常用支擋結構形式與應用

■李 媛 ■蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術學院國資基建處，甘肅 蘭州 730021

1 常用的支擋結構形式

現(xiàn)今常見的支擋結構形式有很多，各有不同的適用范圍，一般可按照結構形式、建筑材料、施工條件及所處的環(huán)境等條件進行劃分。按其結構形式和受力特點可分為重力式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、加筋土擋墻、土釘墻、錨定板式擋墻、錨桿擋土墻、框架預應力錨桿擋墻、懸臂式排樁擋墻、地下連續(xù)墻、單支點和多支點排樁、抗滑樁和錨索等形式［1］;按照建筑材料劃分可分為磚砌、石砌、混凝土、鋼筋混凝土、土體錨固體系等;按照支擋結構所處環(huán)境條件可分為一般地區(qū)、浸水地區(qū)、黃土地區(qū)和地震地區(qū)等。

無論種類如何劃分，支擋結構應當具有足夠的承載力和剛度，要保證被支護結構的安全和正常使用。同時，在設計、施工過程中，還應滿足技術先進、經(jīng)濟合理、方便施工、安全環(huán)保等要求，并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

2 支擋結構的應用

隨著科學技術的不斷發(fā)展，各種支擋結構在各類工程甚至是一些復雜工程中的應用越來越廣泛，并且在各類工程中發(fā)揮著重要的作用。各種新型的支擋結構也應運而生，更加輕型、柔性、經(jīng)濟、環(huán)保、安全、便利的結構類型越來越受到重視，并且廣泛地應用到各種類型的工程中，應用前景是非常樂觀的。下面針對支擋結構的應用情況簡要做一些介紹，供大家參考。

2.1 混合支擋結構應運而生

在山地、丘陵地區(qū)的工程建設中常常會形成高切坡和深填方邊坡，這些邊坡的體積往往巨大。由于建筑功能及環(huán)境需求，使得以往在一個工程中使用單一形式邊坡支擋結構的方法已逐漸不適應邊坡規(guī)模日漸增大的發(fā)展趨勢，隨著經(jīng)濟技術的發(fā)展，混合支擋結構應運而生，并且在一些地質(zhì)環(huán)境復雜的邊坡支護工程中發(fā)揮著越來越大的作用。

根據(jù)大體積邊坡的各部分土體在地質(zhì)環(huán)境上的差異，本著技術可行、經(jīng)濟合理、安全可靠的原則，同時考慮到建筑功能、環(huán)境要求及邊坡的規(guī)模大小等因素，在邊坡橫斷面上分別采用受力結構體系不同的支擋結構來共同承受邊坡巖土體荷載，并且使這些結構能夠在一起很好地協(xié)同工作，彼此取長補短。

常見的有:上部柱錨結構(由樁錨結構轉化)+下部肋錨、樁基托梁重力式擋墻、上部樁錨結構+下部肋錨結構、上部肋錨結構+下部樁錨結構等。以上只是兩種支擋結構的組合，此外還有兩種以上形式的組合。我相信在今后的發(fā)展中，混合型支擋結構一定會越來越多地應用到復雜支護工程中去。

2.2 新型支擋結構更加適應時代發(fā)展需要

縱觀支擋結構的變遷，我們不難發(fā)現(xiàn)一些支護結構因為對各類地基適應性強、施工速度快、經(jīng)濟合理以及墻體與周邊自然環(huán)境相協(xié)調(diào)等特點而得到大范圍的應用，這也是今后支擋結構發(fā)展的趨勢。例如，土工格室擋土墻和格賓擋土墻。在地基條件較差、石料運距遠、景觀要求高的路段較為適用土工格室擋土墻;而格賓擋土墻多應用于臨時支護、公路養(yǎng)護或河岸搶險工程中。所謂“格賓”，即英文單詞gabion 的音譯，是一種新型的石籠網(wǎng)。此結構采用高強度的鍍鋅低碳鋼絲或PVC 包裹鋼絲，由機器編織成雙絞六角形鋼絲網(wǎng)，內(nèi)部充填塊卵石，具有強度高、抗腐蝕等特點，在河岸治理、邊坡支檔中得到應用，尤其在山區(qū)低等級公路地基承載力弱、基礎開挖難度大的情況下修筑擋墻，以及在導流工程、城市河道治理工程中更具有優(yōu)勢［2］。

