螺旋加强架3-2安装在承载板3-4以上1～3m范围内的水泥灌浆体3-1内，底部固定在承载板3-4上，压力型锚索3锚固段内的锚索钢绞线3-7采用对中支架3-3对中固定，压力型锚索3自由段做防腐处理，在通过一次注浆管3-8和二次注浆管3-6向锚索孔内进行注浆形成水泥灌浆体3-1后，其水泥灌浆体3-1将螺旋加强架3-2完全包裹；如图6所示，螺旋加强架3-2是由多根纵筋和缠绕在多根纵筋外的螺旋筋组成，螺距为20～60mm，且螺旋加强架3-2是由多根纵筋和缠绕在多根纵筋外的螺旋筋组成。本发明实施例中螺旋筋结构依据mander模型计算方法，针对压力型锚索的灌浆体3-1，在水泥降低一个标号级别的前提下，可以将水泥灌浆体3-1的抗压强度至少提高一个水泥标号，证承载板3-4以上1～3m范围内灌浆体3-1满足设计要求、不被压碎、提高灌浆体3-1可靠性和降低设计水泥标号降低工程造价的目的。

实施例中的填方边坡重力式挡土墙加固结构，如图2至图3所示，所述边坡加固结构包括布设在填土边坡14内的土工格栅加固结构8、坡内排水盲沟7和布设在填土边坡14坡面的生态土袋9，所述土工格栅加固结构8是在填土边坡14的堆填过程中铺设于填土之间的多层土工格栅组成，土工格栅加固结构8材料采用高密度聚乙烯土工格栅，相邻两层土工格栅之间的距离相等，并通过u型钉固定，土工格栅距离边坡面预留2.5～3.5m的宽度作为生态土袋的反包坡面，并在坡面喷播植草形成植物护坡面；土工格栅规格、长度和竖向间距应按相关规范要求和设计计算确定，且每层土工格栅铺设方向垂直于挡土墙1。所述坡内排水盲沟7平行于边坡斜面呈水平布置，排水盲沟7平行于边坡倾向呈水平布置，长度到达阶梯状强夯碾压分界线18处。所述排水盲沟7侧壁采用干砌块石砌筑，厚度200mm，内部采用一层土工布铺一圈，在排水盲沟7内用碎石填筑，粒径20mm～40mm，碎石大小应均匀，孔隙应清晰以便保证流水通畅。

下面结合具体实例针对本发明中加固结构的具体施工过程进一步说明，实施例针对某一填方边坡挡墙加固进行了具体实施，其工程概况：场地位于普洱市某水泥厂内，原有一段建筑边坡长约120m,高约6.5m，修建了重力式挡墙作为支护，挡墙材料为毛石混凝土并建有混凝土基础；如图1所示，墙上部场地留3m宽平台并向后放缓坡(坡比约为1:5)，坡体土质为可塑～软塑状态的粉质粘土，边坡处于稳定状态。

该水泥厂由于厂区内部设施改造和场地规划用途变动，需要在该段边坡原有挡墙上部回填土方，回填高度约为5m，回填宽度约为20m。因此在原有挡墙上方将形成填方边坡，导致原有挡墙的受力条件改变，原有挡墙的地基承载力、抗倾覆、抗滑移稳定性等将不满足现状；且采用对原有挡墙加高的措施其地基承载力将不满足，因此对原有挡墙如何加固和对挡墙上部填方边坡如何处理以保证原有挡墙和填方边坡的稳定性成了一个亟待解决的工程难题。

设计人员综合考虑支护效果、经济性、工期进度及生态环保等因素，决定采用对下部原有挡墙进行高压旋喷加固处理挡墙地基、格构锚整体加固和上部填方边坡采用加筋土加固保证原有挡墙和上部填方边坡的稳定性，其具体施工过程如下：

