淺議樁基托梁擋土墻在庫區(qū)公路中的應(yīng)用

楊 洲（綿陽市川交公路規(guī)劃勘察設(shè)計有限公司）

淺議樁基托梁擋土墻在庫區(qū)公路中的應(yīng)用

楊 洲
（綿陽市川交公路規(guī)劃勘察設(shè)計有限公司）

以北川縣X119線（北松路）開坪電站樁基托梁擋土墻設(shè)計實(shí)例，簡述樁基托梁擋土墻的設(shè)計和施工要點(diǎn)、應(yīng)用前景。

樁基托梁擋土墻；庫區(qū)公路；衡重式擋土墻

北川縣開坪電站沉陷路段處治工程位于庫區(qū)左岸，其中K22+710～K22+735段原有6.0m衡重式路肩墻，原有擋墻基底埋深不足，位于碎石土層，且由于水庫水位的頻繁變動，水流的虹吸作用已導(dǎo)致K22+720～K22+725段擋墻垮塌、路面沉陷及波形梁護(hù)欄損毀。結(jié)合地勘資料，該段道路拔河高 3.7～4.3m，下覆強(qiáng)風(fēng)化千枚巖深9.854m，地基承載力基本容許值為400KPa，中風(fēng)化千枚巖深12.243m，地基承載力基本容許值為800KPa。若設(shè)置衡重式路肩墻，墻高達(dá)14m，水深7.012m，屬于深水基礎(chǔ)作業(yè)，且實(shí)施時為春灌季節(jié)，難以通過庫區(qū)泄洪降低水位。經(jīng)過多次與業(yè)主、當(dāng)?shù)卣疁贤凹夹g(shù)方案比較后，設(shè)計中采用了樁基托梁擋土墻方案，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。筆者結(jié)合本工程對樁基托梁擋土墻的設(shè)計作簡單介紹，并談一些體會。

1 關(guān)于樁基托梁擋土墻的概述

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托梁為介質(zhì)將托梁上擋土墻結(jié)構(gòu)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將荷載傳到下面堅(jiān)實(shí)的巖層中去，當(dāng)托梁把樁和擋土墻聯(lián)成一個整體的同時，也和二者一起承擔(dān)荷載。樁基托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(shè)計工程中可以采用，在新建公路的主體設(shè)計工程中也可以采用，同時在運(yùn)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)。樁基托梁擋土墻的高度不像其它擋墻一樣受高度的限制是其主要特征，樁基礎(chǔ)這一特點(diǎn)又恰好彌補(bǔ)了地基承載力不足的缺陷。

1.1 關(guān)于樁基托梁擋土墻的應(yīng)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、基巖埋置較深處和既有線相鄰太近處等（本工程由于位于庫區(qū)公路，基巖埋置較深且常規(guī)基坑支護(hù)方案難以實(shí)施故而采用樁基托梁擋土墻）。

（2）當(dāng)刷坡到達(dá)極限邊坡等級的時候，由于穩(wěn)定性較差的覆蓋土層，所以導(dǎo)致無法實(shí)施原來設(shè)計的其它形式的擋土墻時，樁基托梁擋土墻就展現(xiàn)出它的優(yōu)勢了。

（3）在已有的線路位于陡坡路堤的地方新建平行的第二線時，當(dāng)施工以及行車安全在采用跳槽開挖基坑、挖臺階漿砌防護(hù)等臨時的支護(hù)結(jié)構(gòu)都不能滿足的時候，就可以考慮設(shè)置樁基托梁擋土墻了。

1.2 關(guān)于樁基托梁的分類

（1）按工程設(shè)置方面的位置可以分為：路堤式擋土墻與路肩式擋土墻。其中根據(jù)樁基擋土墻的結(jié)構(gòu)形式不同又分為重力式擋土墻與衡重式擋土墻，而在實(shí)際工程中很多時候都采用衡重式擋土墻。

（2）按其樁基結(jié)構(gòu)形式分為：單排樁式擋土墻、多排樁式擋土墻與錨索（桿）式擋土墻，根據(jù)上部擋土墻的結(jié)構(gòu)形式不同又分為：重力式擋土墻與衡重式擋土墻。

1.3 樁基托梁擋土墻設(shè)計及施工要點(diǎn)

(1)根據(jù)地形、地質(zhì)情況合理確定擋土墻的分段長度、擋土墻和托梁的高度。山區(qū)公路地形起伏較大，擋土墻分段長度不宜過長，一般應(yīng)控制在15m以內(nèi)。

（2）樁基托梁擋土墻的墻高及截面尺寸、樁間距、樁的尺寸、托梁尺寸等的確定，應(yīng)綜合考慮，以達(dá)到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則。

（3）擋土墻的高度應(yīng)滿足托梁基底不至于懸空，局部有懸空（懸空應(yīng)控制在1m以內(nèi)），應(yīng)進(jìn)行嵌補(bǔ)，托梁回填土應(yīng)滿足填土密實(shí)度要求。在澆筑托梁時，應(yīng)在其頂部和擋土墻底部相接觸處埋入短筋，以利于提高托梁頂面與擋土墻的穩(wěn)定性。