2.3 復雜地區(qū)的新型強支擋結構得到應用

支擋結構在一些復雜地質(zhì)環(huán)境中的應用也越來越廣泛，并得到了較大的發(fā)展。例如，滑坡是一種嚴重的自然地質(zhì)災害，涉及到交通、航運、農(nóng)田、城鎮(zhèn)等各個方面。我國很多地區(qū)自古以來就受到滑坡的危害，其中尤以西南、西北和中南地區(qū)最為嚴重。目前，抗滑擋墻、抗滑樁和錨索樁等支擋結構是國內(nèi)滑坡治理時主要選用的結構形式，而對于規(guī)模較大的滑坡，工程中常采用多排抗滑樁和錨索樁進行治理。多排抗滑樁是目前用于治理推力較大滑坡的主要支擋結構。其設計思想是設置多排抗滑樁于滑坡體中，從而分層分級來抵抗滑坡推力，以達到治理滑坡的目的。但該措施用于滑坡治理具有受力不明確、投資較大等缺陷。錨索樁的主要作用原理是通過錨索和樁協(xié)同作用，聯(lián)合抵抗滑坡推力。但是在實際工程應用中，使用此種支擋結構出現(xiàn)的最大問題是施工難度較大、施工質(zhì)量難以控制。而且由于錨索本身存在無法避免的應力松馳效應，往往使得其長期加固效果難以保證。此外，錨索樁一般不能用于地下水發(fā)育較好以及地下水具有腐蝕性的地段。

基于以上原因，我國在一些大型復雜滑坡治理工程中采用了一些新型強支擋結構。例如，斜撐式及椅式抗滑支擋結構，現(xiàn)已獲得國家專利。

斜撐式抗滑支擋結構是由常用的抗滑樁和斜撐組成的組合結構體系。應用中將抗滑樁和斜撐臂連接起來，并將抗滑樁錨固段和斜撐臂基礎置于穩(wěn)定地層，使滑坡推力通過抗滑樁錨固段和斜撐臂基礎傳遞至穩(wěn)定地層，從而達到治理滑坡的目的［3］。由于在抗滑樁的頂部設置了斜撐，使樁的變形受到約束，從而改善了懸壁樁的受力及變形狀態(tài)，大大加強了結構的穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的抗滑樁相比，這種新型結構能承受更大的滑坡推力，適用于治理規(guī)模較大的滑坡。

椅式抗滑支擋結構包括第一抗滑樁和第二抗滑樁，且抗滑樁的錨固段嵌固于滑動面以下的穩(wěn)定地層內(nèi)，并在第一抗滑樁的懸臂段和第二抗滑樁懸臂段之間設置橫梁，從而使第一抗滑樁受到的部分滑坡推力通過這根設置在兩抗滑樁之間的橫梁傳遞至第二抗滑樁，以此來約束第一抗滑樁的受力變形，這樣就大大改善了第一抗滑樁懸壁的變形和受力狀態(tài)。此種結構中兩個抗滑樁聯(lián)合受力，穩(wěn)定性好，能夠抵抗較大滑坡推力，特別適用于規(guī)模較大的滑坡治理工程。

以上兩種新型強支擋結構能夠提供較大抗滑力，可用于規(guī)模較大的滑坡治理工程，與傳統(tǒng)能抵抗較大滑坡推力的支擋結構相比，具有以下優(yōu)勢:(1)結構簡單，受力明確，經(jīng)濟可行;(2)與多排樁相比受場地影響小，與錨索樁相比抗侵蝕能力強，并能保證長期的加固效果;(3)抗滑樁質(zhì)量檢測手段成熟，施工質(zhì)量易于控制與保證。

2.4 支擋結構在公路建設領域應用廣泛

在公路建設中，支擋結構的設計是一個重要環(huán)節(jié)。支擋結構不僅可以用作橋臺、翼墻，也可用于增加邊坡穩(wěn)定和減少道路用地。許多年來，支擋結構大都采用鋼筋混凝土重力式擋墻或懸臂式擋墻，這些剛性結構往往因為不能夠很好地適應地基的不均勻沉降而受到破壞，如果單純用增加填土高度和進行軟土地基處理這些措施來改善這一現(xiàn)象，則會大大增加工程費用成本。加筋土擋墻的推廣應用能夠解決這一問題，這種結構能夠經(jīng)受比鋼筋混凝土墻大得多的沉降量，并且造價不高。加筋土擋墻在施工過程中，由于在土體中鋪設加筋材料，能提高土體的自立穩(wěn)定性，并且，采用面板可阻止土體的坍落并加大邊坡坡度。

3 結語

隨著支擋結構這一重要的工程體系在工程實踐中的不斷發(fā)展與不斷創(chuàng)新，各類支擋結構會越來越多地應用于各類工程中，將更好地為社會服務。

［1］唐秋元，施毅，周峰，袁恒.混合支擋結構在工程中的應用［J］.重慶交通大學學報，2011，30(增1):541～544.

［2］辛偉.格賓擋墻在沈吉高速公路中的應用［J］.北方交通，2012(5):19～21.

［3］薛元.新型強支擋結構在滑坡整治中的應用［J］.四川建筑，2010，30(2):94～95.