樁基托梁在公路設計中的應用

吳永安　郭宏麗

摘 要：樁基托梁擋土墻是指：在公路設計中由于擋墻下地基土層覆蓋層過厚且地基承載力不足，為避免將擋墻置于不穩(wěn)定的土層上或避免擋墻基礎埋置太深，因此需要采用樁基，在樁基上設置托梁（類似承臺梁），并將擋土墻設在托梁之上，使擋墻獲得足夠的穩(wěn)定性和承載力。它是一種常見的路基支擋構造物。當基礎埋置深度無法滿足或擋土墻基底應力驗算不滿足時，可采用樁基托梁擋土墻。

關鍵詞：樁基托梁；公路設計；擋土墻；路基

擋土墻是公路設計中用于支撐路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種工程構造物。隨著廣泛擋土墻的應用以及科技技術水平的不斷提高，擋土墻的結構形式正變得也越來越多，包括衡重式擋土墻、重力式擋土墻、加筋擋土墻、懸臂式擋土墻、錨定板擋土墻、錨桿擋土墻、樁基托梁擋土墻等等。而我們要談的樁基托梁擋土墻只是其中的一種。

1 關于樁基托梁的概述

擋土墻與樁二者的組合稱之為樁基托梁擋土墻，由托梁作為中間物將兩者連接起來。樁基托梁擋土墻是以拖梁做為介質(zhì)將托梁上擋土墻結構上的荷載傳遞給樁，然后再由樁通過與樁相接觸的土壤和樁端土把荷載傳到下面堅實的土層中去，當托梁在把樁和擋土墻聯(lián)成一個整體的同時，也和二者一起承擔荷載。樁基拖梁擋土墻在很多時候都是可以采用的，比如在改建公路的路基主體設計工程中可以采用、在新建公路的主體設計工程中可以采用，同時在運用的位置上也很靈活，既可以作為路肩墻出現(xiàn)，也可以作為路堤墻出現(xiàn)。樁基托梁的高度不像其它擋土墻一樣受高度的限制是其特征主要，樁的埋深這一特點又恰好彌補了地基不穩(wěn)固的缺陷。

1.1 關于樁基托梁的應用

（1）主要可以用于河岸的沖刷處、公路陡坡處、覆蓋土穩(wěn)定性比較差的地方、基巖較深埋置處、和既有線相鄰太緊處等。

（2）當刷坡到達極限邊坡等級的時候，由于是穩(wěn)定性較差的覆蓋土層，所以導致無法實施原來設計的其他形式的擋土墻時，樁基托梁就展現(xiàn)出它的優(yōu)勢了，這時候就可以采用它了。

（3）在已有的線路又是陡坡路堤的地方新建平行的第二線時，當施工以及行車安全在采用跳槽開挖基坑、挖臺階漿砌防護等等的臨時的支護結構都不能滿足被滿足的時候，樁基托梁就展現(xiàn)出它的優(yōu)勢了，這時候就可以采用它了。

1.2 關于樁基托梁的分類

（1）按工程設置方面的位置可以分為：路堤式的擋土墻與路肩式的擋土墻。其中根據(jù)樁基擋土墻的結構形式不同又分為：重力式的擋土墻與衡重式的擋土墻。而在實際的工程中很多時候都采用衡重式的擋土墻。

（2）按其另一種結構形式也分為：單排樁式的擋土墻、多排樁式的擋土墻與錨索（桿）式的擋土墻。與之相應的根據(jù)樁基擋土墻的結構形式不同又分為：重力式的擋土墻與衡重式的擋土墻。

1.3 關于樁基托梁的設計原則

（1）樁基托梁擋土墻的設計應該綜合考慮到它的安全性、可靠性、經(jīng)濟性、合理性等問題，從而來確定擋土墻的高度、擋土墻的截面尺寸、擋土墻的樁截面尺寸、擋土墻的樁間距與擋土墻的托梁尺寸等。

（2）擋土墻的高度至少應滿足使托梁底部不至于懸在空中，此外托梁截面的中心線和樁的中心線應該與作用在擋土墻底的豎向的荷載重合。

（3）托梁可分為簡支梁和連續(xù)梁兩種。其中連續(xù)梁下面的樁一般應按等間距布置，簡支梁一般情況下要求做成兩端都要懸空出來的簡支梁。

（4）樁按懸臂樁的樣式設計比較好，其中一般按襟邊的寬度應大于4m 來選擇設定錨固點。若是矩形樁的時候，截面的短邊尺寸應該大于或等于1.25m，樁間距在5～8m之間比較好。

2 下面以一個例子說明樁基托梁擋土墻在公路設計中的優(yōu)化效果

2.1 原設計中的實際情況及優(yōu)化

但是在施工人員進場后，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)實際上該地段橫坡比原設計中的更陡，并且此段為的不穩(wěn)定覆蓋土地段，如果按照原設計施工的話，擋土墻需要加高并且擋土墻底的地基的承載力也達不到要求，為了保證路基的穩(wěn)定性和安全性，必須進行優(yōu)化設計。

樁基托梁擋土墻設置好后，可有效避免原設計中的擋土墻下覆蓋層的坍塌現(xiàn)象的存在，從而導致基礎底存在懸空的可能性，如何使路基的安全得到更好地、更有效地保護，那就需要鎖住路基，把樁尖置入穩(wěn)定的基巖中就是鎖住路基的一種有效的方法。

2.2 關于樁基托梁的施工程序

2.3 關于此例中的樁基托梁的施工要點

（1）此例的優(yōu)化設計僅僅適用于衡重式的路肩式樁基托梁擋土墻，墻高為8～12m 高路段。

（2）樁孔的開挖以及護壁均由人工完成， 必要時也可利用風鎬來開挖。 一次一般只開挖0.5～2m 深，隨即護壁、立模、安放鋼筋就要緊跟著進行，直至最后要留著封口處理的0.10～0.15m 。

（3）墻身在沿路線的方向上應該結合到托梁與墻高的銜接情況，每隔10～15m 須設置伸縮縫，并且應該用瀝青麻筋來填塞伸縮縫的內(nèi)部外部頂部三邊。

（4）樁基托梁必須要求要埋置在巖土的體內(nèi)。在澆筑拖梁時，同時應該在其頂部和擋土墻底部相接觸處埋入一些短筋，以利于提高拖梁頂面和擋土墻的穩(wěn)定性。

（5）樁基托梁頂部的鋼筋伸入樁基拖梁內(nèi)的長度在對于螺紋狀的鋼筋而言應該大于或等于該鋼筋的直徑的35倍，而對于光圓狀的鋼筋應該大于或等于該鋼筋的直徑的45倍。

（6）在樁基結構中鋼筋如果是縱向受力時候接頭應該采用焊接，接頭處在35d 范圍內(nèi)， 有這種接頭的受力鋼筋的面積應該不小于該截面的鋼筋的面積的50%。

7）其他相關事宜參照相應的規(guī)范執(zhí)行。

參考文獻

[1] 趙明華.土力學與基礎工程[M].武漢：武漢理工大學出版社，2003.

[2] 李海光.新型支擋結構設計與工程實例[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3] 孔德惠，孔書祥.樁基擋墻在既有鐵路路基加固中的應用[M].鐵道建筑，2008（04）.