高填深挖路基樁板式擋土墻的應用與施工

王延林

（中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江湖州 313000）

高填深挖路基樁板式擋土墻的應用與施工

王延林

（中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江湖州 313000）

結(jié)合貴州省惠水至興仁高速公路八標YK83+632～YK83+680，ZK83+752～ZK83+902，ZK85+528～ZK85+600段深挖高填樁板式擋土墻施工實例，介紹了高填深挖路基樁板式擋土墻的應用與施工，詳細闡述了樁板式擋土墻的施工技術(shù)要點，以指導工程實踐。

樁井，光面爆破，護壁，抗滑樁，擋土板

1 工程概況

貴州省惠興八標YK83+632～YK83+680段為路塹式樁板式擋土墻，共9根樁，樁長21 m，總長189 m，ZK83+752～ZK83+ 902，ZK85+528～ZK85+600段為填方路堤樁板式擋土墻，共計39根，樁長16 m～32 m，總長732 m，樁體內(nèi)側(cè)外掛擋土板815塊。YK83+632～YK83+680路塹式樁板式擋土墻上方，ZK85+528～ZK85+600填方路堤下方有一走向基本相同的S309省道，是通往貴州省鎮(zhèn)寧縣和紫云縣多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主要公路通道，重載車輛多、客貨車流量大。

2 工程地質(zhì)特征

YK83+632～YK83+680，ZK83+752～ZK83+902，ZK85+ 528～ZK85+600段深挖高填樁板式擋土墻地處構(gòu)造剝蝕，溶蝕中低山斜坡地貌區(qū)，自然斜坡角約56°的山坡地帶上。原地面為碎石土，一般層厚為5.8 m。其下為強風化泥巖、中風化泥巖，一般層厚分別為2.2 m，7.6 m。

3 支擋方案比選

加筋擋土墻是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應地基輕微的變形。節(jié)約占地，造型美觀，造價比較低，具有良好的經(jīng)濟性。高山重丘區(qū)地形陡峭的山坡一般不宜使用。重力式擋土墻依靠自身重力來平衡土體穩(wěn)定，對地基承載力的要求較高。如果墻過于高大，墻身截面會因墻高而加大，墻體材料耗費巨大，因而亦不經(jīng)濟。懸臂式擋土墻是由墻面板和墻底板組成，呈倒“T”字形。扶壁式擋土墻由墻面板、墻趾板、墻踵板及扶肋組成。懸臂式擋土墻是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要特點是結(jié)構(gòu)受力可靠，可以較好地發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度性能。當擋土墻過于高大時，鋼材用量急劇增加，影響其經(jīng)濟性。

結(jié)合現(xiàn)場自然條件，YK83+632～YK83+680，ZK83+752～ZK83+902，ZK85+528～ZK85+600深挖高填路基選用樁板式擋墻支擋。樁板式擋土墻是由抗滑樁和擋土板組合而成（見圖1）。樁板式擋土墻兼具擋土和抗滑作用，可有效地解決地形復雜、地質(zhì)情況不良地段的邊坡支擋問題，尤其是在一些高填方陡坡路堤受地形限制，需要直立削坡的高填深挖的特殊地段。

4 樁板式擋土墻的特點

1）樁板式擋土墻結(jié)構(gòu)受力可靠、支擋效果好、施工簡便、質(zhì)量容易控制;2）對地基承載力要求不高，當?shù)鼗休d力不足時，可由加深樁的埋深得到補償;3）樁板式擋土墻施工工序相互干擾少，以便于加快施工進度;4）占地面積小、圬工量小，能降低工程成本;5）樁板式擋土墻兼具擋土和抗滑作用，適用于地質(zhì)條件復雜、不良地質(zhì)有滑坡隱患地段的邊坡支擋;6）適用于土壓力大，墻高超過一般擋土墻限制的地段。

5 樁板式擋土墻設(shè)計參數(shù)

