桩基托梁挡土墙在边坡处理中的应用

作者：赵培清

来源：《科技创新导报》 2012年第29期

赵培清

（湖南中大设计院有限公司 湖南长沙 410004）

摘 要：新型支挡结构是防止填土或山坡土体坍塌、滑移，支撑或加固使其保持稳定的一种建筑物。本文主要介绍桩基托梁挡土墙在边坡支挡中的应用，探讨了桩基托梁挡土墙的作用机理、结构设计特点及其施工工序。

关键词：桩基托梁挡土墙 边坡 施工工序

中图分类号：TU476+.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2012)10(b)-0104-02

边坡是岩体、土体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面, 为保证路基稳定性，在路基两侧做具有一定坡度的坡面。在边坡支挡结构中，重力式挡土墙长期占有主导地位，但重力式挡土墙施工进度较慢，其大截面在石料缺乏、地形困难的地区，应用取材很不方便。当前，新型的支挡结构应用于边坡支挡结构中已经成为必然趋势。各类新型支挡结构有其独特的优点，该文章就对桩基托梁挡土墙的一种新型支挡结构做了详细的介绍。

1 桩基托梁挡土墙的作用原理

由桩基、托梁及挡土墙组成的复合挡土结构，被称之为桩基托梁挡土墙，它是一种新型的挡土墙。其桩基托梁来源于建筑桩基和桥梁桩基，可以很好的解决挡土墙结构基础承载力较低的问题。桩基托梁挡土墙作用原理如下：挡土墙将所受荷载传至托梁，托梁所受荷载传递给桩，最后通过桩端土的支撑力及其周围的摩阻力把荷载传递到土层中。托梁在整个结构中，将桩连成一个整体以共同承担荷载。

2 桩基托梁挡土墙的结构形式及其应用范围

2.1 桩基托梁挡墙的结构形式一般分为重力式和衡重式挡土墙，其结构形式有单排桩式、多排桩式、锚索式，根据工程设计需要选择不同的结构形式。

2.2 桩基托梁挡土墙的应用范围

桩基托梁挡土墙主要在以下几方面应用：（1 ）在出现基岩埋藏较深、较陡的山坡、覆盖土层稳定性较差的情况，可采用桩基托梁挡土墙。（2）在稳定性较差的陡坡覆盖图、河岸冲刷严重和基岩埋深较大等与既有线紧邻等地段的路基需要使用桩基托梁挡土墙。（3）当平行增建第二线与既有线陡坡路基时，而采用预留土埂临时支护、跳槽开挖基坑、挖台阶浆砌防护等无法保障施工和行车安全，这种情况便可使用坡脚式桩基托梁挡土墙或路肩式桩基挡土墙。

3 支护结构内力计算方法

在边坡工程中，根据是否有滑面和潜在滑面的情形，主要有承载桩基托梁挡土墙、抗滑桩基托梁挡土墙两种形式。承载桩基托梁挡土墙是在边坡不存在潜在的穿过桩的滑面时，此时桩不需要承受滑坡推力。抗滑桩基托梁挡土墙是在边坡有滑面或潜在滑面穿过桩的位置，使桩能够承受滑坡推力。

3.1 托梁以上挡土墙的土压力计算

计算方法与一般的挡土墙一样。采取将上下墙背作为墙背按库仑主动土压力理论计算。

3.2 托梁的计算

3.2.1 挡土墙传递到托梁上每延米的竖向力、水平推力和弯矩

（1）竖向力

式中：B —挡土墙底宽； y M —挡土墙稳定力系对墙趾产生的弯矩； o M —挡土墙倾覆力系对墙趾产生的弯矩；e —挡土墙合力偏心距。

3.2.2 托梁的计算

托梁的计算有两种方法：（1）按连续梁设计。当不需要考虑地基反力时，将托梁考虑为支撑于桩上的连续梁或简支梁。（2 ）按支端悬出简支梁计算。当必须考虑地基反力作用的情况下，将桩与托梁的交点视为固接。其具体的计算方法为：求出梁上的作用的荷载大小，再根据

