樁板式擋土墻的受力分析與施工探討

摘要：文章主要介紹了樁板墻的構(gòu)造、設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)，對樁板式擋土墻的擋土板進(jìn)行受力分析，指出了樁板式擋土墻兼具擋土和抗滑作用，可有效解決地形復(fù)雜、地質(zhì)情況不良地段的邊坡支護(hù)問題。

關(guān)鍵詞：樁板式擋土墻；抗滑樁；擋土板；受力分析；土拱效應(yīng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U417 文章編號：1009-2374（2015）10-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0919

樁板式擋土墻是由抗滑樁演變過來的，其具體的形成過程為：在路基邊坡中使用懸臂式抗滑樁支擋時，此環(huán)節(jié)涉及到樁間支檔的選擇狀況，在其中進(jìn)行掛板或搭板，便形成樁板式擋土墻。這擋土墻的適用范圍相對較廣，在普通地區(qū)以及浸水地區(qū)的路塹中，甚至是一些地震區(qū)的路塹也可以被使用到。當(dāng)然，樁板式擋土墻同樣適用于滑坡地帶的路塹。

1 工程概況

三穗至黎平高速公路AT3標(biāo)，合同段起訖樁號K22+060～K32+800，全長10.81km。主要工程量為挖方275萬方，填方243萬方，大橋1635m/6座，中橋144m/2座，隧道1325m/雙幅。

2 樁板式擋土墻的構(gòu)造、適用范圍

一般而言，這種擋土墻是由兩部分構(gòu)成的，即抗滑樁以及擋土板。在具體的施工過程中，抗滑樁主要是被埋藏于地底的，它的截面既可以是一個矩形，也可以為一個圓形，稍微有些部分會露出在地表。擋土板具有多種形式，一般可以在操作中采用拱板、預(yù)制平板或者現(xiàn)澆板。

在目前的絕大多數(shù)工程中，樁板式擋土墻主要被應(yīng)用在土質(zhì)填方邊坡內(nèi)。此外，其在等待立直削坡的土質(zhì)挖方邊坡也有應(yīng)用，它的懸臂伸長可以達(dá)到15cm余，樁與樁之間的距離則在3～6m范圍內(nèi)。

3 施工要求及質(zhì)量控制

在對抗滑樁進(jìn)行基礎(chǔ)施工前，必須仔細(xì)標(biāo)出其平面位置以及需要開挖的部位，同時必須依據(jù)當(dāng)?shù)氐匦螤顩r，正確地處理樁位區(qū)的防滲以及排水工作。具體的樁位施工程序如下：測放樁位→清理并穩(wěn)固樁孔附近坡面→施工樁體鎖口→開挖→節(jié)樁孔→綁扎護(hù)壁鋼筋→支?！鷿仓o(hù)壁混凝土→開挖下一節(jié)樁孔→重復(fù)上面四道工序直至設(shè)計(jì)標(biāo)高→封底→綁扎樁身鋼筋→澆灌樁身混凝土至樁頂。

樁體應(yīng)跳樁分節(jié)開挖，禁止在樁頂上方堆放棄渣及建筑材料；孔樁的開挖工作必須分節(jié)進(jìn)行，其開挖高度需要滿足相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)。在對其進(jìn)行開挖時，要注意其支護(hù)工作的開展。另外對巖層進(jìn)行時，對于其中的突出巖體要及時清除，以確保施工的安全性。

4 抗滑樁施工

4.1 施工準(zhǔn)備

4.1.1 對樁的具體位置進(jìn)行測量，保證場地的平整度。要安裝樁的斷面尺寸以及運(yùn)渣需要的空間，對場地的平整度進(jìn)行控制。

4.1.2 每個井口配備一臺卷揚(yáng)機(jī)，固定牢靠，保證機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 樁井開挖

4.2.1 鎖口部分，參考當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況，開挖井口到1～2m時，需要將鋼筋、澆筑混凝土護(hù)壁等安裝上去。為了避免在對層井口開挖時出現(xiàn)井口沉陷的情況，需要增強(qiáng)護(hù)壁的厚度。

4.2.2 抗滑樁掘進(jìn)，這個過程中主要使用的方法為邊開挖邊支護(hù)。

4.2.3 出渣，井內(nèi)采用人工裝渣，這個過程需要借用到卷揚(yáng)機(jī)，它能夠起到運(yùn)輸廢渣的作用。

4.2.4 護(hù)壁支撐，等到護(hù)壁混凝土的強(qiáng)度符合相關(guān)要求之后，才能進(jìn)行下一步的工作。必須把護(hù)壁各節(jié)的縱向鋼筋連接起來，保證護(hù)壁的整體性，有接頭的受力鋼筋面積不得大于該截面鋼筋面積的50%。澆筑混凝土?xí)r，必須在相鄰的護(hù)臂之間留出一個缺口，等到完成拆模工作后再將其抹平。