抗滑樁設(shè)計截面尺寸為2.0（順線路）×3.0 m（橫線路）。樁體在受拉區(qū)配三排主筋，每束為3根，最內(nèi)側(cè)配置共計13束（39φ32 mm），中間一排配置共計12束（36φ32 mm），外側(cè)配置共計11束（33φ32 mm）。樁體在受壓區(qū)配一排主筋，最內(nèi)側(cè)配置共計10根（10φ32 mm），樁體兩側(cè)各配（9φ16 mm），箍筋為φ16 mm鋼筋，樁體需嵌入完整中風化巖層中6 m～8 m。擋土板設(shè)計截面尺寸為50 cm×35 cm，板長470 cm，樁、板均為C25混凝土。擋土板受拉區(qū)配6根φ20 mm主筋，在受壓區(qū)配3根φ20 mm主筋。采用預制施工，每塊擋土板設(shè)兩處泄水孔、預埋φ100×6 mm鋼管作為泄水孔并兼作吊裝孔。

6 樁井基礎(chǔ)施工

6.1 施工順序

根據(jù)設(shè)計樁位坐標測設(shè)樁位，開挖鎖口，樁井鎖口呈“┓┏”形。開挖鎖口土石方、綁扎鋼筋澆筑鎖口混凝土，鎖口是防止樁井護壁下沉。開挖樁井第一節(jié)土石方（每節(jié)開挖深度1.5 m），檢查中線及尺寸符合要求后，綁扎鋼筋立模澆筑第一節(jié)護壁。待第一節(jié)護壁混凝土達到一定強度后，再開挖第二節(jié)土樁井石方，檢查垂直度和斷面尺寸符合設(shè)計要求后，第二節(jié)護壁綁扎鋼筋，拆除第一節(jié)護壁模板立于第二節(jié)樁井澆筑護壁混凝土，樁井第三節(jié)挖土、綁扎鋼筋立模澆筑護壁工序，重復循環(huán)作業(yè)直至達到樁井設(shè)計深度檢查持力層后進行鋼筋骨架安裝、澆筑樁體混凝土。填方路堤自下而上安裝擋土板，填筑土石方。挖方路塹自上而下安裝預制或現(xiàn)澆擋土板，開挖土石方。

6.2 樁井開挖

抗滑樁的施工必須從兩端向中部施工，且必須跳槽施工，為了防止過度擾動，樁井開挖時，應采用對地層擾動較小的淺孔光面爆破，炮孔為1.2 m～1.5 m。根據(jù)樁井通過的地質(zhì)條件，樁井采用全斷面分節(jié)開挖。樁井上部松散軟弱地層，采用人工手持風鎬或十字鎬從上到下逐層挖掘。每節(jié)段開挖深度為1.2 m～1.5 m，挖土順序為先中間后周邊。樁井中、下部硬巖、堅硬巖風鎬或十字鎬無法開挖的，采用全斷面微差光面爆破開挖。

7 通風

樁井開挖到一定深度后，施工過程中樁井下部會沉積粉塵、有害氣體。尤其是爆破后，樁井下部粉塵、有毒氣體會急劇增加。在井口用鼓風機通過風管向樁井內(nèi)送風，排出樁井內(nèi)的有害、有毒氣體和降低粉塵。樁井內(nèi)送風的鼓風機風量，應保證樁井內(nèi)施工人員能在空氣不污染的前提下作業(yè)。

8 提碴

樁井出碴采用扒桿式電動提升機，帶翻轉(zhuǎn)裝置提碴桶容量根據(jù)扒桿式電動提升機的起重量制作，鋼制圓桶提碴重量一般在150 kg～200 kg。扒桿式電動提升機底座必須與井口安裝錨固牢固，防止在提升作業(yè)時發(fā)生傾翻。提升扒桿的傾斜角度及扒桿旋轉(zhuǎn)半徑，應滿足樁井內(nèi)提碴吊桶升降要求，保證吊桶升降過程中不碰撞護壁。提升鋼絲繩應與吊桶連接牢固，應有防脫鉤裝置。應經(jīng)常檢查扒桿式電動卷揚機鋼絲繩、吊鉤及裝碴鐵桶是否安全可靠。

9 排水

當樁井內(nèi)出現(xiàn)地下水時，可在樁井底中部挖集水坑，將井內(nèi)的地下水匯集到樁井底中部挖集水坑，采用水泵及時抽排水。水泵等電氣設(shè)備要配備漏電保險開關(guān)。