(1)首先对于挡墙地基进行高压旋喷加固处理，采用xp-30b型三重管旋喷桩机作业，xy-150地质钻机引孔，高压旋喷桩直径800mm，桩间距500mm，其施工流程如图9所示，具体施工步骤如下：

a.技术人员根据设计图纸现场放样出高压旋喷桩2-2的平面位置；

b.钻机就位：钻机定位准确，要求钻机安放保持水平，钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于1％。机械就位应平稳，立轴、转盘与孔位对正，高压设备与管路系统应符合设计及安全要求，防止管路堵塞，密封良好；

c.钻孔至设计深度后，再一边提升一边进行喷射注浆，按旋喷(固结体为圆柱状)工艺要求，由下而上进行喷射注浆，注浆管分段提升的搭接长度不得小于0.1m；在钻孔施工过程中，射水试验后，即可开钻，射水压力逐渐增加，减小摩擦阻力，防止喷嘴被堵；相邻两桩施工间隔时间宜能保证先施工的桩体具有一定稳定性并不至于松散破环时施工下一根桩，施工中宜采用隔孔施工；喷射注浆应注意设备开动顺序，首先在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射；喷喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管，高压水泥浆液的压力设定在30mpa以上，提升速度取0.1m/min，水灰比取1.0；

d.注浆完毕后应迅速拔出注浆管，桩顶凹坑应及时以水灰比为1.0的水泥浆补灌。

(2)针对下部原有挡土墙1设置格构梁框架4+特制压力型锚索3形成整体格构锚索支护结构，锚索钻孔孔径150mm，钻孔倾角10°，锚索总长15m，锚固段9m，采用yms-4s15.2钢绞线，锚固力设计值fd＝240kn，锁定值fl＝180kn，横竖向间距均为2.5m；挡土墙1高度方向上共设置3排，钢筋砼格构梁每榀尺寸为2.5×2.5m，格构梁截面尺寸为400×400mm，其施工工艺流程如图10，具体施工步骤如下：

a.按设计图纸确定锚索孔位的平面位置，进行测量放线，孔位误差不得超过±50mm；

b.搭设好施工平台，选择合适的钻机和钻进方式，钻机就位后严格调整机位，确保锚索钻孔方向和倾角符合设计要求，方位允许误差±2.0°，倾角允许误差±1.0°,钻机安装要求水平、稳固，施钻过程中应随时检查，钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，为确保锚索孔深度，要求钻孔深度超出设计锚索长度0.5m左右；

c.钻孔结束后，逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用，用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，以织物或水泥袋纸塞好孔口待用；

d.制备锚索螺旋加强架3-2，加强架包括螺旋筋、多根纵筋和多根圆形加强筋，圆形加强筋焊接在纵筋内层形成圆柱形钢筋架，螺旋筋呈螺旋状缠绕在圆柱形钢筋架的外侧；其中所述螺旋筋采用直径为6-8mm的光圆钢筋制成，纵筋采用直径10mm～14mm的钢筋制成，圆形加强筋采用直径大于10mm的光圆钢筋制成，首先根据锚索承载板3-4确定螺旋加强架3-2的螺旋直径，其螺旋直径比承载板3-4的直径小5-10mm，然后根据设计图纸确定好圆形加强筋的直径；锚索杆体制作时应先除锈，锚索钢绞线3-7表面涂防腐保护漆，为使钢绞线3-7在锚孔中居中，每隔1.5m设一对中支架3-3，锚索钢绞线下料长度应为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和；

e.进行锚索体安装前应对钻孔重新检查，发现塌孔、掉块时应进行清理，并对锚索杆体进行详细检查，对损坏的防护层、配件等应进行修复，将制备完成的含有螺旋加强架3-2的锚索体置入钻孔中，在推送过程中用力要均匀，以免在推送时损坏锚索配件和防护层；

f.锚索注浆宜采用二次注浆工艺，一次灌浆压力≥0.5mpa，二次灌浆压力≥2.0mpa，注浆必须从孔底向上灌注；注浆材料为纯水泥浆，水泥采用42.5等级普通硅酸盐水泥，浆液水灰比应取0.45～0.5，为加快施工进度和确保注浆质量，浆液中应掺入一定量的膨胀剂及早强剂，其28天的强度不应低于1mpa；

g.钢筋砼格构梁框架4的施工顺序：测线定位→模板安装→钢筋制安、锚索头制安→梁槽内浇筑混凝土→拆模→养护；浇筑框架格构梁4时，要采取可靠的措施，保证锚索轴线的位置和框架结点位置相对应，格构梁每隔20m设一道伸缩缝，缝宽50mm，缝内用沥青麻筋填充；

h.在格构梁混凝土强度达到设计强度等级的80％，锚索锚固段灌浆强度大于20mpa，且达到设计强度等级的80％后，可进行锚索张拉锁定；锚索张拉锁定后，用c30混凝土封闭保护，混凝土保护的厚度不小于10cm。

