高填深挖路基樁板式擋土墻的應(yīng)用與施工

王延林

（中鐵十六局集團(tuán)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(yīng)用與施工

王延林

（中鐵十六局集團(tuán)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(biāo)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(shí)例，介紹了高填深挖路基樁板式擋土墻的應(yīng)用與施工，詳細(xì)闡述了樁板式擋土墻的施工技術(shù)要點(diǎn)，以指導(dǎo)工程實(shí)踐。

樁井，光面爆破，護(hù)壁，抗滑樁，擋土板

1 工程概況

貴州省惠興八標(biāo)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(qiáng)風(fēng)化泥巖、中風(fēng)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(yīng)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(jì)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(fèi)巨大，因而亦不經(jīng)濟(jì)。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(diǎn)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(qiáng)度性能。當(dāng)擋土墻過于高大時，鋼材用量急劇增加，影響其經(jīng)濟(jì)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(fù)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(diǎn)

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(dāng)?shù)鼗休d力不足時，可由加深樁的埋深得到補(bǔ)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(jìn)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(fù)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(fēng)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(yù)制施工，每塊擋土板設(shè)兩處泄水孔、預(yù)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(biāo)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(hù)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(hù)壁。待第一節(jié)護(hù)壁混凝土達(dá)到一定強(qiáng)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(hù)壁綁扎鋼筋，拆除第一節(jié)護(hù)壁模板立于第二節(jié)樁井澆筑護(hù)壁混凝土，樁井第三節(jié)挖土、綁扎鋼筋立模澆筑護(hù)壁工序，重復(fù)循環(huán)作業(yè)直至達(dá)到樁井設(shè)計深度檢查持力層后進(jìn)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(yù)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(yīng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)

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(fēng)機(jī)通過風(fēng)管向樁井內(nèi)送風(fēng)，排出樁井內(nèi)的有害、有毒氣體和降低粉塵。樁井內(nèi)送風(fēng)的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量，應(yīng)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(jī)，帶翻轉(zhuǎn)裝置提碴桶容量根據(jù)扒桿式電動提升機(jī)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(jī)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(yīng)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(hù)壁。提升鋼絲繩應(yīng)與吊桶連接牢固，應(yīng)有防脫鉤裝置。應(yīng)經(jīng)常檢查扒桿式電動卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩、吊鉤及裝碴鐵桶是否安全可靠。

9 排水

當(dāng)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(hù)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(hù)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(hù)壁的豎向鋼筋采用焊接，保證上下節(jié)護(hù)壁連接的牢固性、可靠性。樁井分節(jié)開挖掘進(jìn)，樁井?dāng)嗝婕爸芯€符合要求后，鋼筋混凝土護(hù)壁支護(hù)及時跟進(jìn)，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(yùn)輸混凝土人工澆灌。抗滑樁的護(hù)壁每節(jié)施工的長度為1.2 m～1.5 m，應(yīng)開挖一節(jié)，立即支護(hù)一節(jié)。每節(jié)護(hù)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(biāo)高或深度后，對井底巖性進(jìn)行檢驗合格后迅速用混凝土封底。封底前應(yīng)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。混凝土標(biāo)號必須與設(shè)計樁井基礎(chǔ)混凝土標(biāo)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(yīng)點(diǎn)焊成束。先進(jìn)行樁井內(nèi)鋼筋綁扎，后進(jìn)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(jìn)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(hù)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(jìn)行。

13 樁體混凝土施工

樁體混凝土的運(yùn)輸采用混凝土運(yùn)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(jìn)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(dá)到的標(biāo)高進(jìn)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?xí)r，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(fēng)將鑿除的殘碴吹干凈，再用高壓水槍沖洗干凈，以確保混凝土鑿毛面的清潔。

14 擋土板預(yù)制及安裝

14.1 擋土板預(yù)制

擋土板預(yù)制盡量就近選擇場地采用集中預(yù)制，便于后期運(yùn)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(yù)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(yù)制板施工時要標(biāo)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(biāo)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(biāo)高，以便于最后一塊擋土板標(biāo)高與樁頂平齊。由抗滑樁頂面自上而下逐層劃分并標(biāo)記出擋土板水平層數(shù)安裝位置，每層擋土板應(yīng)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(jìn)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(hù)，是在路塹土石方開挖前先進(jìn)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(jìn)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(yù)制安裝，也可以采用現(xiàn)澆施工。在樁灌注混凝土前應(yīng)預(yù)埋螺栓或鋼筋，待樁身灌注完后，土體開挖完成則可見預(yù)埋螺栓或鋼筋，預(yù)埋的螺栓或鋼筋必須精確。樁體內(nèi)的埋鋼筋與預(yù)制擋土板連接并用同標(biāo)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(yīng)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(shí)，防止路堤整體性滑移。填料應(yīng)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(yīng)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(hù)壁拆除，對樁體進(jìn)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(diǎn)和難點(diǎn)，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(jì)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(yīng)性。自下而上進(jìn)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(jì)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(diǎn)可被廣泛運(yùn)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(xì)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