作者：廖新权 李茂勋 程正
【关键词】桩板式挡墙 设计 施工 动态设计
【摘 要】简要介绍桩板式挡墙的构造、设计、施工要点，并通过工程实例说明桩板式挡墙在实际边坡工程中的方案比选及设计应用。
化工厂因矿产资源、地缘、环境等问题而多建于山区，场地平整需高挖低填，存在许多填土边坡和挖方边坡。小型边坡选用《重力式挡墙》等标准图集中的挡墙即可，但高度大于8m的边坡，则需进行专门的边坡工程设计。
填方边坡中常用的支挡结构有重力式挡墙、悬臂／扶壁式挡墙、桩板式挡墙、加筋土挡墙等；对于土质挖方边坡，常用的支挡结构有重力式挡墙、桩板式挡墙、土钉墙等；对于岩质挖方边坡，常用的支挡结构有锚杆(索)挡墙、锚喷支护挡墙等。此外，还有以上多种挡墙的联合应用。本文主要讨论桩板式挡墙在边坡设计中的应用。
1构造及适用范围
1．1构造
桩板式挡墙由悬臂桩和挡土板组合而成，悬臂桩部分锚人地下，其截面为矩形，部分伸出地表，其截面形式为T形，挡土板可以做成预制平板、拱板或现浇板，其构造简图见图1。
1．2适用范围
桩板式挡墙适用于一般地区的土质填方边坡。以及需要直立削坡的土质挖方边坡，其悬臂长度可达15m左右，桩间距一般为4—6m，悬臂桩的施工类似于人工挖孔灌注桩，桩顶设置通长冠梁，其上可预埋钢板设置防护栏杆。桩间装配式预制挡土板一般用于填方边坡；现浇挡土板一般用于直立削坡的挖方边坡。
2计算
作用于桩板式挡墙上的荷载，主要为墙后土体的侧压力、土体表面的附加荷载、以及悬臂桩地下锚固段的土层反力，其受力简图见图2。
桩身上部按悬臂桩计算其弯矩、剪力等内力值，桩身锚固段应根据地基土的情况，采用m法或k法进行内力计算。桩顶位移应小于桩身悬臂长度的1／100，且小于100mm。可采用理正等电算程序进行计算。
应从桩前较完整的岩面或承载力较好的土层面起计算桩的锚固段人土深度，其最小锚固长度不宜小于4m。根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)第9．2．3条计算人土深度，可采用静力平衡法进行估算(详见该规范中9．2．3条的条文说明)，然后在电算程序中根据需要再调整其大小，但桩身总长不宜大于30m。
除桩身内力计算外，尚要验算桩前岩体(土体)的横向压应力满足以下要求：
盯≤Rh式中，Rh为地基横向承载力特征值。如果不能满足要求或过小，可通过调整桩身截面或桩身锚固长度来解决。
(1)当桩问挡土板置于悬臂桩后挡土时，应按全部侧向土压力作用的简支梁进行计算。
(2)当采用桩前挂板或挡土板搭在桩的翼缘板上时，可按仅承受桩问土体卸荷拱内部分侧向土压力作用的简支梁进行计算，由于该土压力比库伦土压力显著减小，建议内力计算时考虑不小于1．5的安全系数。
(3)挡土板的分类不宜太多，可按2～3m高为一级，取本级最下端挡土板对应的土压力按均布荷载计算。
3施工要点
(1)桩板式挡墙一般先挖桩，再施工挡土板。
(2)施工前应核对现场情况、实际开挖情况是否与设计要求相符，认真做好施工记录。
(3)悬臂桩宜隔桩开挖，按设计要求做好混凝土护壁，应在上一节护壁混凝土终凝后才能进行下部桩基的开挖。
(4)遇到岩(土)松软、破碎或有滑动面时，应在护壁内顺滑动方向设置临时横向支撑并做好观测。
(5)桩孔爆破应采用浅眼爆破法，严格控制炸药用量，并注意通风。
(6)桩身混凝土必须连续浇灌，以免形成施工缝。
(7)桩身及挡土板的设计一般未考虑大型碾压机械的荷载，故桩板后2m范围内不得使用大型机械填筑。．
(8)墙后填料为非渗水土时，应设置不小于o．3m厚的砂砾石反滤层，做法同一般重力式挡墙。
4动态设计
动态设计是指根据现场实际情况不断对整个边坡设计进行完善和补充。