情况按普通简支梁或连续梁计算出支座和跨中的弯矩、最大剪力，最后按弹性地基梁进行计算。

3.3 桩基的计算

挡土墙的水平推力、竖向力和弯矩在不考虑桩基托梁底的支撑和摩擦的情况下，全部传至桩顶。根据托梁的两种计算方法分别对桩基进行考虑，如下表3.1 所示：

4 桩基托梁挡土墙的施工工序桩基托梁挡土墙的施工工序为：桩基定位→锁口护壁浇筑→搭设提升平台→人工挖孔→孔内渣土吊运→护壁立模混凝土浇筑→护壁整修→ 安装钢筋笼→浇

筑桩身混凝土→桩基检测→开挖托梁土石方→凿除锁口护壁→立托梁模板→托梁钢筋绑扎→托梁混凝土浇筑→衡重式路肩挡土墙C15 片石混凝土浇筑或M7.5 浆砌片石浆砌→立帽石模板→浇筑帽石混凝土。其主要工序如下。

4.1 锁口护壁浇筑

在桩身孔口段根据地质情况开孔口1～ 3 m，随后可立即模灌注第一节厚2 0 c m钢筋混凝土护壁。在孔0.5 ～ 0.8m 高度范围内的护壁加厚至6 0 c m，此部分称之为锁口。锁口平面要平整，并高出地面2 0 ～3 0 c m，防止孔口杂物及山坡石滚落孔内。

4.2 人工挖孔

采用人工分段开挖进行掘进，每段开挖深度1.5 m 左右。针对松散碎石层及土层，采用风镐等工具掘进开挖；针对钻凿岩层，为确保孔壁不受损，应采用浅泡眼松动爆破。采用卷扬机提升弃渣土石，并将其运至指定位置堆弃，不得堆在孔口。为以保证挖孔桩位轴线垂直，在孔口位置设置十字控制网和护壁悬挂锤球。为保证基底基岩的完整性，当开挖接近孔底标高时，掘进采用人工开凿方式。

4.3 护壁浇筑

每掘进1.5m 左右，立即浇筑2 0 c m厚的混凝土护壁。护壁浇筑时，采用小型振动棒插捣实，并与孔壁结合紧密。当进入较完整基岩后，为加快施工进度，可不护壁。

4.4 桩身混凝土浇筑

采用串筒和溜槽将混凝土下料，接至距离孔底1.0 m 处。混凝土采用强制式自动计量搅拌机拌和，为了保证混凝土的质量，灌注桩身混凝土每一捣固层厚以下不超过3 0 c m 为宜，连续进行。

4.5 开挖托梁土石方及凿除锁口护壁混凝土开挖托梁土石方时，需要在爆破之前，确保桩基检测合格。采用浅眼松动或风镐爆破，人工开挖土石方。凿除锁口护壁混凝土采用风镐，严禁放炮，以确保桩身混凝土不受破坏。采用卷扬机将弃渣土石等提升至自卸汽车上，运至指定的位置进行弃渣处理。

4.6 托梁施工

当开挖托梁基坑到达设计标高后，在托梁底部铺一层碎石，厚5 c m。为了方便绑扎钢筋和立模，需要用砂浆找平。钢筋加工好后，运至现场，托梁模板采用组合钢模板，以达到支撑牢固的效果，用卷扬机将钢筋放入模板内。为防止灌注混凝土时产生移位变形，保证钢筋笼骨架位置的校正及其加固牢固。混凝土采用串筒和溜槽下料，连续进行。保证托梁的施工质量。

5 结语

现在，桩基托梁挡土墙在其设计施工建设中积累了一定的经验。通过对此挡土墙的设计及施工总结，推行和使用桩基托梁挡土墙在工程建设中必将发挥更大作用，在工程中值得大力推广应用，并且作为一种新型支挡结构已广泛用于工程建设中，由于其结构特点，能适应的高度范围大，在工程中大力推广，扩大了一般圬工挡土墙的使用范围。

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