分析當前樁板式擋土墻的設計與應用

李 懷 珠

(吉林鐵道勘察設計院有限公司，吉林 吉林 132000)

分析當前樁板式擋土墻的設計與應用

李 懷 珠

(吉林鐵道勘察設計院有限公司，吉林 吉林 132000)

介紹了樁板式擋土墻的定義及其主要優點，結合具體工程實例，對樁板式擋土墻的設計要點進行了詳細分析，并研究了擋土墻施工中應注意的具體事項，對各類建筑工程中合理應用樁板式擋土墻具有重要的現實意義。

樁板式擋土墻，設計要點，抗滑樁，荷載

0 引言

作為穩定土體的重要支擋結構，樁板式擋土墻通過于樁間設置抗滑樁和擋土板等結構來實現有效的支擋作用，以抗滑樁作為承受荷載的主體結構，樁板式擋土墻獨特的結構特點決定了其具有占地面積小、施工的作業面小等優點，因此在山體邊坡治理、房屋建設和鐵路支擋工程當中受到了廣泛的應用。

1 樁板式擋土墻

1)定義：樁板式擋土墻主要是由抗滑板與擋土板所組合成的鋼筋混凝土擋土墻結構，其錨入地下的抗滑樁部分截面呈圓形或者矩形，而另外一部分伸出地表的抗滑樁截面呈T形，擋土板通常為預制平板、現澆板或是拱板。

2)特點：在整個樁板式擋土墻中主要由擋土板把墻后壓力傳遞到伸出地表的抗滑樁上，而后借助深埋地下的抗滑樁的錨固作用來穩定擋土墻，整個樁板式擋土墻結構如圖1所示。樁板式擋土墻在邊坡防護等工程當中具有很好的抗壓性、抗滑性和安全性，同時還具有占地少、影響小等特點。

2 樁板式擋土墻的主要優點

樁板式擋土墻通常在墻高超出一般擋土墻的限制或者土壓力過大的條件下利用樁的深埋來對地基強度進行補償，可以作為路肩、路塹等擋土墻或用來對中小型滑坡現象進行治理。在本文所述的工程項目當中，其區域內土體表層主要是厚約1.3 m的黃褐色軟塑狀態的亞粘土，下層主要是風化程度不均勻的風化巖構成，使用樁板式擋土墻在短時間沒有遇水的情況下能夠進行直立開挖，使路塹的挖方得到大大的減小，從而在最大程度上滿足建設的需求。同時，由于鐵路的挖方周圍大多是工業園區的公司廠房等建筑，使用樁板式擋土墻時，除土壓力之外沒有其他對墻體產生被動壓力的不確定荷載情況。

3 工程概況

東北地區某鐵路線，線路以路堤形式穿過某市工業園區，路堤邊坡直接放坡將侵占工業園區某公司廠房，為了節省鐵路投資和避免影響企業生產，在此地段設置路堤樁板墻收坡，樁長采用15 m長，樁板墻上填土按8 m高控制。

4 設計要點

該工程當中樁板式擋土墻的抗滑樁間距4 m～6 m，采取人工挖孔樁和現澆混凝土構件的抗滑樁，并在抗滑樁上設置相應的擋土板。根據實際工程需要可選擇槽型板或空心板，設計時的計算原理類似于懸臂式抗滑樁的相關技術原理，主要包括墻后土壓力、樁與板的內力、樁與板的強度的計算等。

1)壓力分析。

土壓力、水浮力、活載以及施工當中的臨時荷載是樁板式擋土墻的主要壓力，在該工程中公路兩側路塹邊外是自然山體，因此并沒有車輛等荷載，對于土壓力這一主要壓力可以利用庫侖土壓力計算方法來做出計算，其公式如下：

Ex=94.4 kPa,Ey=29.8 kPa,Zy=2.149 m。

其中,γ為擋土墻后的填土容重，kN/m3；H為擋土墻的高度，m；K為主動土壓力的系數。

2)樁設計分析。

抗滑樁是樁板式擋土墻的承受荷載的主要受力位置，設計時可以依據樁板式擋土墻的受力特點來計算樁頂的位移、抗滑樁的彎矩。抗滑樁使用C30強度等級的混凝土來進行就地整體的澆筑，并沿樁長方向上通長布置φ25的受力鋼筋，設計中采用1.5 m×2.5 m尺寸的抗滑樁，確保其間距保持在4 m，同時樁長是10.5 m、埋深是4.5 m。