在实际工程中，由于山区地质情况复杂多变，地质勘察报告准确性的保准率较低，地质勘察报告可能会与实际地质情况不符甚至差距较大，故规范明确提出边坡工程的设计宜采用动态设计法。对地质情况复杂的一级边坡，设计时应结合边坡地质勘察报告，因地制宜，做好边坡设计方案比选，提请业主及相关专家评审，在此基础上再进行边坡挡墙的设计。在施工开挖中应补充进行必要的施工勘察，核对原地质勘察结论，设计人员应及时掌握施工开挖揭示的真实地质状况、施工情况及变形监测等信息，及时对原设计进行校核、修改和补充。．
对桩板式挡墙进行动态设计，要根据每根桩开挖时揭示的地质状况对桩身入土深度、桩身配筋等进行必要的调整，当以上调整不能满足要求时可在桩身上部施加锚索来改善桩身受力和变形。
5工程实例
我公司在重庆涪陵山区的某项目，地处三面环山一面临空的山沟内，为建设该项目，挖除很大部分山体后形成最高达40m的挖方边坡和20m高的填土边坡，平面布置见图3。
由于山体起伏、地质情况复杂，该边坡工程共采用了重力式、扶壁式+桩基、桩板式、锚杆(索)、桩板式+锚索等多种挡墙型式。其中从B点到C点的挖方边坡采用了桩板式挡墙。
根据地质勘察报告，B点到C点间自上而下为素填土层(8～10m厚)／粉质粘土层(6～8m厚)／强风化泥灰岩，场地地坪标高为2l6．o0，地坪以下0．5—1m即为强风化泥灰岩，分布较均匀。在230．00标高处设置4m宽通长平台，平台以下做挡墙支护，平台以上采用坡率法放坡处理。因该段为挖方边坡且高14m，素土层较厚，如采用重力式、扶壁式挡墙等将放坡困难，土方开挖量也很大，显然不经济；而较厚的素土层上也不能采用土钉墙、锚杆挡墙等支护，且边坡施工时不能影响该段两边的边坡挡墙，故最终决定采用桩板式挡墙进行支护，桩间距取6m，截面取1．8X2m，桩身锚固段从地坪下0．5m起算，人土深度按《建筑地基基础设计规范》第9．2．3条采用静力平衡法估算为8m，悬臂段长为14．5m，采用C30混凝土，HRB400级钢筋，用理正岩土计算程序(4．5版)按k法计算桩板墙的桩身强度及变形，计算结果见表1和表2，桩板墙立面见图4中实线部分。
现场桩基开挖时发现岩土分界面起伏较大，呈锯齿形分布，显然原设计已不能满足要求，故按新揭示的地质情况修改桩长及截面，使相邻桩的人土深度尽可能协调，避免出现突变，并重新计算桩身强度及变形，修改后的桩板墙立面见图4中虚线部分所示。其中ZH一4在地坪以下近10m才进入强风化泥灰岩，做桩板式挡墙已不能满足桩顶位移要求及土体横向承载力要求，故在桩身上半部设置2道锚索，锚索锚人泥灰岩内，形成桩板式锚索挡墙，见图5。
锚索均采用1O股7。5钢绞线捻制而成，单股钢绞线采用公称直径为15．20mm的标准型1X7钢绞线，锚固长度均为8m，锚具均为OVM15—1O，采用M30水泥砂浆灌孔。用理正岩土计算程序(4．5版)按m法计算桩身强度、变形及锚索拉力，锚索一的水平拉力为776．7kN，锚索二的水平拉力为784．3kN。
6结语
(1)桩板式挡墙适用于大部分高差较大的边坡支护，其施工简便，竣工后维护费用低，但施工周期长，桩顶变形较大。
(2)设计时应结合边坡地勘报告，做好边坡设计方案比选。
(3)在明确桩板式挡墙支护方案的基础上，选择合理的桩间距和截面，控制好桩的人土深度和桩顶位移，并根据施工开挖揭示的实际地质状况进行动态设计，对原设计进行必要的的修改完善。
(4)当桩悬臂长度太大或桩顶位移不满足要求时，可改用桩板式锚索挡墙进行支护，或重新调整支护方案。
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