4.2.5 井內(nèi)通風(fēng)，在樁井的深度達(dá)到15m以后，為確?？諝饬魍?，需要在井口安裝通風(fēng)機(jī)。

4.2.6 井內(nèi)排水，在施工過程中應(yīng)盡量避開雨季，另外需要處理好工程的排水問題。可以按照一個小集水井，使用離心泵開展排水工作。

4.2.7 上下井設(shè)施，對每個井內(nèi)設(shè)置軟梯，施工人員上下井時必須系安全帶、佩戴安全帽。

4.2.8 在開挖樁孔時，相關(guān)的工作人員必須參考實(shí)際情況，來對底層巖性進(jìn)行記錄。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)狀況不符合實(shí)際的要求，必須及時監(jiān)督設(shè)計(jì)人員變更設(shè)計(jì)

圖紙。

4.2.9 孔樁挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后要對孔底巖層承載力進(jìn)行檢測，并聯(lián)系相關(guān)人員進(jìn)行驗(yàn)孔。

5 擋土板施工

5.1 施工準(zhǔn)備

5.1.1 在開挖土層時，因?yàn)橥临|(zhì)的穩(wěn)定性不足，為了防止土方出現(xiàn)坍塌事故，要注意對開挖深度的

控制。

5.1.2 測定擋土板位置。

5.1.3 樁面修正，土方開挖后清除浮土和松動

巖石。

5.1.4 在設(shè)計(jì)支點(diǎn)（吊裝處）附近設(shè)計(jì)預(yù)制場地，場地需滿足規(guī)范要求。

5.2 擋土板施工工藝

5.2.1 鋼筋綁扎，按照設(shè)計(jì)要求綁扎鋼筋。

5.2.2 泄水管安防，預(yù)埋與設(shè)計(jì)要求相同孔徑的硬PVC管，用“井”架鋼筋固定。

5.2.3 立模加固，擋土板采用定做的組合模板，模板加固采用雙槽鋼。

5.2.4 混凝土預(yù)制，用混凝土罐車運(yùn)送，使用滑槽將混凝土送到加固好的模板中，振搗密實(shí)。

5.3 擋土板吊裝

5.3.1 擋土板采用預(yù)制拼裝，擋土板底部地基承載力必須滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，并做30cm厚M7.5漿砌片石墊層。

5.3.2 在做好擋土板的回填透水性工作之后，必須控制好填料的密實(shí)度。完成上述工作之后，方可對上一層擋土板進(jìn)行安裝。

5.3.3 擋土板吊裝孔在吊裝完畢后均用混凝土塞滿。

5.3.4 擋土板水平安放，而線路縱向有一定的坡度，故頂面上的擋板寬度應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，與路基邊緣同高。

6 計(jì)算原理

對樁板式擋土墻所承受的土壓力進(jìn)行計(jì)算，是一個比較復(fù)雜的過程。由于擋土板承受的荷載力存在差別，出于不同的思考方式，將會出現(xiàn)多種結(jié)果：第一種是因?yàn)榭够瑯吨g的距離過大導(dǎo)致土拱效應(yīng)消失，而擋土板的剛度能夠直接承受土壓力；第二種是抗滑樁間距剛好符合要求，土體存在土拱效應(yīng)，加上擋土板本身具備一定的柔度，其將會起到承受樁間土體的壓力。由于第一種情況下的土壓力與擋土墻上的下滑力是對等的，第二種情況的荷載力相比第一種明顯有所減少，所以相對來說經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，是一種恰當(dāng)?shù)氖芰Y(jié)構(gòu)。

筆者通過對工程情況的總結(jié)發(fā)現(xiàn)：抗滑樁對于滑坡的治理工作具備一定的積極作用?？够瑯兑话惚话惭b在斜坡巖土體內(nèi)。采用合適的樁結(jié)構(gòu)并且控制好樁與樁之間的間距，能夠保持斜坡的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高工程的質(zhì)量。當(dāng)下社會關(guān)注的一個重大焦點(diǎn)是：本來穩(wěn)定性較差的斜坡巖土體不會直接從樁間坍塌，這證明抗滑樁用特有的形式穩(wěn)定土體，在土體中形成作用和土拱相當(dāng)?shù)?/p>

結(jié)構(gòu)。

與拱結(jié)構(gòu)物相比，巖土體中土拱作用的產(chǎn)生存在較大的差別。對于拱結(jié)構(gòu)而言，一般是在材料的制作過程中就故意對其形狀進(jìn)行了設(shè)置，受荷載力的影響使得本身應(yīng)有的承壓作用得到發(fā)揮。土拱的形成需要經(jīng)歷一個漫長的過程，因?yàn)橥馏w顆粒之間具備一定的摩阻力以及黏膜結(jié)力，導(dǎo)致土拱的形成必須具備一定的基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是，受荷載力的作用，土體受力被壓縮，由于受力情況存在差別，所以將導(dǎo)致土體出現(xiàn)位移不平衡的情況。因?yàn)槲灰频钠胶鉅顩r，土顆粒間將會出現(xiàn)“楔緊”的情況。這樣一來，部分土層中便出現(xiàn)了“拱效應(yīng)”。

7 結(jié)語

樁板式擋土墻具有施工安全、簡便、互不干擾的特點(diǎn)，它占地少，影響范圍不大，可以充分利用機(jī)械，以改善勞動條件，這對于一些邊坡穩(wěn)定性較差的項(xiàng)目而言，無疑是一種相對較好的施工方式。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：師榮偉（1982-），男，山西榆次人，中交四公局投資事業(yè)部工程師，研究方向：土木工程。

（責(zé)任編輯：蔣建華）