（4）當(dāng)墻背填土為細(xì)粒土?xí)r，墻背反濾層材料可采用砂礫石、砂卵石或土工合成材料。

（5）擋墻基底豎向荷載合力作用點(diǎn)宜與托梁截面中心線、樁中心線重合。（6）托梁根據(jù)分段長度，樁基布置可設(shè)為連續(xù)梁和簡支梁。連續(xù)梁下樁宜按等間距布置，簡支梁一般做成支端懸出的簡支梁。

（7）托梁外緣至墻底外緣的距離不小于 75cm，樁的外邊緣至托梁邊緣不小于75cm。

（8）托梁主筋除滿足設(shè)計要求外，還應(yīng)滿足最小配筋率要求，主筋直徑不宜小于12mm，箍筋直徑不宜小于6mm，縱向主筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于6cm。

（9）樁基采用矩形截面挖孔樁時，樁截面短邊尺寸不宜小于1.25m，以便于施工。

（10）樁基受力主筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于6cm，主筋直徑不宜小于16mm，凈距不宜小于12cm，困難情況下可適當(dāng)減少，但不得小于8cm。當(dāng)用束筋時，每束不宜多于3根。

（11）樁基必須隔樁開挖以減少對土體的擾動。

（12）托梁、樁基配筋計算時，應(yīng)注意方位，以免鋼筋配反。

（13）樁頂嵌入托梁內(nèi)的長度不小于50mm，主梁深入托梁內(nèi)的鋼筋不宜小于鋼筋直徑的35倍。

（14）灌注樁基礎(chǔ)施工：灌注樁采用機(jī)械成孔方式施工，樁基成孔后必須測量孔徑、孔位，檢查樁底巖層高程和巖石強(qiáng)度，只有確認(rèn)滿足設(shè)計要求后，才能灌注混凝土。樁長除不小于設(shè)計長度外，尚要滿足嵌巖深度的要求（嵌入中風(fēng)化巖層深度≥3倍樁基直徑），樁孔應(yīng)嚴(yán)格清孔，確?；炷临|(zhì)量及樁基礎(chǔ)承載力。為確保樁基質(zhì)量，設(shè)置灌注樁超聲波檢測管，成樁后應(yīng)對樁基進(jìn)行無破損檢驗(yàn)，并對樁的均質(zhì)性進(jìn)行檢測。

2 病害原因分析

在該工程中外業(yè)勘測過程中，水庫水位變化較為頻繁，其中，水庫正常蓄水位為705.59m，枯水期消落低水位為701.09m，落差為4.5m，變化周期為10天。水庫蓄水前路基比較穩(wěn)定，但隨著2014年9月電站下閘蓄水發(fā)電后，水庫不斷蓄水、放水，水位不斷提高、降低，沿庫區(qū)路段路基底部被水浸濕，強(qiáng)度降低，從而使上層土體失去支撐，形成滑動面，且原有擋墻埋深不足，當(dāng)路基土體自重和行車荷載產(chǎn)生的向下滑動的力大于路基底層與原地面之間的摩阻力時，路基沿基底向下滑動，路基整體失去穩(wěn)定。

3 工程實(shí)例簡介

(1)K22+710～K22+735段樁基托梁擋墻共分為兩段：K22+710～K22+720、K22+720～K22+735。上部采用5.0m高衡重式浸水擋土墻（擋墻基底位于庫區(qū)常水位下1.53m），材料為C15片石混凝土，設(shè)計荷載為公路-II級。

（2）托梁采用C30混凝土，主筋直徑為25cm，箍筋直徑為12cm。根據(jù)擋墻分段情況，K22+710～K22+720段采用支端懸出的簡支梁（2根樁），K22+720～K22+735段采用連續(xù)梁（3根樁）兩種形式。

（3）樁基采用單排樁，C30混凝土、灌注樁基礎(chǔ)、圓形截面，截面尺寸為直徑2.0m，主筋直徑為28cm，箍筋直徑為12cm，路基內(nèi)側(cè)對應(yīng)推力方向設(shè)置120°束筋（共計17組）。全線共設(shè)樁基5根，總長60m。

（4）施工時采用無圍堰筑島方式，材料采用土石材料，就地取材填筑。筑島臨水面坡度1:1.75，坡腳采用較大石塊填筑。

（5）為了減小后期虹吸效應(yīng)帶動樁間土體對樁基的剪切作用，在托梁下樁基間土體進(jìn)行灌漿加固處治,加固孔深H為進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化千枚巖1米，加固范圍內(nèi)采取矩形布點(diǎn)，縱向孔間距為2.0米，橫向孔間距為1.0米。外側(cè)灌漿孔距托梁邊緣應(yīng)保證0.6米。

4 結(jié)語

樁基托梁擋土墻作為一種新型支擋結(jié)構(gòu)，在工程建設(shè)中應(yīng)用越來越廣泛。

樁基托梁擋土墻是擋土墻與樁的組合形式，由托梁相連接，有效克服了一般圬工擋土墻不能適應(yīng)的高度，擴(kuò)大了一般擋土墻的使用范圍，在擋土墻高12m范圍內(nèi)使用具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。目前，樁基托梁擋土墻的設(shè)計與施工在工程建設(shè)中已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，在工程建設(shè)中必將發(fā)揮更大的作用，值得進(jìn)一步推廣。

[1]趙明華，土力學(xué)與基礎(chǔ)工程[M]，武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003

[2]李海光，新型支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程實(shí)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(yīng)用[M]，鐵道建筑，2008（04）

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1007-6344（2016）06-0051-01