10 樁井鎖口及鋼筋混凝土護壁

樁井鎖口采用C20鋼筋混凝土，高60 cm，寬60 cm，共配置6φ12 mm受力主筋，每個側(cè)面為3根。樁井鋼筋混凝土護壁厚度30 cm。采用φ12鋼筋，間距20 cm×20 cm。上一節(jié)與下一節(jié)護壁的豎向鋼筋采用焊接，保證上下節(jié)護壁連接的牢固性、可靠性。樁井分節(jié)開挖掘進，樁井斷面及中線符合要求后，鋼筋混凝土護壁支護及時跟進，確保施工人員安全。采取組合式鋼模板，拆上節(jié)立下節(jié)，循環(huán)使用，利用吊桶運輸混凝土人工澆灌?？够瑯兜淖o壁每節(jié)施工的長度為1.2 m～1.5 m，應開挖一節(jié)，立即支護一節(jié)。每節(jié)護壁間孔隙不大于250 mm，供灌混凝土用，混凝土澆筑完畢后，立即將孔隙填滿、抹平。

11 井底處理

井底處理的目的是要確保樁井底的巖層承載力，樁井開挖至設(shè)計標高或深度后，對井底巖性進行檢驗合格后迅速用混凝土封底。封底前應將井底的松散軟弱層全部清理掉，減少井內(nèi)滲水，保持井內(nèi)清潔?；炷翗颂柋仨毰c設(shè)計樁井基礎(chǔ)混凝土標號相同，封底厚度一般為10 cm～15 cm。

12 樁體鋼筋制作安裝

樁體鋼筋混凝土施工按地面以下和地面以上兩部分施工，樁體鋼筋分別在樁井內(nèi)、井上搭設(shè)支架綁扎，主筋在井外焊接，每3根（3φ32 mm）為一束，主筋應點焊成束。先進行樁井內(nèi)鋼筋綁扎，后進行井上鋼筋綁扎。先把焊接好的主筋下放樁井內(nèi)，樁井內(nèi)鋼筋可以用人工配合吊車下放到孔內(nèi)。在主筋按設(shè)計要求擺好后，箍筋綁扎由井底往井口進行。箍筋綁到一定高度時，可以用幾塊活動木板搭在合適高度的橫向鋼筋上，供施工人員站立操作。鋼筋籠綁扎好后，在其箍筋骨架外側(cè)按設(shè)計要求的保護層安裝墊塊支墊。以保證在樁身混凝土灌注過程中，使鋼筋籠不至于偏移。在井口、井內(nèi)按設(shè)計要求的排距和間距固定主筋和箍筋綁扎，綁扎自下而上進行。

13 樁體混凝土施工

樁體混凝土的運輸采用混凝土運輸車，灌注采用混凝土輸送泵直接泵送入井。防止混凝土離析，可接長輸送管末端的輸送軟管道進行布料。也可以使用漏斗和串桶輸送混凝土到井下，串桶可以根據(jù)樁身混凝土灌注達到的標高進行連接或拆除，保證澆筑面高度不大于2.0 m。樁體地面以上部分，鋼筋骨架綁扎完成后安裝模板，模板采用定型組合鋼模板，樁體分地面以下和地面以上一次灌注完成。為了保證上下兩部分的混凝土結(jié)合牢固，在澆筑上部混凝土時，對下部的混凝土鑿毛，將混凝土表面浮漿全部鑿除干凈，并要求鑿至新鮮混凝土并露出石子。用高壓風將鑿除的殘碴吹干凈，再用高壓水槍沖洗干凈，以確?；炷凌徝娴那鍧崱?/p>

14 擋土板預制及安裝

14.1 擋土板預制

擋土板預制盡量就近選擇場地采用集中預制，便于后期運輸和安裝。擋土板設(shè)計截面尺寸為50 cm×35 cm，板長470 cm，為C25混凝土。擋土板在受拉區(qū)配6根φ20 mm主筋，擋土板在受壓區(qū)配3根φ20mm主筋。每塊擋土板設(shè)兩處泄水孔、預埋φ100× 6 mm鋼管作為泄水孔并兼作吊裝孔。擋土板在受拉區(qū)和受壓區(qū)的配筋不相同。預制板施工時要標記內(nèi)、外側(cè)，以防止擋土板發(fā)生內(nèi)、外側(cè)安裝顛倒，從而影響到擋土板結(jié)構(gòu)受力。