(3)针对原有挡土墙1上部填方边坡采用加筋土加固，土工格栅型号为em4，单位质量350g/m²，厚度不小于14mm，纵向拉伸强度大于等于2kn/m。土工格栅垂直边坡坡面方向长度取15m，竖向间距取0.5m，其施工流程如图11所示，具体施工步骤如下：

a.原地面清理与地基夯实：根据设计图纸及现场土质情况，平整填筑地基，然后开挖原始边坡，回填填料，如图2所示，其填料与原状坡体结合部位开挖成台阶状，以增加界面摩擦；为防止基底局部存在的尖锐物或硬物损坏土工格栅，施工前先将土工格栅摊铺范围内的树根、草皮、腐植土全部挖除，基底开挖前应进行详细测量定位并标出开挖线，反包生态土袋9施工定位放线位置必须准确无误；

b.铺设土工格栅加固结构8：土工格栅铺设在压实整平的填料上，不得重叠，不得卷曲或折曲，不得与硬质棱角填料直接接触；为避免填料摊铺和碾压时对土工格栅的扰动，采用u型钉10打入填料层进行土工格栅固定，每层土工格栅铺设时应预留出大于3m宽度作为生态袋9反包坡面；土工格栅的规格、长度和竖向间距应按相关规范要求和设计计算确定，回折长度不小于1.5m(顶部不小于2.5m，不含反包土袋9宽度)；

c.生态土袋9填充与安装：生态袋内装入种植土并封口，每袋容量为袋容积的2/3，压实，然后用锁边机封口锁紧；生态土袋9沿土工格栅外侧堆垒，回折拉筋，用专用塑料缝合棒固定拉筋，使每层土工格栅与生态土袋9形成一个受力整体；

d.填料摊铺和压实：填料内不得含有树根、草皮和其它杂物等。每层填料摊铺平整后应及时碾压，在土工格栅上按规定厚度铺土，铺设时下层填料应平整密实，不得与硬质尖锐棱角的粒料直接接触；一般采用振动式压路机，先轻后重碾压，作业一般先从土工格栅中部开始，逐步碾压至土工格栅尾部，靠近坡面15m范围内的填料压实用小型机械由坡面后轻压，避免对坡面的扰动，最顶层土工格栅应足够长并埋在填土下面，保证填土可提供足够的约束力以永久的锚固；

e.检查回填土压实度和生态袋：在进行下一道土工格栅摊铺之前，需要对回填填料进行压实度检测，压实度应符合设计要求，检查生态土袋9边坡，对在回填碾压过程中发生变形或破损的土袋及时进行处理。

f.排水工程：在施工铺设土工格栅8时按照排水盲沟7的设计图纸，在施工排水盲沟7的位置预留2m的宽度进行排水盲沟7的施工，排水盲沟7和土工格栅交接处固定；排水盲沟7侧壁采用干砌块石砌筑，厚度200mm，内部采用一层土工布铺一圈，在排水盲沟7内用碎石填筑，粒径20mm～40mm。碎石大小应均匀，孔隙应清晰以便保证流水通畅。

本发明保留了原有的重力式挡墙支护结构，对挡墙地基进行高压旋喷加固处理，提高了挡墙地基承载力，并将原有挡墙的被动防护变为格构预应力锚索主动防护，极大提高了原有挡墙的抗倾覆、抗滑移等稳定性，且能有效地控制挡墙位移；上部填方边坡采用在填土中铺设土工格栅，利用每一层土工格栅与填土之间的相互作用改善土体的变形条件、提高土体的工程性能，且边坡稳定区内土工格栅与土体产生摩擦阻力可平衡滑动区的推力，从而保证上部填方边坡的稳定，且能有效降低上部填土对原有挡墙的不利影响。本发明的结构及施工方法收到了较好的支护效果，经长期监测发现，原有挡墙和上部填方边坡的位移或变形值均在设计和规范允许范围内。

本发明有效地解决了重力式挡墙上部大面积填方导致原有挡墙和填方边坡稳定性不足且对原有挡墙加高存在支护效果缺陷的问题，不需要拆除原有挡墙，避免了拆除工程导致边坡失稳的风险，同时节约了加固费用和施工工期，生态环保，对于此类填方边坡挡墙加固工程值得推广应用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。