依據工程錨固地層是破碎巖石的地質特征可利用m法來計算內力，其中m的值取20 MN/m4。考慮到樁后不需設置錨，因此在設計當中可以根據受彎構件來對抗滑樁做出設計，樁的最大剪力為：

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最大彎矩為：

樁身的內力計算如下：

背側——擋土側；面側——非擋土側。

背側最大彎矩為669.3 kN·m；距離樁頂9.200 m。

面側最大彎矩為0.000 kN·m；距離樁頂 0.000 m。

最大剪力為1 358.4 kN；距離樁頂 7.300 m。

樁頂位移為6 mm。

針對該工程可將擋土板的尺寸設計成長度為3.9 m、寬度為1 m且厚度為0.3 m，利用C30規格的混凝土預制拼裝而成，并使用φ12的受力鋼筋。在擋土板和樁連接處的相鄰板端需設置寬度為0.1 m的縫隙，并用瀝青麻絮將縫隙塞滿，在擋土板的預制當中還需預留一定的吊裝孔，其中底層擋土板吊裝孔的主要作用是用來排水，其他的吊裝孔在安裝之后要填塞滿混凝土。設計中擋土板同樁之間設置為0.7 m的搭接長度。在進行內力計算時可以將擋土板看作為支撐于抗滑樁上的簡支板，取擋土墻后水平向土壓力的最大值來作為擋土板的承壓荷載，根據受彎構件設計以及均布荷載的原理來做出計算，得出板的跨徑L=L1+1.5t(其中,L1為相鄰兩個抗滑樁之間的凈距離；t為擋土板的厚度)。

5 擋土墻的施工注意事項

1)抗滑樁施工的注意事項。

在抗滑樁施工前要對樁位進行測定并確保場地的平整，在每個井口安裝相應的鋼管井架來方便出碴。開挖樁井時需在井口挖到1 m～2 m深度時綁扎鋼筋并灌注混凝土護壁，以防止井口塌陷；每節采用一邊開挖一邊支護的方式來進行深度為2 m的掘進，并在井壁進行鋼筋混凝土的澆筑來形成相應的矩形框架；井內出碴時借助人工來裝碴并利用卷揚機提升到地表；通過通風機的設置來確保井內的通風并做好相應的排水措施；在井口設置三角架與吊籃等給人員上下井提供便利；在樁孔開挖到設計的標高之后需要做好驗槽等工作。

2)擋土板施工的注意事項。

在擋土板施工前需要在不引起土方坍塌的情況下進行土層的開挖，利用全站儀對擋土板的具體位置進行測定，并按照相關要求對樁面做好修整。在擋土板的施工中需按要求做好鋼筋的綁扎和無砂混凝土板的安裝，根據工程需要設計加工好幫條錨具并將其牢固地焊接在樁身上，對硬PVC泄水管做好安放；針對樁間部分使用定做的組合鋼模并在樁身、擋土板搭接處選用木模，采用雙槽鋼來對模板進行加固；攪拌并灌注混凝土；在灌注完成后對混凝土施工進行封閉。

6 討論

綜上所述，自上而下進行施工的樁板式擋土墻具有方便、安全、防滑和互不干擾等諸多優勢，在一些需要對邊坡土體、坡頂建筑進行穩定的工程項目當中是一種可取的施工方案，同時柱板式擋土墻的施工也是一種沉井式施工方式，具有占地面積少以及對周邊影響范圍小的特點，在保證機械充分利用的基礎上對勞動條件做出了合理的改善，同時在施工當中護壁的設置也給開挖人員的安全帶來了有效的保障。

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Analysis on the design and application of current sheet-pile retaining wall

Li Huaizhu

(JilinRailwaySurvey&DesignInstituteCo.,Ltd,Jilin132000,China)

The paper introduces the definition and major merits of sheet-pile retaining wall, specially analyzes sheet-pile retaining wall design points by combining with specific engineering examples, and studies matters needing attention in sheet-pile retaining wall construction, which has important meaning for rationally applying sheet-pile retaining wall in various construction projects.

sheet-pile retaining wall, design point, anti-sliding pile, load

2015-06-03

李懷珠(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)23-0061-02

TU476.4

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