14.2 填方路堤擋土板安裝

路堤樁板式擋墻擋土板是直接在樁體背后安裝擋土板。擋土板安裝前，樁的垂直方向標記擋土板的搭接線，保證擋土板在樁體上搭接長度一致。要先計算每塊擋土板的高度及縫隙，同外露地面樁身的高度相比較來確定第一塊擋土板的混凝土墊層標高，以便于最后一塊擋土板標高與樁頂平齊。由抗滑樁頂面自上而下逐層劃分并標記出擋土板水平層數(shù)安裝位置，每層擋土板應在同一水平面上。由于擋土板內(nèi)外側(cè)設(shè)計配筋數(shù)量不相同，因此必須按照內(nèi)外側(cè)正確安裝，切不可發(fā)生內(nèi)、外側(cè)安裝顛倒。擋土板采用汽車吊車起吊安裝，擋土板安裝隨著填土高度自下而上進行安裝。

14.3 挖方路塹擋土板安裝

樁板式擋墻用于路塹開挖支擋防護，是在路塹土石方開挖前先進行樁體施工。樁體施工完成后自上而下開挖路塹土石方、自上而下進行擋土板安裝或現(xiàn)澆。路塹樁板式擋墻為外掛式擋土板，外掛式擋土板施工可以采用預制安裝，也可以采用現(xiàn)澆施工。在樁灌注混凝土前應預埋螺栓或鋼筋，待樁身灌注完后，土體開挖完成則可見預埋螺栓或鋼筋，預埋的螺栓或鋼筋必須精確。樁體內(nèi)的埋鋼筋與預制擋土板連接并用同標號的混凝土封閉處理。擋土板采用現(xiàn)澆施工是將樁體內(nèi)的埋鋼筋擋土板鋼筋連接，然后立模澆筑擋土板混凝土。

15 土石方填筑、開挖

路堤樁板式擋土墻高填方陡坡路堤填筑施工前，應將原地面挖成寬度不小于2 m、向內(nèi)傾斜2%～4%的臺階并碾壓密實，防止路堤整體性滑移。填料應分層攤鋪，分層最大松鋪厚度必須符合施工設(shè)計和施工技術(shù)規(guī)范要求。路塹樁板式擋土墻土石方開挖深度以樁間土層不坍塌為宜，一般開挖深度不大于2 m。應分層、分段開挖土石方，并及時施作擋土板形成完整的樁板式擋土墻受力結(jié)構(gòu)。樁體外露出地面的部分將鋼筋混凝土護壁拆除，對樁體進行外觀裝修以保證樁板式擋墻的觀感質(zhì)量。

16 結(jié)語

高填深挖擋土墻是山區(qū)高速公路施工中的重點和難點，選擇適宜的支擋結(jié)構(gòu)關(guān)系到工程的安全性、耐久性和經(jīng)濟性。樁板式擋土墻是由抗滑樁和擋土板組合而成。尤其是在一些深高填方路堤、挖方路塹，受地形限制需要直立削坡的高填深挖的特殊地段，樁板式擋土墻以結(jié)構(gòu)受力優(yōu)良、支擋結(jié)構(gòu)效果好，有較好的地形適應性。自下而上進行的樁板式擋墻，具有施工安全、工藝簡單、施工便捷和良好經(jīng)濟性，在高山重丘區(qū)修建的公鐵路高填方陡坡路堤，樁板式擋土墻有其他擋墻不具備的特點可被廣泛運用。

［1］何廣沂.工程爆破新技術(shù)［M］.北京：中國鐵道出版社，2000.

［2］TB 10025-2001，鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司.公路擋土墻設(shè)計與施工技術(shù)細則［M］.北京：人民交通出版社，2008.

Application and construction of high-filling excavation subgrade pile-type retaining wall

WANG Yan-lin

（China Railway 16th Bureau Group 3rd Engineering Co.，Ltd，Huzhou 313000，China）

Combining with the high-filling excavation subgrade pile-type retaining wall construction example at the 8th section of YK83+632～YK83+680，ZK83+752～ZK83+902，and ZK85+528～ZK85+600 on Huishui-Xingren highway in Guizhou province，the paper introduces the application and construction of high-filling excavation subgrade pile-type retaining wall，and specifically describes its construction technology points，with a view to guide engineering practice.

pile well，smooth blasting，dado，anti-sliding pile，retaining plate

U416.1

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.18.048

1009-6825（2012）18-0149-03

2012-04-22

王延林（1963-），男，工程師